Najgorszą metodą eksploatacji jest eksploatacja maszyny do awarii! Metody obsługi technicznej

Transkrypt

1 9 Najgorszą metodą eksploatacji jest eksploatacja maszyny do awarii! Metody obsługi technicznej Obsługa techniczna w zależności od uszkodzenia Awaria wystepuje niespodziewanie Obsługa techniczna w zależności od czasu prowadzona jest planowa gospodarka remontowa niezależnie od stanu maszyny Obsługa techniczna w zależności od stanu eksploatacja bazuje na aktualnym stanie maszyny Obsługa techniczna w zależności od uszkodzenia maszyna jest eksploatowana tak długo dopóki nie nastąpi jej uszkodzenie Zalety: - niskie koszty na sprzęt diagnostyczny i szkolenie personelu Wady: - wysokie ryzyko poważnych awarii (niebezpieczeństwo dla obsługi) - brak możliwości planowania produkcji - długie przerwy między remontowe I wysokie koszty przestoju - duży zapas części zamiennych Wiele przedsiębiorstw odeszło od tego typu eksploatacji na przełomie lat 1970 i 1980

2 Możliwości poprawy metody pomiary metody 10 Uszkodzenie Produkcja Produkcja Czas Remont Eksploatacja bez nadzoru diagnostycznego Uszkodzenia Produkcja Produkcja Pomiary okresowe Remont Czas Eksploatacja z nadzorem diagnostycznym Metoda ta może być stosowana dla: maszyn, które mogą być zastąpione przez maszyny zapasowe maszyny mało istotne, których czas eksploatacji jest krótki, lub koszty awarii niewysokie (np. maszyn w gospodarstwie domowym)

3 11 Obsługa techniczna zależna od czasu - eksploatacja maszyny jest prowadzona według ustalonego planu - remonty zapobiegawcze przeglądy, i wymiany części prowadzone są w ustalonych odstępach czasu Zalety: - ustalony jest okres między remontowy możliwość planowania produkcji, - niższe koszty ze względu na planowany zakres remontu, Wady: w trakcie okresu między remontowego może nastąpić uszkodzenie maszyny co może spowodować: niespodziewaną awarię maszyny, wzrost kosztów naprawy, wzrost strat produkcyjnych często naprawiana jest maszyna będąca w dobrym stanie technicznym co powoduje: wzrost całkowitych kosztów obsługi, możliwość uszkodzenia w trakcie demontażu maszyny Elementy najbardziej czułe na demontaż: - łożyska (ustalanie luzów), - uszczelnienia labiryntowe, - sprzęgła

4 wzrost wskaźnika awaryjności 12 Wskaźnik awaryjności Remont czas Bezpośrednio po remoncie awaryjność maszyny jest większa ze względu na jej docieranie Możliwość poprawy tego typu obsługi okresowy lub ciągły nadzór - naprawa maszyny jest prowadzona w oparciu o w wiedzę o jej stanie technicznym - zakres prac remontowych oraz zestaw części zamiennych może być określony

5 13 Metody doboru okresu międzyremontowego: eksploatacja aż do uszkodzenia metoda kosztowa metoda statystyczna Number of Breakdowns average running time between breakdowns longest recorded running time before breakdown recommended maintenance period totally safe regular time interval between preventive maintenance work % - 2 % TCR Running Time Until Breakdown Occurs Metoda remontów planowanych jest obecnie najczęściej stosowanym typem eksploatacji Metoda ta jest używana do obsługi maszyn krytycznych

6 14 Obsługa zdeterminowana stanem technicznym zapobiegawczy system eksploatacji (PDM) PDM ciągła ocean stanu maszyny i remont tylko wtedy kiedy jest to konieczne PDM do oceny stanu maszyny wykorzystywane są systemy ciągłego nadzoru Dane procesowe Dane zbierane okresowo Historia eksploatacji Testy laboratoryjne PROGRAM PDM Logbook operatora Dane konstrukcyjne Planowanie eksploatacji Prace remontowe W szczególności : PDM jest stosowany do różnych urządzeń w zakładzie ( np. turbin, generatorów, kotłów, przegrzewaczy, pomp, wentylatorów) Wymaga zrozumienia filozofii zapobiegawczego systemu eksploatacji Wymaga znajomości konstrukcji maszyny oraz monitorowania parametrów procesowych oraz diagnostycznych Wymaga połączenia różnych systemów monitorowania takich jak sprawnościowy, drganiowy, wytężeniowy w jedną spójną sieć autostradę informatyczną

