Optimal tilstandsovervåkning -



Like dokumenter
Start / Stopp Problematikk; Kjøremønsterrelaterte kostnader for vannkraftverk

JAKTEN PÅ MER EFFEKTIVE AGGREGATER GIR NYE PROBLEMER

Endringer i kjøremønster - Hva sier driftshistorikken?

Datainnsamling og analyse Tussa kraftverk

Erfaring med virvelstrømmålinger (eddy current) på løpehjul.

Vedlikehold av nettstasjoner

Vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft

Vibrasjonsvern. Proaktivt tilstandsbasert vedlikehold for vannkraftverk

EBLs Håndbøker for Tilstandskontroll. EBL drivkraft i utviklingen av Norge som energinasjon

Tilstanden på kraftnettet vårt?? Anngjerd Pleym SINTEF Energiforskning AS

Tilstandskontroll og Vibrasjonsmåling

Periodisk vedlikehold av småkraftverk. Selv det beste utstyr trenger vedlikehold

Endring av kjøremønster i norske vannkraftverk

Beregning og forståelse av start-stopp kostnader. PTK Hvordan påvirker kjøremønster belastning, slitasje og aldring i kraftverk?

Tidsbesparende tilstandskontroll av lensepumper i Brattsberg kraftverk: Kan en enkel nivåmåler si noe om tilstanden? Viggo Pedersen - NTNU

Vedlikehold av Ex-utstyr

BOSSNETT AS. Retningslinjer for drift, vedlikehold og service for tilkobling til bossnettet Dokument 9. Revisjonshåndtering

Lønnsomhet av vedlikeholdstiltak

Produksjonsteknisk konferanse 2013

BOSSNETT AS Bergen sentrum

Strømforsyningen har følgende nøkkeldata:

Hva betyr endret kjøremønster for maskinparkens levetid? Forum for generatorer Lars Søreide BKK Produksjon

Ståltau bruk, vedlikehold og kontroll

Eksempler på registrering av driftsforstyrrelser. Olve Mogstad FASIT for produksjonsanlegg,

STYRINGSAUTOMATIKK FOR SNØSMELTEANLEGG I BAKKE Brukermanual ISFRI 60, revisjon AJ september 2015 (NOR-IDE as,

Strømforsyningen har følgende nøkkeldata:

filosofien bak tilstandskontroll

FAG PowerPull SPIDER TRISECTION PLATE Hydrauliske avtrekkere og avtrekkerplater for rulningslager og andre maskinelementer

Solberg & Andersen AS

Porselensisolatorer Frogner 2008

Data drevet vedlikeholdsplanlegging med eksempler fra Jernbaneverket. Jørn Vatn, NTNU/JBV

TEKNISK DOKUMENTASJON

Hva betyr turbinen for inntekten?

Montering- / driftsinstruks Flamcovent

DEKKVEILEDNING CITROËN GIR RÅD FOR BEDRE VEDLIKEHOLD

VA TECH HYDRO AS. Tappe- og stengeorganer Utfordringer Ole Johan Bjørnstad

Norsk kraftproduksjon

GRUNNLEGGENDE HYDRAULIKK OG PUMPEYTELSE GRUNNER TIL REDUKSJON I PUMPENS YTELSE

Vedlikeholdsdimensjonering. Kurs i vedlikeholdsstyring

Vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft

Skrekkscenarium ved testing av spenningstransformator. Hendelser rundt måletransformatorer og større feil ved testing.

Erfaringer fra konstruksjonsutfordringer. Yme MOPU konstruksjon Ptil Konstruksjonsdagen Petter Vabø TA Struktur

Oppgradering Hol I kraftverk

Tilstandskontroll av generatorer

Ultralydmålinger og analyse

For å se vårt produktutvalg gå til eller ta kontakt med oss: eller Strømforsyning

Energioperatørfaget Elenergiproduksjonsdrift og produksjon

Optimalt vedlikehold. Eivind Solvang. SINTEF Energiforskning AS. NTNU Institutt for elkraftteknikk

Feilsøking og skadeanalyse. Øivind Husø

Retningslinjer for inspeksjon og service. Manuelle koblinger 2017

PTK Miljøtilpasset turbinteknologi Teknikk og erfaringer. 10. mars, 2009 Sebastian Videhult

Utgitt/publisert

Strategier for vedlikehold og oppgraderinger

Maskinforskriften. Hermod Pettersen

DELER ORIGINALE CUMMINS- DET ER EN FORSKJELL. Bedre garanti som holder seg over tid. Alle deler lages ikke alltid like.

