6 Estudos de caso de análise preditiva

As empresas de geração de energia implementaram planos bem desenvolvidos para melhorar o desempenho dos equipamentos em termos de disponibilidade, confiabilidade, eficiência e conformidade. No entanto, a maioria das empresas atingiu um patamar de desempenho - minando sua capacidade de atingir metas, objetivos e estratégias corporativas.

O problema é agravado pelo envelhecimento do equipamento; Iniciativas de “tamanho certo”; a aposentadoria de operários qualificados; equipe mais jovem e inexperiente; e acordos de serviço de OEM restritivos.

O resultado é uma lacuna de desempenho do equipamento que inibe o desempenho corporativo. Na verdade, quando o equipamento não atende às expectativas, ele envia uma onda de choque por toda a empresa - interrompendo as operações normais, os procedimentos de manutenção e o desempenho financeiro.

Para empresas de geração de energia que buscam fechar a lacuna de desempenho do equipamento, a solução de software EPI * Center da SmartSignal permite que as operadoras aumentem a confiabilidade, disponibilidade, eficiência e conformidade do equipamento além de seu patamar atual.

Ao contrário das ferramentas tradicionais de monitoramento de condição, como monitoramento de vibração, o EPI * Center fornece um aviso antecipado e acionável de desempenho anormal em todos os sistemas críticos e estados operacionais.

Desafios para as plantas Best-Run

Para ajudar a compreender o valor da análise preditiva, o seguinte é uma amostra de históricos de casos do EPI * Center verificados pelo cliente. É importante observar que todas essas empresas de geração de energia:

• Programas de manutenção preventiva rigorosos em campo.

• Programas de monitoramento de condição de “última geração” aplicados, por ex. monitoramento de vibração, termografia, etc.

• Utilizou programas de “tendências” consistentes com os padrões da indústria em equipamentos prioritários em toda a sua frota.

Apesar desses programas e de uma equipe bem treinada, essas operações constataram que os problemas de equipamento continuaram ocorrendo de maneira imprevisível. Como resultado, esses utilitários decidiram adicionar o Predictive Analytics do EPI * Center para receber avisos precoces e acionáveis ​​de falhas emergentes.

Análise preditiva em ação

Cada um dos históricos de caso subsequentes descreve uma situação em que os clientes SmartSignal transformaram o aviso prévio em valor demonstrável. Em cada caso, o problema emergente não foi identificado pelo monitoramento de condição tradicional ou por programas de tendências. A amostragem serve para:

• Destaque a ampla variedade de equipamentos críticos para os quais o EPI * Center fornece análises preditivas.

• Fornece percepções sobre as ações típicas instigadas por incidentes do EPI * Center WatchList.

• Detalhe o valor resultante.

Por último, os seguintes históricos de caso foram selecionados propositalmente para apresentar uma série de equipamentos e questões de usinas de combustível fóssil. Em todos os casos, os clientes da SmartSignal Corporation deram aprovação para divulgar essas ocorrências da vida real sem marca.

Estudo de caso nº 1 - Problema do mancal de suporte do aquecedor de ar

Problema:em 22 de dezembro, as altas temperaturas dos mancais de suporte do aquecedor de ar começaram a postar incidentes na WatchList - uma lista baseada em exceções de equipamentos e sistemas indicando desempenho anormal.

Mais especificamente, a temperatura do rolamento de suporte do aquecedor de ar secundário de uma usina de combustível fóssil aumentou 40 graus Fahrenheit acima do que seria considerado normal para a temperatura ambiente com base na análise preditiva EPI * Center. Este aumento não foi considerado anormal por nenhum dos outros sistemas da planta, por exemplo, DCS, programas de monitoramento de condição, etc.

Solução:os operadores adicionaram 3,5 galões de óleo a este rolamento (capacidade de 25 a 30 galões) e a temperatura voltou a cair e está funcionando normalmente desde então.

Benefícios:O alerta precoce do EPI * Center sobre temperaturas anormais resultou na adição de óleo, evitando possíveis danos aos mancais. Esses rolamentos têm uma faixa de máx. / Mín. De óleo muito apertada e foram problemáticos para a fábrica no passado. Anteriormente, um rolamento de suporte do aquecedor de ar falhou em julho.

