CN101034447A - 为燃气涡轮机规划主要断电的方法和设备 - Google Patents

为燃气涡轮机规划主要断电的方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种用于为包括燃气涡轮机发电站的发电装置规划断电的系统和方法。通过生成模板、将模板用于含有针对发电装置的燃气涡轮机数据的数据库、以及从用户接收请求以产生维护包规划，该系统和方法利用计算机来为发电站产生维护规划。用户可以选择模块化或者交钥匙式维护规划。模块化维护包选项使用户能够特定地选择并获得针对零件的价格报价信息和执行维护任务的技术人员，并为技术人员规定特定的换班选项。

Description

为燃气涡轮机规划主要断电的方法和设备
技术领域
本发明通常涉及一种用于为发电系统规划主要断电(outage)的系统和方法，并且更特别地涉及用于为燃气涡轮机产生高度可配置的断电规划的设备和方法。
背景技术
对于涡轮机制造商，维修发电站是非常重要和有利的事情。由于停机时间以及损坏都非常昂贵，所以必要的是，为发电站以及时的方式规划断电并保证所有的基础设施和必要的资源是“准时”有用的。另外，断电不能适当地被供应并且可能导致成本超出限度。然而，这是非常复杂的过程；在使用中有很多不同类型的涡轮机，并且在通常为30年的使用期限或更长的使用期限上，每个涡轮机组件将经受多种改造和变化，以由此变得独特。而且，涡轮机断电需要多种资源，既需要人力又需要物质。
燃气涡轮机工作的特征在于使用大气作为工作流体并将燃料直接注入到压缩空气中。燃气涡轮机发动机通常包括具有压缩机、燃烧室和第一涡轮机的核心发动机，该压缩机用于压缩进入核心发动机的空气，在该燃烧室中，燃料与所压缩的空气混合并然后燃烧以产生高能量气体流，第一涡轮机从该气体流中提取能量来驱动压缩机。通过涡轮机所产生的能量被提取用于发电。涡轮机的旋转发动机部件和压缩机包括附着到圆盘的多个刀片，这些刀片由固定的护罩(shroud)包围。燃气涡轮机部件工作在非常高的温度的环境中并且工作在多种负荷条件下。由于热疲劳和磨损引起的零件的恶化是真正关心的问题。执行维护，以检测和控制磨损以及根据需要修理或者替换磨损的零件，以恢复磨损的储备物。利用适当的维护，尽管有上述特性，也可以高可靠性和可用性来运行燃气涡轮机。必要的是，快速地执行这些维修服务，并且以所规划的方式保证电站不具有任何不定期的停机时间。对于电力局，由涡轮机故障所引起的未规划的断电可能导致非常大的经济损失。
规划断电是非常复杂的过程。燃气涡轮机通常具有非常长的使用寿命，并且在每次断电期间，这些燃气涡轮机经受一定数量的改造，这种改造使得这些燃气涡轮机在结构上变得独特。而且，每次断电需要大量的基础设施可用性和资源。本地基础设施可能是可买到的、租用的或者是进口的。以相同的方式，在设备仓库中可得到必要的零件，或者这些必要的部件可能必须从维护设备供应商所在地运来。对于必须的人力资源是相同的情况。尽管一些专业人员可能在本地是可得到的，但是可能需要其他人行进相对长的距离来完成所给的维护任务。同时，可以容易地将某些工作承包给本地设备供应商。因此，不仅必需非常大数量的资源，而且相对于资源规划可能存在无数可用的选项。最终规划的成本将依赖于针对这些资源中的每一种所决定的模式和实际配置。
在本领域中，Hayashi等人的美国专利No.6,907,381(“Hayashi”)公开了一种系统，用于帮助准备发电装置的运行和维护规划，其中通过应用实际的电站数据和关于发电机组中的机器和其零件的多种环境准备多个发电机组的运行规划。对于每个发电机组，通过利用所获得的电站和设计数据，维修中心实时计算发电效率，并根据所计算的功率效率准备运行和维护规划。根据该系统的方面，参考所累积的工作时间、或者所计算的经济成本损失以及和基于所测量的电站数据的机器交换的成本，执行设备和构成零件的交换定时。
发明内容