Nødlyssentralen har følgende nøkkeldata:

Digitalisering skal gi sikre og effektive reiser

5. Vedlikehold- / kontrollstrategi. SINTEF Energiforskning AS

CleanPower AS. VTF Midt 11/ Rica Hotel Kristiansund

SAUDA SØNNÅ HØY - LØPEHJULSHAVARI

RITMO XL vann-kontakt, kobler vann fra vanntilførsel her

NOEN FAKTA OM SCANIA FILTERE

Vedlikeholdsbeskrivelse 19. mar Tilsyn:

Ball bearing Lifting Point (BLP)

Nottveit - Vedlegg 6 - STB Side 1 INNHOLDSFORTEGNELSE

BRU Regler for vedlikehold

FoU for turbiner til vannkraft

For å se vårt produktutvalg gå til eller ta kontakt med oss: eller Strømforsyning

Ultralydmålinger og analyse

Jan Ståle Bigseth Xylem Norge

ViraVent Mikrobobleutskillere

Driftssikkerhet for vindturbiner. Aktiviteter. Målsetning. NEtV-3 Driftssikkerhet for vindturbiner

ILDFAST I BIOVARMEANLEGG Materialvalg Vedlikehold - Kontrollrutiner GUNNAR MØLLER

I likestrøms- og vekselstrømskretser kunne beregne strøm, spenning og effektomsetning i seriekretser, parallellkretser og kombinerte kretser

Egil Opsahl Daglig leder, CleanPower AS. Petropol 24. feb 2011, Petrosenteret Kristiansund

Jernbaneverket OVERBYGNING Kap.: 8 Hovedkontoret Regler for vedlikehold Utgitt:

3. Beskrivelse. Oppgave Arbeidsbeskrivelse Ansvar Fremskaffe og utarbeide dokumentasjon

VELKOMMEN Maritim tilstandskontroll. GCE Blue Maritime IKM Instrutek AS

Geithusfoss Kraftverk 2009 Havari på skruespill til sektorluke. EB Kraftproduksjon as Helge Martinsen VTA

Rørstyringer og krav til fastpunkter i rørledninger med kompensatorer

VENTILASJON OG KLIMAANLEGG...5

Distanse gjennom vedkubben

Rehabilitering Nedre Røssåga sikker drift i 50 nye år SIDE 1

Presentasjon Mars 2016

Strømforsyningen har følgende nøkkeldata:

The Masterpiece. by Bredel MIN

FUNKSJONSBESKRIVELSE KJØLEANLEGG UIA

Jernbaneverket TELE Kap.: 5 Bane Regler for vedlikehold Utgitt:

GRAM PLUS/TWIN/EURO /02

SIRKULASJONS-PUMPER FRA INTEC PUMPER AS, Oslo Norway

Eksoskanal Design og vedlikehold. Ole E. Torp Daglig leder

RITMO L vann-kontakt, kobler vann fra vanntilførsel her

Tilstandsovervåkning av pumper

Erfaring fra drift av silanlegg

Sprekker i løpehjul. analyser, forebygging og erfaringer Bjarne Børresen Technology Manager

CleanPower AS. VTF Vest 26/ Hopstock Hotel & Motell Vik i Sogn

Drift og installasjons veiledning MT10 Styring for 4" pumper

Drift og installasjons veiledning DB3 Pumpdrive

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) Institutt for elkraftteknikk FAG PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Øving nr. 4.

Styringsautomatikk for varmekabler på tak, i nedløp og i takrenner Brukermanual, revisjon 04 (Produsent NOR-IDE AS,

Transkript:

Optimal tilstandsovervåkning - Hvordan kombinere kontinuerlig overvåkning med periodiske målinger og kontroller Vedlikeholdsforum Gardermoen 1-2. juni 2010 Presentert av Halvard Bjørndal, Norconsult

Innledning Tilstandsovervåkning av aggregatene har som hovedmål: Avdekke slitasjer på et tidlig tidspunkt slik at driftsikkerhet og virkningsgrad holdes på et høyt nivå og vedlikehold/revisjoner kan utføres planlagt Gi alarm, eventuelt stans, idet skader oppstår (slitasjen når kritisk verdi) Forhindre følgeskader når skader har oppstått Tilstandsovervåkingen må tilpasses det enkelte aggregat ut fra konstruksjon, driftsforhold og produksjonstap ved eventuelle havari Dette foredraget vil ta for seg noen momenter som bør vurderes når man søker å få til en optimal tilstandsovervåkning 2

Hva kjennetegner vannkraftaggregater Meget lang levetid Hovedstrukturer: >100 år Generator: rehabiliteringsintervall 25-40 år Høytrykksturbiner: rehabiliteringsintervall 25 år Lavtrykksturbiner: rehabiliteringsintervall 40 år Kontrollanlegg: 15-30 år (avhenger av reservedeler etc.) Unike, alle vannkraftverk er forskjellige og både driftsmønster og driftsforhold varierer Høy pålitelighet, gjennomsnittlig oppetid >99% Lite vedlikeholdsbehov De fleste slitasjer utvikles over lang tid og kan oppdages med periodiske inspeksjoner, mens andre opptrer som plutselige havari Store produksjonstap ved havari på elvekraftverk og ved lange stopp som gir vanntap i magasinverk 3