7 15 Dla zwiększenia efektywności sieć diagnostyczna powinna być podłączona do sieci zakładowej Korzyści wynikające ze stworzenia autostrady informatycznej : parametry pracy maszyny mogą być dostarczane bezpośrednio do komórki diagnostycznej a dane diagnostyczne do są dostępne dla operator maszyny informacje uzyskiwane z jednego systemu diagnostycznego mogą być porównywane z informacjami z innego systemu monitorowania zmniejszona jest liczba osób do obsługi systemu, zmniejszony jest czas potrzebny do podjęcia decyzji zwiększone są możliwości diagnostyczne systemu skrócony jest czas szkolenia obsługi (operator może wykorzystywać ten sam terminal zarówno do kontroli procesu jak i do kontroli stanu technicznego urządzenia) Obszar zastosowania systemu zdeterminowanego stanem maszyny: Do eksploatacji maszyn krytycznych (głównie wirujących ) w takich zakładach jak: elektrownie elektrociepłownie, zakłady chemiczne i petrochemiczne, zakłady produkcyjne (np. papiernie), kopalnie

8 16 Etapy wprowadzenia programu PDM I okres wstępny koszty: - określenie potrzeb (jakie procesy trzeba nadzorować) - wybór systemu diagnostycznego - zakup i instalacja systemu diagnostycznego - szkolenie obsługi! rosną koszty eksploatacji oraz liczba zatrudnionych osób II wdrożenie systemu diagnostycznego koszty: - szkolenie mające na celu szerokie wykorzystanie systemu obniżenie kosztów eksploatacji poprzez zmniejszenie kosztów napraw (zyski można łatwo udokumentować) - możliwość wykrycia uszkodzenia we wczesnej fazie jego rozwoju - możliwość określenia czasu wyprzedzenia do awarii - zmniejszenie liczby niezapowiedzianych awarii III długo okresowe zastosowanie systemu diagnostycznego(kontrolowana jest duża liczba parametrów, uszkodzenia są dobrze opisane )! obniżenie kosztów eksploatacji poprzez: - unikanie przyszłych uszkodzeń (? ) - modyfikacja sposobu prowadzenia maszyny (? ) - wprowadzenie zmian konstrukcyjnych w maszynie (? ) ( korzyści są potencjalnie bardzo wysokie, lecz trudne do wyceny )

9 17 IV Wprowadzenie systemu eksploatacji opartego o stan maszyny! obniżka kosztów eksploatacji poprzez: - zwiększenie okresu między remontowego - remontowane są tylko części uszkodzone - zmniejsza się prawdopodobieństwo konieczności wydłużania remontu - unika się problemów związanych z uszkodzeniem maszyny podczas jej demontażu i montażu - wydłużenie czasu życia maszyny Wydatki Oszczędności 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% I II III IV Okres

10 18 Korzyści wynikające z wprowadzenia zapobiegawczego systemu eksploatacji Podstawowy problem przy zmianie systemu obsługi?! Ile kosztuje wdrożenie? istniejącą metodą? Jakie będą oszczędności w porównaniu z Koszty Costs Korzyści Benefits Koszty: Analiza wymagań, projekt instalacji systemu (wybór symptomów, lokalizacja punktów pomiarowych) wybór i zakup systemu szkolenie operatorów szkolenie diagnostów

11 19 Korzyści: wydłużenie czasu życia maszyny (dzięki niedopuszczaniu do poważnych awarii maszyny) - zmniejszenie liczby niezaplanowanych remontów, - zmniejszenie liczby groźnych awarii oraz kosztownych uszkodzeń wtórnych zmniejszenie kosztów eksploatacji (remontowi podlegają tylko te maszyny, które tego wymagają) zmieszenie czasu i kosztu remontu - przy znanym zakresie remontu i kosztach robocizny i koszty materiałowe ulegają zmniejszeniu - zmniejszeniu ulegają koszty magazynowania części zamiennych zwiększenie bezpieczeństwa personelu (poprzez ograniczenie poważnych awarii) poprawa warunków bezpieczeństwa (dotyczy to zakładów chemicznych i nuklearnych ) zmniejszenie opłat na ubezpieczenia (Towarzystwa Ubezpieczeniowe uznają zmniejszone ryzyko i oferują zniżki dla zakładów stosujących eksploatację zdeterminowaną stanem)