根据本发明的方面，提供了一种用于为发电装置规划断电的系统和方法，该发电装置包括诸如燃气涡轮机的发电机组。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于为发电装置规划断电的方法。该方法通常包括以下步骤：在服务器从用户端的用户接收请求，以在发电装置中为发电站产生维护规划；生成模板；将该模板用于包含针对发电装置的发电站数据的数据库；并从用户接收数据以产生维护包规划。从用户接收到的数据可能涉及诸如涡轮机类型、换班模式和事件类型的详细说明。可能被详细说明的换班模式涉及维护人员每天的换班次数。事件类型可被定义为主要检查、辅助检查、热气检查等等。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于为发电装置规划断电的系统。该系统包括服务器，该服务器包括含有可执行的程序指令的机器可读介质，当由处理器执行这些可执行的程序指令时，这些可执行的程序指令指引服务器：从用户接收请求，以为发电装置中的发电站产生维护规划；生成模板；将该模板用于包含针对发电装置的发电站数据的数据库；并从用户接收数据，以产生维护包规划。
附图说明
参考下面的详细描述和附图，本发明的这些和其它优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
图1是示例性客户端计算机的示意图，在该计算机上可以配置用于实现本发明的方面的系统；
图2是用于实现本发明的方面的整体系统结构的示意图；
图3是用于维护规划的内容产生的流程图；
图4是根据本发明的方面的规划和导航框架的流程图；
图5是用于实现主要检查的示例性GUI的屏幕截图(screenshot)；
图6是示出规划进展细节和用于选择的多个包的示例性GUI的屏幕截图；
图7是用于选择专业人员的示例性GUI的屏幕截图；以及
图8是用于选择涡轮机部件的示例性GUI的屏幕截图。
具体实施方式
参考附图将描述本发明的实施例，其中全文中相同的编号表示相同的元件。在详细解释本发明的实施例之前，应当理解的是，在本申请中，本发明不限于在下述说明书中所阐述的或者在附图中所示出的实例的细节。本发明能够是其它实施例并在多种应用中和以多种方式来实践或者实现。而且，应当理解的是，在此所使用的用语和术语是出于描述目的的，而不应当被认为是限制。“包括”、“包含”或者“具有”以及其变型的使用意味着包含其后所列出的项和其等价物以及附加的项。术语“被安装”、“被连接”和“被耦合”被广泛使用并包含直接和间接安装、连接和耦合。而且，“被连接”和“被耦合”不限于物理或者机械连接或耦合。
应当注意的是，本发明不限于图中所描述或者暗示的任何特定软件语言。本领域技术人员将理解的是，为了实现本发明，可以使用多种可替换的软件语言。还应当理解的是，示出和描述了一些部件和项，就好像它们是硬件元件，如本领域内的一般惯例那样。然而，本领域普通技术人员(并且基于阅读详细描述)将可以理解，在至少一个实施例中，可以用软件或者硬件来实现本方法和系统中的部件。
本发明的实施例提供了方法、系统以及存储计算机可读指令的计算机可用介质，用于使用逻辑约束规范来提供模板数据验证。本发明是模块化框架并被配置为软件，作为确实被包含在程序存储装置上的应用程序。用于执行的应用代码可驻留在本领域技术人员已知的多种不同类型的计算机可读介质上。
在一个实施例中，本发明被配置为网络使能框架并通过图形用户接口(GUI)进行访问。该应用程序驻留在服务器上并经由浏览器(诸如Mozilla Firefox、Microsoft IE(因特网浏览器(InternetExplorer))或者其它浏览器)通过网络或者使用因特网标准和脚本语言的因特网访问，这些脚本语言包括HTML、动态HTML(DHTML)、Microsoft VBScript(Visual Basic Scripting Edition)、Jscript、ActiveX和Java。用户联系主管应用程序的服务器并请求信息或者资源。服务器定位，并然后向显示结果的浏览器发送信息。
在图1中示出执行本发明的实施例的指令的计算机21的实施例。描述了代表性的硬件环境，这示出了计算机的典型硬件配置。计算机21包括CPU 23、存储器25、用于读取计算机可读介质上的计算机可执行指令的读取器27、公共通信总线29、具有外部端口33的通信套件31、具有外部端37和GUI 39的网络协议套件35。