Na época, demorou nove dias para consertar o problema, o que resultou em 138.804 MWHs de geração perdida. Uma falha semelhante no rolamento de suporte custaria à empresa entre $ 1,5 milhão e $ 4 milhões apenas em geração perdida, com base nos custos atuais de geração perdida de $ 10 a $ 30 por MWH.

Estudo de caso nº 2 - Alerta precoce de curto-circuito em um excitador

Problema:uma usina de duas unidades e mais de 1.500 megawatts de capacidade começou a postar incidentes na WatchList com alta amperagem do excitador. Os desvios foram 5 amps maiores inicialmente e depois aumentaram para 15 amps maiores em relação às normas estimadas do EPI * Center (isto é, análise preditiva).

Solução:Com base nessas informações, a equipe de engenharia acredita que o aumento da amperagem da excitatriz foi atribuído a espiras em curto no rotor. Na verdade, a planta estava a aproximadamente duas semanas de uma paralisação planejada de mais de 80 dias para substituir grandes porções da turbina e rebobinar o gerador - proporcionando a oportunidade ideal para verificar o diagnóstico.

Quando a excitatriz foi inspecionada durante a interrupção, foram encontrados danos físicos na excitatriz e curvas em curto também foram encontradas. A planta continuou a ter o excitador rebobinado durante a interrupção.

Benefícios:O alerta precoce do Centro EPI * sobre curvas em curto na excitatriz foi validado pelo dano físico encontrado durante a inspeção de interrupção da excitatriz.

Estudo de caso nº 3 - Detecção precoce de problema em desenvolvimento de rolamento no gerador de turbina evita possível interrupção

Problema:o cliente opera uma estação geradora de várias unidades com capacidade de mais de 2.000 MW. Uma temperatura de rolamento anormalmente alta foi detectada em um rolamento de turbina em uma de suas unidades - uma turbina a vapor General Electric de 420 MW a gás - pelo modelo de turbina de baixa pressão EPI * Center da SmartSignal (um dos vários no conjunto de solução).

O modelo sinalizou isso como um comportamento anormal, embora o aumento de 14 graus estivesse bem dentro do limite de temperatura normal. No mesmo dia, o Centro de PM&D informou a fábrica da irregularidade e o centro continuou a monitorar a situação.

Seis dias depois, o EPI * Center detectou outra mudança leve, mas significativa, na vibração do rolamento. Especificamente, o valor real do sinal do sensor foi 1 mil maior do que o "valor estimado" do SmartSignal durante 24 das 36 amostras de dados. Com essa evidência corroborante de deterioração, um especialista do Centro de PM&D recomendou uma avaliação mais completa do rolamento.

Solução:Por coincidência, a unidade foi programada para uma interrupção planejada de duas semanas para manutenção básica, começando cerca de um mês depois. Devido aos dados do Centro de PM&D, a planta realizou uma inspeção detalhada do rolamento durante a parada planejada.

Como não foi programado, a inspeção do rolamento não teria feito parte da manutenção normal da planta sem a análise preditiva do EPI * Center. Após a inspeção, o rolamento foi danificado juntamente com ranhuras no eixo. O material Babbit foi substituído no rolamento e o munhão foi alisado para corrigir o problema.

Benefícios:Sem o aviso prévio do EPI * Center da SmartSignal sobre comportamento anormal do equipamento, o rolamento teria continuado a se deteriorar. Muito provavelmente, isso teria resultado em uma falha de serviço ou interrupção forçada no final de abril ou início de maio, quando a demanda começa a aumentar, levando à temporada de verão. A detecção precoce também evitou impactar a classificação de confiabilidade de energia de pico (PPRR) da empresa.

A economia típica da indústria, no mínimo, varia de aproximadamente $ 503.800 a $ 655.000, dependendo da duração da interrupção. Se a interrupção forçada ocorresse durante a demanda do período de pico, os custos de reposição de energia teriam aumentado dramaticamente.

Estudo de caso nº 4 - Aviso antecipado de danos ao rolamento interno em uma bomba de alimentação de caldeira

Problema:o cliente tem uma usina de combustível fóssil com mais de 800 MW de capacidade. Avisos iniciais postaram que os rolamentos do motor na bomba de alimentação da caldeira estavam subindo de temperatura. Esse aviso ocorreu sete dias antes de as leituras de temperatura atingirem um nível inaceitável com base em dispositivos de monitoramento tradicionais.

