Vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft

Vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft Brukergruppe J. Daleng, T. J. Flåm, P.A. Hellebust J. Hovet, A. Jakobsen, Stig Myhr O.M. Skaar, L. Søfteland SyDK-1 Vedlikehold og rehabilitering innen vannkraft Prosjektleder: Thomas C. Wiborg Prosjektkoordinator: Arnt Ove Eggen SyDK-1.1_01 Integrasjon av IKT-systemer for vedlikehold Arnt Ove Eggen SyDK-1.2_01 Beslutningsstøtte for vedlikehold og rehabilitering Jørn Heggset SyDK-1.3_00 Håndbøker og læremidler for god design og vedlikehold/tilstandskontroll Arnt Ove Eggen Vedlikeholdsprosesser Tilstandskontrollfunksjoner Tilstandskontrollparametre Flermåls beslutningsstøtte Nasjonal driftstatistikk Resultatgenerator Sviktestimering Vannvei Turbin Turbinregulator Generator 1

Integrasjon av IKT-systemer for vedlikehold i et kraftselskap Målsetning: Analysere og evaluere tekniske, økonomiske og organisatoriske konsekvenser ved installasjon og integrasjon av moderne IKTsystemer for tilstandsovervåkning og vedlikehold av vannkraftverk Deltakere:, SINTEF Teknologiledelse, Sira-Kvina kraftselskap, andre kraftselskaper Varighet: 5 år (2001 2005) Budsjett: 10 mill kr (8 mill kr for SINTEF) Kontaktperson: Arnt Ove Eggen, Arnt.O.Eggen@sintef.no 2

Målsetning Analysere og evaluere tekniske, økonomiske og organisatoriske konsekvenser ved installasjon og integrasjon av moderne IKTsystemer for tilstandsovervåkning og vedlikehold av vannkraftverk Kartlegge vedlikeholdsfunksjonen i Sira-Kvina kraftselskap Installere og integrere ulike IKT-systemer hos ett eller flere pilotverk Kartlegge og evaluere metoder og systemer for tilstandskontroll Videreutvikle utvalgte metoder for tilstandskontroll Utprøve metoder for tilstandsovervåking og tilstandsbasert vedlikehold Kartlegge bransjens utfordringer innen ledelse og kunnskapsforvaltning Utvikle ledelsespraksis og styringsmodell Anvende metoder for kunnskapsforvaltning og kunnskapsoverføring Foreslå og teste ut nye organisasjonsformer og arbeidsrutiner for vedlikehold Utarbeide strategier og rutiner for innføring og utnyttelse av IKT for vedlikehold Utvikle og gjennomføre bransjerettede seminarer og kurs basert på resultater fra prosjektet Etablere faglige nettverk Presentere resultater i norske tidsskrifter og på internasjonale konferanser 3

DP1 Prosjektledelse DP2 Forprosjekt DP3 Integrasjon av IKT-systemer for tilstandskontroll og vedlikehold av vannkraftverk DP3.1 Kartlegge vedlikeholdsprosessen DP3.2 Spesifisere og implementere utvalgte tilstandskontrollfunksjoner DP4 Evaluering av metoder og systemer for tilstandskontroll og diagnose av vannkraftverk DP4.1 Kartlegge og evaluere metoder og systemer for tilstandskontroll DP4.2 Utarbeide nytteverdimodeller for tilstandskontroll DP5 Ledelse og kunnskapsforvaltning i kraftbransjen med fokus på drift og vedlikehold DP5.1 Kartlegge bransjens utfordringer innen ledelse og kunnskapsforvaltning DP5.2 Spesifisere krav til ny ledelsespraksis og nytt kunnskapsbehov DP6 Strategi for innføring og effektiv utnyttelse av IKT-systemer for vedlikehold DP6.1 Spesifisere strategi for innføring og effektiv utnyttelse av IKT-systemer for vedlikehold DP6.2 Videreføre Vedlikeholdsfilosofi og Vedlikeholdsstrategier DP6.3 Hovedrapport DP7 Resultatspredning 4