12 20 Ogólne korzyści programu eksploatacji zapobiegawczej Poprawa gotowości maszyn Wydłużenie okresów międzyremontowych PDM PROGRAM Redukcja kosztów eksploatacji Poprawa jakości eksploatacji Bezpieczeństwo System eksploatacji zapobiegawczej (PDM) usprawnia działanie zakładu oraz poprawia jego dochodowość Najistotniejsze oszczędności: skrócenie czasu przestoju, zmniejszenie zakresu remontu oraz kosztów obsługi bieżącej Kompleksowość monitoringu to pierwszy niezbędny warunek efektywnego wdrożenia diagnostyki zintegrowanej

13 Przykład I 21 Eksploatacja młynów węglowych ( PECo, Eddystone, Pennsylvania) Wysokie poziomy drgań częste awarie łożysk głównych Podejście: Wprowadzenie systemu monitorowania drgań Etap II - wczesne wykrycie uszkodzenia zalecenia dotyczące eksploatacji zmniejszenie częstotliwości awarii i skrócenie czasu postoju Etap III - analiza danych diagnostycznych i ewolucji uszkodzenia w czasie określenie głównej przyczyny awarii ( złe wyważenie maszyny ) zastosowanie wyważania nie zaobserwowano dalszych awarii 35 M A I N T E N A N C E R E Q U E S T Ilość wymaganych napraw młynów

14 Example II 22 Elektrownia wodna Bemische Kraftwerke AG Szwajcaria Obiekt: Zdalnie sterowna turbina wodna Podejście: Wprowadzenie systemu monitorowania drgań Analiza kosztów zastosowania systemu nadzoru drganiowego Kryterium Opis Koszt [CHF] Uszkodzenie Czas postoju Koszty naprawy Koszty postoju Całkowity koszt awarii Awaria łożyska ślizgowego 14 dni Koszty materiałowe Koszty robocizny Straty produkcji energii Inwestycja System nadzoru drganiowego Całkowity koszt awarii Rentowność = = = 16.6 Inwestycja Wniosek: Zastosowanie systemu monitorowania (koszt CHF) zapobiegłoby poważnemu uszkodzeniu maszyny (koszt CHF)

15 23 Przykład III: Elektrownia szczytowa Ponti sul Mincio (Italy) 80 MW MW parametry:540 C/127 bar Tpowy pobór mocy: 6 a.m. 10 p. m % 10 p.m. 6 a. m. - 50% Roczny czas eksploatacji: h Roczne zużycie paliwa: m 3 gazu ton oleju napędowego Podejście: - Wprowadzenie systemu monitorowania drgań - Wprowadzenie systemu nadzoru sprawnościowego (system ANSALDO ASSE VII) Zalety: zwiększenie okresu międzyremontowego z co 2 lata do co 3 lata redukcja zatrudnienia z 200 do 48 osób 5% zmniejszenie zużycia paliwa (530 m 3 gazu, ton oleju napędowego)

16 Przykład IV: 24 PECo, Eddystone Pennsylvania, 2x300 MW Podejście: Wprowadzenie Zintegrowanego Systemu Nadzoru Całkowite oszczędności wynikające z wprowadzenia różnych elementów Systemu Nadzoru Etap III IV - Oszczędności wynikające jedynie z zapobiegania awarii oraz z wydłużenia czasu życia maszyn Continuous vibration $ Turbine stress $ Boiler tube leak. $ Feedwater leak. $ Boiler stress $ Periodic vibration $ Boiler performance $ Thermorgraphy $ prezentowane oszczędności są oszczędnościami netto, gdzie koszty obsługi systemów nadzoru zostały odjęte udział oszczędności wynikających z nadzoru drganiowego - 41 %

17 25 Analiza ekonomiczna eksploatacji turbozespołu Eksploatacja turbozespołu staje się korzystna kiedy dochód ze sprzedaży energii przekracza sumę kosztów stałych i kosztów eksploatacji Dochód koszt zysk Koszty eksploatacji Zwrot nakładów koszty stałe czas eksploatacji Zastosowane uproszczenia - koszty stałe kapitałowe - koszty eksploatacji wszystkie koszty zmienne - nie uwzględniono inflacji - założono stały poziom sprzedaży energii - wygładzono zmienność kosztów napraw i zmienność produkcji wynikającą z przestojów