Tilstandskontroll i vannkraft - Hvorfor? Fly Vannkraft Mange identiske enheter Driftsforholdene er like Sannsynligheten for feil kan bli forutsagt basert på statistiske metoder Vedlikeholdsintervallene bestemmes ut fra antall driftstimer og antall landinger Hvert anlegg er forskjellig Driftsforholdene varierer betydelig Sannsynligheten for feil varierer sterkt (få entydige slitasjemekanismer) Stor variasjon i optimalt vedlikeholdsintervall mellom aggregater, tilstandvurdering lukker dette gapet 4

Tilstandsovervåkning Metode: Hensikt: Eksempel: Vern Trending Inspeksjoner og testing Demontering og rehabilitering Fange opp plutselige endringer og begrense skader Fange opp sakte endringer i signaler/avlesninger som ikke merkes fra uke til uke Fange opp feil og slitasje som ikke oppdages med vanlig instrumentering. Intervallene bestemmes ut fra tid, driftstid, belastning etc. Utføres når det er teknisk/økonomisk riktig å fornye enheten. Baseres på kunnskap fra foregående punkter. Kortslutning, vibrasjon, akselstrøm etc. Temperatur, vibrasjon, spaltelekkasje etc. Sprekkontroll i løpehjul, kavitasjonskader, passrust i stator. 5-årig vibrasjonskontroll etc. 5

Eksempel på vern Vannkraftrotorer påvirkes av statiske og dynamiske krefter. Disse kan være mekaniske, magnetiske og hydrauliske. Vibrasjonsvern vil avsløre endringer i disse kreftene. Normal benyttes to avstandsgivere ved hvert lager pluss noen akselerometre. Magnetiske krefter Mekanisk ubalanse X Hydrauliske krefter Y 6

Eksempel på manglende trending Aggregatet hadde installert vibrasjonsvern Relativ akselposisjon, avstand avstandsgiver - aksel (GAPverdi) ble avlest og notert periodisk Ingen evaluering av de noterte dataene hadde blitt utført før man fikk lagerhavari Vår gjennomgang av dataene viste at årsaken til havariet var setninger i stasjonen som ga kantpress i turbinlageret, noe som kunne ha blitt avdekket i god tid før havariet Endring av akselposisjon utfra GAP verdi [Relativt radiell lagerklaring] 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0 Øvre gen.lager Nedre gen.lager Turbinlager 2000 2001 2002 2003 2004 Dato [ år] Havari 7

Inspeksjoner og testing Inspeksjonsintervallene må tilpasses forventet skadeutvikling Kritiske inspeksjons intervaller Unit A Unit B Unit C Class 4 Immediate action before further operation Hvis intervallene blir for korte, må man vurdere permanent overvåkning (kritiske komponenter), eller man lar det gå til havari (komponenter som enkelt byttes) Condition Time Class 3 Action required Class 2 Deviation detected, no action required Class 1 No indication, "Status as new" 8

Inspeksjoner og testing - eksempel Intervallene for sprekkontroll av Pelton løpehjul må settes ut fra forventet sprekkvekst. En liten sprekk som overses ved en inspeksjon må ikke kunne vokse seg kritisk før neste inspeksjon. 9

Manuelle inspeksjoner Manuelle inspeksjoner utført periodisk er fortsatt en basis for tilstandsevaluering Enkelte feil avdekkes best ved visuelle inspeksjoner: Passrust i blikkpakke Kavitasjonsskader Sprekker i løpehjul (kombineres med NDT metoder) En trenet operatør avdekker ofte feilutviklinger tidligere enn de beste tilstandsovervåkningssystemer 10

Periodiske målinger avdekket løse kiler Før turbinrevisjon ble det foretatt en omfattende vibrasjonsmåling og analyse av aggregatet Analysen avdekket økning i vibrasjoner ved polpasseringsfrekvensen, noe som indikerer dårlig innfesting av statorviklinger (løse kiler) Omkiling ble planlagt og utført i forbindelse med revisjonen Dette er feil som utvikler seg svært sakte og som fanges opp av periodiske målinger for eksempel hvert 5 år. Vibrasjonsnivå ved polpasseringsfrekvensen 100 Hz [mm/s 0-peak] 0.7 0.6 Omkiling 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Dato [ år] 11