通信总线29允许计算机21的部件之间的双向通信。通信套件31和外部端口33允许计算机21、其它计算机21和外部兼容装置之间的双向通信，外部兼容装置诸如使用通信协议(诸如IEEE 1394(火线接口或者i.LINK)、IEEE 802.3(以太网)、RS(推荐标准)232、422、423、USB(通用串行总线)和其它的协议)的膝上型计算机等。
当通过网络进行通信时，网络协议套件35和外部端口37允许物理网络连接和协议的集合。协议诸如TCP/IP(传输控制协议/网际协议)套件、IPX/SPX(网间分组交换/顺序分组交换)、SNA(系统网络体系结构)和其它的协议。TCP/IP套件包括IP(网际协议)、TCP(传输控制协议)、ARP(地址转换协议)和HTTP(超文本传输协议)。网络协议套件内的每个协议具有特定的功能，以支持被耦合到网络的计算机之间的通信。GUI 39包括诸如CRT、固定像素显示器或者其它显示器的图形显示器41、辅助键盘、键盘或者触摸屏43和诸如鼠标、跟踪球、光笔或者其它的指示装置45，以提供容易使用的、用于本发明的用户接口。
计算机21可以是手持装置，诸如因特网应用(Internetappliance)、PDA(个人数字助理)、平板PC、黑莓手持装置(Blackberrydevice)或者常规的个人计算机，这些个人计算机诸如运行其适当的OS(操作系统)的PC、Macintosh或者基于UNIX的工作站，该适当的OS能够通过有线的(所引导的)或者无线(未引导的)的通信介质与计算机进行通信。CPU 23执行兼容的指令或者被存储在存储器25中的软件。本领域技术人员将理解的是，除了上述的那些，还可以在平台和操作系统上实践本发明。
通信网络可以是单个网络或者是包括任何有线、无线、宽带、交换、分组或者其它类型网络的通信网络的组合，通过这些网络可以实现语音或者数据通信。网络允许不止一个用户一起工作和相互共享资源。除了分布式处理之外，网络提供集中的存储能力、安全性和对资源的访问。
针对LAN(局域网)和WAN(广域网)，网络结构改变。LAN网络结构的一些实例包括以太网、令牌环、FDDI(光纤分布数据接口)和ATM(异步传输模式)。将单独的计算机链接在一起作为网络的能力对本领域技术人员来说是熟知的。
图2描述了用于实现本发明的方面的整个系统结构。用户计算机200通过网络与服务器202通信。服务器202通过适当的接口与“后台”通信，该“后台”包括企业资源规划系统(SAP)204和GT_Flotte数据库206。将在下文中更详细地描述这些部件的功能。SAP 204与Oracle数据库208通信，也将在下面更详细地描述Oracle数据库208的功能。用户计算机202包括不同的形式，这些形式需要被填满来产生不同的规划部分。通过产生基于地点的位置、用户的角色以及经历维护规划的实际单元定制的用户特定形式，服务器202获得可配置性。服务器202从用户计算机200接收HTML请求并在块210运行小服务程序。然后，该小服务程序210与块212通信，以产生或者访问可再用的XML模板。这些模板包括针对维护规划的规则。XML生成器214根据模板中的规范产生输出XML文档216。XML文档216在块218被转换成XSL，并然后在块220被转换成HTML。XSL给开发者工具，以准确描述在XML文件中显示哪些数据字段以及准确地在哪里和怎样显示这些数据字段。在HTML响应中，以如本领域公知的那样的常规方式将HTML页面传送回用户计算机200。
GT_Flotte数据库206维护“快速(fleet)数据”，诸如表示由特定制造商(也就是由西门子股份公司制造的涡轮机)制造的设备、用户信息、位置信息、服务时间、检修之间的时间、周期检查、故障信息、剩余使用寿命信息等等的数据。可以从西门子股份公司买到GT_Flotte数据库。
SAP 204是企业资源规划系统，该企业资源规划系统维护涡轮机单元的组成部分的清单和定价。SAP应用程序提供了管理财务、资产和成本核算、生产经营以及材料、人员、电站和存档文挡的能力。例如，如果特定压缩机或者涡轮机部分需要更换，则SPA 204将提供针对该部分的清单和定价信息。
Oracle数据库208与SAP 204进行通信，以向系统提供其它相关信息、诸如正在进行的维护服务历史。可以应用Oracle数据库208来跟踪例如有多少个小时在系统中的特定部分上。