TR A5643 Vedlikeholdsprosesser i Sira-Kvina kraftselskap 2002-12-30, 47 sider, ISBN 82-594-2303-0, EBL-K 95-2002 Hensikt Strukturert beskrivelse av utnyttelse av FDV-system Identifikasjon av områder hvor bedret effektivitet er mulig Anvendelse av tilstandskontroll Gjennomført arbeid Spørreundersøkelse Besøk April 2002 Beskrivelse av hovedstruktur Besøk September 2002 Rehabilitering og detaljering av utvalgte prosesser Kodifisering av arbeidsprosesser med tanke på målstyring 5

TR A5644 Kartlegging og evaluering av tilstandsparametre i vannkraftverk 2002-08-15, 51 sider, ISBN 82-594-2304-9, EBL-K 92-2002 229 måleparametre på anleggsdeler fra dam til koblingsanlegg, men med fokus på aggregat Mange er måleverdier som temperatur, trykk, posisjon, nivå, hastighet, strømning, strøm eller spenning fra transducere eller sensorer. Dette er parametre som primært benyttes til overvåkning og vern, eller som det er knyttet et myndighetspålegg til Enhet Tilstandsparameter Målemetode Analyse Gruppe Komp. Komponent Beskrivelse 411 Turbin 411 100 Tromme Generell tilstand kode F U 1,2 H,S M 1-3Å V,T H,S 411 100 Tromme Vanntrykk MVS F,R D 1,2 A M(A) 1UA V,T H,S (A) Måleenhet Anvendelse Gjennomførbarhet Kvalitet Kompetanse Type Intervall Type Kompetanse Eksempler på Målemetode Måleutstyr Målesystem Manometer 411 100 Tromme Sprekker kode R (F) U 1 H,S M 1-10ÅBR V,T H,S Penetrant, Ultralyd, Magnetpulver, Virvelstrøm 411 201 Aksel Generell tilstand kode F U 1 A M V,T H 411 201 Aksel Sprekker kode R U 1(2) H,S M 1-5ÅBR V,T H,S Penetrant, Virvelstrøm, Ultralyd 411 201 Aksel Vibrasjon, Forskyvning mm R (F) D 2 S (A) AM 1U-1ÅB V,T S 1) 411 201 Aksel Vibrasjon, Hastighet mm/s R (F) D 2 S (A) AM 1U-1ÅB V,T S 1) 411 201 Aksel Vibrasjon, mm/s2 R (F) D 2 S (A) AM 1U-1ÅB V,T S 1) Akselerasjon 411 210 Løpehjul Generell tilstand kode F,R U 1,2 H,S M 1-6Å V,T H 411 210 Løpehjul Sprekker kode R (F) U 1(2) H,S M 1-6ÅB V,T H,S Visuell kontroll, evt. Penetrant, Ultralyd, Magnetpulver, Virvelstrøm, Video 411 210 Løpehjul Slitasje, Kavitasjon kode R (F) U 1(2) H,S M 1-5ÅB V (T) H,S 411 210 Løpehjul Foringsklaring kode F U 1 S M R V S 411 210 Løpehjul Oljekvalitet kode F U 1 H M R T S 6

TR A5645 Kartlegging av utfordringer innen ledelse og kunnskapsforvaltning vedrørende drift og vedlikehold hos norske kraftselskaper 2002-12-11, 28 sider, ISBN 82-594-2305-7, EBL-K 94-2002 Konklusjoner og anbefalinger fra 2 pilotaktiviteter Måten de to selskapene møter utfordringene på synes å være gode Forståelsen for nødvendigheten av omstruktureringer er god internt i selskapene, men kunne vært bedre blant de som arbeider i anleggene Enda mer synlighet og engasjement i tekniske spørsmål fra ledelsens side kan bedre dette På kunnskapssiden er det en utfordring å finne ut hvilken andel av den tause kunnskapen som er viktig i dagens situasjon Videre må det avklares hvordan man kan anvende kunnskap som ikke kan formaliseres i eksisterende datasystemer 7