Kontinuerlig overvåking versus periodisk målinger Kontinuerlig overvåkning Avdekker feil som utvikles raskt og forhindrer følgeskader Ved ubemannede stasjoner kreves det mer overvåkning for sikker drift Levetiden på sensorer og overvåkningselektronikk er vesentlig kortere enn levetiden på selve aggregatet. Ved omfattende instrumentering gir dette redusert tilgjengelighet på grunn av hyppigere feil (flere komponenter gir kortere feilintervall) Ofte vanskelig å stille inn slik at man får varsel tidlig i feilutviklingen Periodisk målinger og kontroller Tilpasses anlegget og den aktuelle driftsituasjonen for målingen Ved å sammenligne med tidligere målinger kan feilutvikling og slitasje ofte avdekkes på et tidlig tidspunkt En fullstendig analyse bør utføres før revisjon slik at feil på andre komponenter kan avdekkes og inkluderes. Ekstra målinger utføres ofte med grunnlag i trendvariasjoner 12

Innstilling av kontinuerlig overvåkning og vern Kontinuerlig overvåkning og vern installeres ofte med standardverdier for alarmnivå uten nærmere analyser eller tilpassinger Dette medfører at man får begrenset nytte av vernfunksjonen ved at det kreves store endringer før man får varsel/alarm. I andre tilfeller kan man få unødvendige stopp ved at vernet har for trange grenser, spesielt ved oppstart eller lastutkobling. (Vi har til og med opplevd at ny elektronisk turbinregulator har blitt installert med standardverdier ) Ved installasjon og idriftsettelse bør man analysere normalverdiene samt vurdere driftsforholdene og stille inn alarmnivåene ut fra dette. Ofte settes grensene litt høyt til å begynne med, for så å justeres ned når man får mer driftserfaring. 13

Lager Årsaker til klining / plastisk deformasjon Skjevlast Statisk overlast For høy driftstemperatur Svikt i oljetilførselen Svikt i trykkoljeavlastning Feil i lagermetallet Vibrasjoner 14

Lager måle- og kontrollmetoder Overvåkning av: Temperatur Sirkulasjon Væskemengde Nivå Trykk Lagerspenning Akselstrøm Vibrasjonsnivå Lagerbelastning Overvåkningssted: Lagersegmenter, lagerskåler, varm og kald smøreolje Varmt og kaldt kjølevann Smøreolje, kjølevann Smøreolje, kjølevann Smøreolje i lagerhus/oljetank Avlastningstrykk aksiallager Driftstrykk smøreolje, differensialtrykk oljefilter Driftstrykk kjølevann, differensialtrykk kjølevann Spenning over lagerisolasjon Sirkulerende strøm i aksel/ lagersystem Armkryss, lagerbukker Trykkpute, Pivot eller Spindel for aksiallager Av disse funksjonene er det enkelte som er langt viktigere enn andre, spesielt gjelder dette: Temperatur: I lagersegmenter og lagerskåler, fordi enhver kritisk feil eller forandring, både i selve lageret og i andre deler av systemet som regel gir utslag i øket lagertemperatur. Lagerspenning/akselstrøm: Fordi feil på lagerisolasjonen medfører akselstrømmer som på kort tid ødelegger lagerflatene og nesten uten unntak medfører brå og hurtige lagerhavarier. Vibrasjonsnivå: Fordi oljefilmen kan brytes ned p.g.a. dynamiske overbelastninger, og fordi lagermetall, lagerinnfesting, opplagerflater etc. kan påføres skader ved lengre tids kjøring med for høye vibrasjonsnivåer. 15

Tømme og lenseanlegg Kilden til drukning av stasjonen Viktig med periodisk testing og inspeksjon av kjølevannsanlegget Test alltid vekslingen mellom hoved- og reservepumpe samt eventuell ejektorfunksjon Vær spesielt oppmerksom på korrosjon der hvor rørene går inn i betongen Stenge- og revisjonsventiler Omløpsventil Strupeventil for tømming av trykksjakt Ejektor Undervann Separate rør for hver pumpe/ ejektor opp til over vannspeilet i undervann Tømmeventil for sugerør Lensepumper 16

Konklusjon Et systematisk tilstandsovervåkningsprogram hvor man kombinerer kontinuerlig overvåkning med periodiske målinger og kontroller gir det beste resultatet På grunn av vannkraftsaggregaters lange levetid og ofte langsomme slitasje/skadeutvikling, bør kontinuerlig overvåkning primært brukes på skader som oppstår raskt eller som har et stort skadepotensial Periodiske målinger og kontroller brukes for å avdekke slitasje/ skader som utvikles over tid. Dette reduserer investeringer og vedlikehold/ kalibrering av overvåkningsutstyr Sørg for å analysere all tilgjengelig informasjon minst en gang om året for å avdekke feilutvikling/endringer så tidlig som mulig Det bør lages et gjennomtenkt program for hvert aggregat hvor en benytter alle de nevnte metoder til å fange opp feilutvikling som kan føre til kostbare skader eller overhalinger. 17