根据本发明的方面的在线规划系统应用具有图形用户接口(GUI)的内容生成器模块，该图形用户接口允许用户为特定机器单元或者涡轮机配置维护规划。维护规划由数个部分组成，其每一部分都依赖于用户和选择，他或者她做出这些选择来根据要求优化规划。内容生成器在这样的原理上运行，即将模板用于GT_Flotte数据库206和SAP204中的数据。数据库206检索信息，并且所生成的输出是符合某一结构的XML文件的形式。模板被写入XML中，并包含关于怎样将规划数据映射到数据库206中以在计算机200上形成示出给用户的字段的指令。模板规定被用于询问源数据库206的静态和动态参数。该模板还具有分支和循环逻辑，以在配置过程中表示资源约束。参考图3，这可以更好地理解，图3描绘了内容产生的流程图。
在图3中，在步骤300，用户计算机200经由图形用户接口(GUI)呈现缺省的初始配置。该缺省的初始配置基于地点和用户优先。在步骤302，GUI使用户能够选择规划模式的类型。在步骤304，为用户呈现选项，以或者选择“交钥匙式(turnkey)”规划模式或者选择“模块化”规划模式。可以将交钥匙式规划模式定义为由规划工程师所建立的标准规定的模式。例如，可以在规则的工作时间期间以“正常速度”实现检修，或者如果客户要求更快的周转可以应用断电速度近似法。如果在304选择模块化规划模式，那么在步骤306，用户可以从所规定的选项中选择，这些选项诸如涡轮机类型、单元、事件类型、断电(也就是主要检查、辅助检查、热气检查等)和换班模型(也就是每天换班一次或者两次是否完成工作以及每次换班的持续时间)。这种选择确定了限定完整的维护规划的包组。在步骤308定义相关的包组。在步骤310，用户继续选择包组，直到在步骤312完成所有包组。对于所选的每个包组，在步骤314从数据库206和208询问模板元素，从数据库206、208中检索相关的数据，以填充模板来产生适当的包。在步骤316，系统获得所存储的显示信息并将该信息用于该模板。在步骤318，经由GUI将格式化的包呈现给用户。然后用户能够进行适当的选择，并输入相关的数据以完成包。如果在步骤320完成包组，则如果还有包剩余则用户在310可以选择下一包组。规划内容包括所有包组中的所有包的汇编。如果在步骤312完成所有包组，则认为在步骤322完成规划生成。如果用户在步骤304已经选择了交钥匙式选项，则在块324产生标准规划。通过使用被存储在数据库206中的缺省选项来产生标准规划(参见图2)。
现在参考图4，描述了根据本发明的方面的规划和导航流程图。在步骤400，用户以常规方式登录到系统。在步骤402，确定用户的角色和优先。在步骤404，GUI将初始缺省配置呈现给用户。系统可以从用户简档中确定，允许用户针对哪些机器和系统观察或者产生规划。在步骤406，用户配备有如前面所描述的规划模式(或者“交钥匙式”或者“模块化”)的类型。在步骤408选择规划模式选项。如果用户在408选择模块化规划，那么在410，用户可以从所规定的选项中选择，这些选项诸如涡轮机类型、单元、事件类型、断电(也就是主要检查、辅助检查、热气检查等)和换班模型(也就是每天换班一次或者两次是否完成工作以及每次换班的持续时间)。这种选择确定了限定完整维护规划的包组。在步骤412定义相关的包组。在步骤414，用户继续选择包组，直到在步骤416完成所有的包组。将包聚合成现场维修包、零件包、修理、改造、整修等。对于每个包，要求用户经由GUI输入数个数据元素。例如，连同工具包，用户输入针对每个工具的数据，每个工具例如表示用户是否想购买或者租用工具。对于技术人员，用户选择所需的专业知识在本地是否有用，或者为了该工作是否需要引入专门的人员。在步骤418实现用户选择。然后在步骤420通过系统验证该数据。在步骤422，给用户呈现是否针对该包产生报价的选项。如果答案是肯定的，则在步骤424产生包报价。在步骤426，给用户呈现是否产生包的概要的选项。如果答案是肯定的，则在步骤428产生概要。如果在步骤430完成了包组，那么控制跳到步骤416。如果没有完成包组，则控制跳到步骤414，并且用户可以选择下一包组。规划内容包括所有包组中的所有包的汇编。如果在步骤416完成了包组，那么在步骤432完成规划生成。如果用户在步骤408已经选择了交钥匙式选项，则在步骤424利用被存储在数据库206中的缺省选项产生标准规划(参见图2)。
