Как устранение аномалий повышает энергоэффективность ГТУ и позволяет сэкономить более 7,5 млн рублей в год
Рассказываем на примере реального кейса, как с помощью продуктов Factory5 для мониторинга и прогноза технического состояния оборудования повышать его энергоэффективность и снижать расходы на ремонт.
Обнаружить неисправность и предупредить
Газотурбинная установка (ГТУ) — это критически важное оборудование электростанции, как правило, используемое в составе блоков ПГУ и обеспечивающее комбинированную выработку тепловой и электрической энергии. Его основные рабочие узлы — ступени компрессора и турбины, камера сгорания, подшипниковые узлы, воздухоочистительное устройство и различные вспомогательные системы. В зависимости от своего назначения все они подвержены различным газодинамическим, температурным и вибрационным нагрузкам. Особенно это касается наиболее ответственных узлов: камеры сгорания, ступеней компрессора и турбины, где нагрузки часто приближаются к предельным.
В условиях, когда аварийные остановы и ремонты грозят долгими простоями и крупными штрафами, особое значение имеет раннее обнаружение неисправностей в газотурбинной установке. С таким пожеланием к нашим коллегам из компании Clover обратилась транснациональная энергетическая компания, чтобы перейти от аварийного и планово-предупредительного обслуживания к ремонту по фактическому состоянию. Одним из важнейших условий являлось использование уже существующих датчиков КИП и АСУ ТП ГТУ без дополнительного дооснащения.
Еще одной не менее важной задачей организации являлось повышение энергоэффективности производства и поддержание его на высоком уровне. С учетом представленных данных, эксперты для решения обеих проблем предложили использовать инструменты мониторинга и предиктивного анализа технического состояния оборудования.
Суть подхода
Для раннего обнаружения неисправностей использовалась система риск-ориентированного управления обслуживанием промышленного оборудования на базе продуктов Factory5. Взяв выгрузки значений параметров АСУ ТП за один год, команда математиков составила предиктивные модели оценки технического состояния узлов ГТУ на основе каскада математических алгоритмов. Модели были обучены на интервалах времени с условно принятыми нормальными режимами работы ГТУ, на которых предположительно не было дефектов.
Такие модели определяют место, вид и момент времени возникновения дефекта или отказа, возможные причины их возникновения и дают возможность прогноза развития неисправностей.
Дополнительно, была разработана модель оценки энергоэффективности работы установки и степень влияния износа основных узлов на снижение энергоэффективности. Совокупная работа моделей позволила выявить величину перерасхода топлива на ГТУ в разрезе конструктивных элементов за 8 месяцев эксплуатации ГТУ.
Результаты работы
Проведенная работа помогла скорректировать и оптимизировать график ТОиР для газотурбинной установки на основе данных о фактическом и прогнозном техническом состоянии узлов, а также перейти на ремонт по фактическому состоянию оборудования. Учитывая причины неисправностей, компания смогла выявить нежелательные режимы эксплуатации оборудования.
А оценка энергоэффективности ГТУ позволила определить величину вклада каждого конструктивного элемента на перерасход топлива и сопоставить аномалии в работе конструктивных элементов ГТУ с периодами перерасхода топлива. В результате снижения энергоэффективности газотурбинной установки компания теряет почти 5 млн рублей за восемь месяцев или 7,5 млн рублей в год. Эти потери могут быть потенциально снижены за счет более своевременного ремонта наиболее изношенных узлов.