Studium przypadku: wdrożenie strategii Predictive Maintenance dla bloku wytwórczego w Tauron Wytwarz

Projekt: wdrożenie strategii Predictive Maintenance dla bloku wytwórczego w Tauron Wytwarzanie

Wyzwania we wdrażaniu strategii Predictive Maintenance dla jednostki wytwórczej
Kluczowym zadaniem przedsiębiorstw energetycznych jest zapewnienie stabilnego i niezakłóconego poziomu dostaw energii. Awarie instalacji mogą powodować wielotygodniowe nieplanowane przestoje i (w konsekwencji) ogromne straty finansowe spowodowane koniecznością usunięcia skutków awarii oraz utratę przychodów np. z tytułu świadczenia usługi systemowej – ORM (Operacyjna Rezerwa Mocy). Celem współpracy pomiędzy TAURON Wytwarzanie a ReliaSol była minimalizacja liczby i skutków awarii bloku wytwórczego (460 MW) w Elektrowni Łagisza.

Ze względu na ciężkie warunki pracy wewnątrz kotła fluidalnego, nastąpiły ubytki przekrojów ścianek rur z wodą pod wysokim ciśnieniem. Doprowadziło to do uszkodzenia parownika pierwotnego i wtórnego z powodu wysokiego ciśnienia pary i (w konsekwencji) kosztownych przestojów.

Rozwiązanie
Zadaniem specjalistów z ReliaSol było opracowanie modelu predykcyjnego do wykrywania awarii powodujących przestoje w instalacji . Dodatkowym wyzwaniem była konieczność zlokalizowania uszkodzonych miejsc. Predykcja awarii ma szansę zadziałać, gdy stan techniczny urządzenia nie uległ pogorszeniu na skutek awarii, a koszty przywrócenia do prawidłowego stanu technicznego nie są wysokie.

Podstawowym wymogiem jest posiadanie danych procesowych charakteryzujących pracę wybranej instalacji w czasie oraz informacji o występujących na niej usterkach. Ze względu na małą liczbę rzeczywistych awarii przerzedzenie ścianki parownika zostało uznane poniżej wymiaru obliczeniowego za stan awaryjny, co pozwoliło na stworzenie modeli diagnostyki predykcyjnej dla kotła.

W pierwszej fazie system diagnostyki predykcyjnej wykorzystywał ok. 180 pomiarów, dostarczając jeden hierarchiczny model, który przewiduje 8 rodzajów awarii . Model lokalizuje jeden z rodzajów awarii w 6 potencjalnych sektorach kotła. Rozwiązanie RSIMS zostało zintegrowane z systemem DCS na osobnym ekranie, na którym wyniki predykcji prezentowane są na wewnętrznym pulpicie załogi elektrowni.

Kolejnym krokiem był nadzór nad pozostałymi krytycznymi urządzeniami jednostki nr 10 w Łagiszy.

Realizacja tej fazy projektu umożliwiła rozbudowę systemu do około 1000 pomiarów i 150 modeli do monitorowania stanu obiektów w różnych instalacjach kotła. Modele monitorują aktualny stan techniczny krytycznych maszyn, dostarczają informacji o anomaliach pracy oraz przewidują zdarzenia takie jak anomalie drgań czy gwałtowne wzrosty temperatur.

W wyniku projektu wdrożono i uruchomiono desktopową wersję systemu RSIMS . Na bieżąco raportuje wyniki prognozy. W planie zagospodarowania przestrzennego zaplanowano obiekty kluczowe, dedykowane i przystosowane do potrzeb elektrowni. Do obiektów tych dołączone zostały odpowiednie modele predykcyjne. Pulpit raportu (wraz z dedykowaną grafiką prezentującą wyniki zwracane przez modele) został dostosowany w sposób ułatwiający obsługę operatorom. Jest intuicyjnie powiązany ze schematami systemu DCS. Moduł raportowania wraz z powiadomieniami e-mail umożliwia zdalną kontrolę niepożądanych sytuacji bez ciągłego skupiania się na systemie. Obecnie trwają prace nad dalszym rozwojem systemu

Korzyści z wdrożenia Predictive Maintenance dla jednostki wytwórczej
Przygotowane dla TAURON rozwiązanie PdM jest w stanie w 100% przewidzieć awarie monitorowanych przez system urządzeń w określonym horyzoncie czasowym (3-17 godzin). Może wskazać miejsce awarii. To szybszy i dokładniejszy podgląd pracy maszyny niż jakikolwiek inny system monitoringu.

System diagnostyki predykcyjnej w postaci platformy RSIMS (ReliaSol Intelligence Maintenance System), oparty na sztucznej inteligencji, wykorzystuje modele wczesnego sygnalizowania przez anomalie warunków pracy odbiegających od normalnych, do szybszej diagnostyki niż tradycyjne urządzenia . Pozwala także na szybsze podejmowanie decyzji co do dalszej eksploatacji, a także ograniczenie kosztów usuwania awarii w przypadku modeli predykcyjnych. Dzięki dodatkowym godzinom, w których jednostka wytwórcza może być dostępna, zwiększa przychody z operacyjnej rezerwy mocy oraz przychody z rynku energii.

• Stały monitoring i wgląd w pracę kluczowych obiektów wchodzących w skład jednostki wytwórczej,
• 1 TB analizowanych danych,
• Około. 175 wdrożonych modeli predykcyjnych i anomalii.

Przygotowane dla TAURON rozwiązanie PdM jest w stanie przewidzieć ze 100% awarie monitorowanych przez system urządzeń w horyzoncie czasowym (3-17 godzin). Może wskazać miejsce awarii. To szybszy i dokładniejszy podgląd pracy maszyny niż jakikolwiek inny system monitoringu.

O Tauron Wytwarzanie
Grupa TAURON jest jednym z największych podmiotów gospodarczych w Polsce. Należy do największych holdingów energetycznych w Europie Środkowo-Wschodniej. Dostarcza ponad 51 TWh energii elektrycznej rocznie do 5,6 mln klientów końcowych.

Grupa TAURON działa we wszystkich obszarach rynku energii – od wydobycia węgla, poprzez produkcję, dystrybucję i sprzedaż energii elektrycznej i ciepła, aż po obsługę klienta. Holding zajmuje się również sprzedażą paliw i produktów pokrewnych na mniejszą skalę (obrót węglem i biomasą). W 2014 roku Tauron wszedł również na rynek handlu gazem. Grupa TAURON dysponuje kapitałem w wysokości ponad 8,7 mld zł. Holding zatrudnia ponad 25 000 osób.

Tauron Wytwarzanie jako jedna ze spółek Grupy odpowiada za wytwarzanie energii elektrycznej oraz wytwarzanie i dostarczanie pary do odbiorców. Spółka posiada 4291 MWe zainstalowanej mocy elektrycznej oraz 1236,9 MWt dyspozycyjnej mocy cieplnej.