图5描述了用于实现主要检查的说明性GUI 500。
图6描述了用于规划进展细节和用于能够选择多个包的说明性GUI 600。
图7描述了用于选择专门人员的说明性GUI 700。
图8描述了用于选择涡轮机部件的示例性GUI 800。
根据单元位置和规格以及特定客户需求，本发明的方面利用可扩展的构造来配置维护规划。通过改变模板中的用户选择，可以实现规划中的改变，由此提供高度适于用户需要的系统。XML模板使得步进式程序能够被用于生成构成维护规划的包。通过选择特定的维护参数和构成规划的项，用户可选择常规规划或者产生模块化规划。
已经在被认为是最实用的和优选的实施例中示出和描述了本发明。然而，可以预料的是，可以从中脱离，并且本领域技术人员将可以实现明显的修改。将可以理解的是，本领域技术人员将能够设计多种布置和变化，尽管这里没有明确示出或者描述多种布置和变化，但是这些布置和变化实现本发明的原理并落在其精神和范围内。

Claims (20)

1、一种用于为发电装置规划断电的方法，该方法包括以下步骤：
从用户接收请求，以在发电装置中为发电站产生维护规划；
生成模板；
将该模板用于包含用于发电装置的发电站数据的数据库；和
从用户接收数据以产生维护包规划。
2、如权利要求1所述的方法，其中，从用户接收到的数据选自于由涡轮机类型、换班模式和事件类型所构成的组。
3、如权利要求2所述的方法，其中，换班模式涉及维护人员每天换班的次数。
4、如权利要求2所述的方法，其中，事件类型选自于由主要检查、辅助检查和热气检查所构成的组。
5、如权利要求2所述的方法，其中，维护规划包规划选自于由现场维修包、零件包、修理包、改造包、整修包所构成的组。
6、如权利要求1所述的方法，还包括针对维护包规划生成报价的步骤。
7、如权利要求1所述的方法，还包括针对形成维护包规划的部分的组成的包生成报价的步骤。
8、如权利要求1所述的方法，还包括在数据库中生成XML文件形式的数据的输出的步骤。
9、如权利要求8所述的方法，还包括将XML文件转换成HTML页面并通过通信网络将该HTML页面发送给用户的步骤。
10、如权利要求1所述的方法，还包括与企业资源规划系统进行通信的步骤。
11、一种用于为发电装置规划断电的系统，该系统包括含有可执行的程序指令的机器可读介质，当通过处理器执行所述可执行的程序指令时，所述可执行的程序指令指引计算机：
从用户接收请求，以为发电装置中的发电站产生维护规划；
生成模板；
将该模板用于包含针对发电装置的发电站数据的数据库；和
从用户接收数据以产生维护包规划。
12、如权利要求11所述的系统，其中，从用户接收到的数据选自于由涡轮机类型、换班模式和事件类型所构成的组。
13、如权利要求12所述的系统，其中，换班模式涉及维护人员每天换班的次数。
14、如权利要求12所述的系统，其中，事件类型选自于由主要检查、辅助检查和热气检查所构成的组。
15、如权利要求12所述的系统，其中，维护规划包规划选自于由现场维修包、零件包、修理包、改造包和整修包所构成的组。
16、如权利要求11所述的系统，其中，当通过处理器执行所述可执行的程序指令时，所述可执行的程序指令还指引计算机为维护包规划生成报价。
17、如权利要求11所述的系统，其中，当通过处理器执行所述可执行的程序指令时，所述可执行的程序指令还指引计算机对形成维护包规划的部分的组成的包生成报价。
18、如权利要求11所述的系统，其中，当通过处理器执行所述可执行的程序指令时，所述可执行的程序指令还指引计算机在数据库中生成XML文件形式的数据输出。
19、如权利要求11所述的系统，其中，当通过处理器执行所述可执行的程序指令时，所述可执行的程序指令还指引计算机将XML文件转换成HTML页面并通过通信网络将该HTML页面发送给用户。
20、如权利要求1所述的方法，包括与计算机进行通信的企业资源规划系统。
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