Solução:uma interrupção planejada foi agendada prontamente no horário mais adequado para a planta para que o rolamento pudesse ser substituído. Essa ação evitou uma interrupção não planejada e forçada que teria ocorrido devido a um evento catastrófico com a bomba.

Benefícios:o cliente pôde programar uma interrupção planejada para substituição do rolamento em um momento que fosse menos oneroso em termos de receita de geração. Além disso, a interrupção planejada foi conduzida em um período de tempo muito mais curto, devido à preparação da equipe de manutenção, em comparação com uma possível desligamento da máquina.

Histórico de caso nº 5 - detecção precoce de acoplamento frouxo no ventilador de ID D

Problema:em 31 de janeiro, os incidentes com amperagem alta começaram a ser postados na WatchList. ID Fan D estava postando incidentes na WatchList, indicando alta amperagem do motor.

Solução:Com base na análise preditiva, o pessoal da fábrica iniciou análises adicionais sobre o carregamento do ventilador. Descobriu-se que o carregamento do ventilador não corresponde mais ao passo da lâmina, uma vez que o trabalho anterior foi feito neste ventilador. O pessoal suspeitou que isso poderia ser devido a um problema com o Beck Drive, ligação de controle, servo e / ou lâmina.

Benefícios:Com base no aviso prévio do EPI * Center de corrente anormal no ventilador, a planta determinou que este ventilador poderia ser retirado de serviço e o problema investigado antes da interrupção planejada. O parafuso de ajuste do acoplamento do eixo no lado do ventilador do eixo estava solto e foi apertado antes da interrupção. Se o ventilador tivesse sido perdido, uma possível redução de carga teria ocorrido.

Estudo de caso nº 6 - Aviso antecipado de problema de resfriamento de mancais em uma bomba de água circulante

Problema:uma planta de geração de unidade única com mais de 700 MW de capacidade tinha temperaturas de rolamento que começaram a postar incidentes na SmartSignal WatchList no início de fevereiro. Os desvios foram 20 a 80 graus F mais elevados em comparação com as normas estimadas pelo centro do EPI *. As temperaturas não haviam excedido a faixa normal de operação e ainda não haviam iniciado um alarme no sistema DCS.

Solução:o alerta precoce do EPI * Center sobre temperaturas anormais iniciou uma investigação que descobriu que os rolamentos estavam com falta de água de resfriamento, pois a água estava sendo desviada para uma bomba alternativa. Um novo motor de bomba de água circulante foi adicionado e a linha de resfriamento foi modificada para resfriar os mancais da nova bomba.

Verificou-se que havia uma restrição do fluxo de água de resfriamento ao problema na bomba de água circulante. O problema foi resolvido rapidamente com uma linha de resfriamento temporária que resultou na queda das temperaturas dos mancais em cerca de 20 graus F. Alguns meses depois, uma nova linha de água de resfriamento foi instalada durante uma interrupção planejada.

Benefícios:O alerta precoce do EPI * Center sobre temperaturas anormais iniciou uma investigação sobre o motivo das temperaturas elevadas na bomba de circulação de água.

Sem a investigação e descoberta do resfriamento restrito aos mancais da bomba, os mancais e o eixo poderiam ter sido danificados. Retirar essa bomba durante a operação de inverno para reparos de rolamentos e eixos resultaria em aumento da contrapressão e redução de carga devido ao fluxo insuficiente através do condensador.

EPI * Center é uma solução de software que fornece aos proprietários e operadores análises preditivas usando dados de equipamentos existentes. Ao analisar automaticamente todos os dados relevantes do sensor - processo, monitoramento de condição e dados do sensor elétrico - o EPI * Center fornece um aviso antecipado e acionável de problemas emergentes de confiabilidade, eficiência, produtividade e conformidade (ambientais e de segurança). Além disso, EPI * Center:

1. fornece alerta antecipado de anomalias do equipamento que outros sistemas não detectam.

2. fornece este aviso antecipado em todos os equipamentos e regimes operacionais.

3. é rapidamente configurado, implantado e agregando valor.