DP3.1 Vedlikeholdsprosesser 1. Validere forslag til aggregerte arbeidsprosesser med Sira-Kvina - Hensiktsmessighet, gjennomførbarhet, nytteeffekt 2. Gjennomgang av timeregistreringsmodul i JobTech - Status mtp implementering, muligheter og begrensninger 3. Spesifikasjon av måltall/indikatorer knyttet til arbeidsprosessene - Spesifisere nødvendige tilpasninger i FDV-systemet - Spesifisere implementering av måltall/indikatorer - Spesifisere rutiner for innlegging av data - Spesifisere rapporter for oppfølging 4. Implementering i timeregistreringsmodul i JobTech 5. Gjennomføre timeregistrering ihht spesifisert systematikk (knyttet til definerte vedlikeholdsprosesser) 6. Evaluere og forbedre timeregistreringssystematikken 7. Analysere og evaluere nytteverdier (timer vs prosesser) 8. Resultatpresentasjon 8

Klassifisering av tilstandskontrollsystemer etter kompleksitet Målevariabel (measurand) Måleomformer (transmitter) Mange systemer starter som spesialsystemer for en bestemt Sensor funksjon, man får stadig økende Signalomsetting funksjonalitet slik at de vokser inn Målesystem på andre systemers domener, Presentasjon av måleverdier samtidig som de krever/forventer Overvåkingssystem å være det sentrale systemet. Varsel og alarm Analysesystem Presentasjon av behandlede måleverdier (korrelert, trendet osv) Diagnosesystem Presentasjon av antatt tilstand / problemer Ekspertsystem Presentasjon av anbefalinger om aktuelle løsninger/tiltak Tilstandskontroll plattform 9

Aktuelle tilstandskontrollsystemer VibroSystM AGMS SBV VibraWatch ZOOM IRIS GenGuard HydroTrac PDA-IV Brüel & Kjær COMPASS VIBROCONTROL 4000 Vibrocontrol 2000 (Schenck) Doble Domino TDR9000 HydroScan (Bently Nevada) VIBRONET (Hyatt) PDA Premium (Adwel) Alstom CB Watch-2 HPM Monitoring System MS 2000 MOST VibroView Programma TM1600/MA61 TMC 4001 Torkel 820 Impuls (Norconsult) TK-100 (Norconsult) AIA (Transinor) Cavitation Mon. System(Accusonic) E-Bite (AVO) ICMmonitor (Power Diagnostix) Scan-Matic (Scan-Matic) Syprotec (GE Power) Vimos (ABB) 10

Kartlegging av status vedr avanserte systemer for tilstandskontroll 13 av 21 utvalgte selskap har svart, flere kun delvis Kun 2 av 13 oppgir at de benytter avanserte systemer 9 av 13 tror de vil benytte slike systemer om 10 år De fleste systemer er tilnærmet ukjente Kun 4 av 32 spesifiserte systemer benyttes i noe omfang (AIA, Impuls, Scan-Matic og Vibrocontrol) I tillegg finnes enkeltinstallasjoner av noen få systemer Ca halvparten av systemene har svart til forventningene Svært mange ulike grunner til erfarte problemer Likevel stor fokus på tilstandskontroll og organisering av vedlikeholdet med tanke på et effektiviseringspotensiale 11

Nytteverdi av tilstandskontroll Utvikle modell for vurdering av nytteverdi av tilstandskontrollsystemer Målsetningen med aktiviteten er å utvikle en modell (eventuelt en prosedyre) for vurdering av nytteverdien av et tilstandskontrollsystem. Med nytteverdi menes her en kvalitativ og kvantitativ vurdering og sammenstilling med hensyn til: Kost/nyttevurderinger Investeringskostnader Integrasjons- og implementeringskostnader Opplæringskostnader (kompetansebehov) Drift- og vedlikeholdskostnader (ressursbehov) Potensielle nytteverdier ved anvendelse av systemet, inkl sviktsannsynligheter og relaterte inntektstap Metodens/parametrenes viktighet og egnethet (tekniske egenskaper, begrensninger, o.l.) Målemetoder og måleprinsipper Målepresisjon, støyfølsomhet, feilkilder Kvalitet, stabilitet, reproduserbarhet, inkl sannsynlighet for å prediktere potensiell svikt Gjennomførbarhet, kompetansekrav, tilleggsmålinger Tidsforbruk, frekvens Bruksområde Vurdering og dokumentasjon ved anskaffelse av nytt tilstandskontrollsystem Vurdering i forbindelse med anvendelse av et system (hvilke enheter, med hvilket intervall) 12

Potensielle nytteverdier for tilstandskontroll (IEEE Guide for Applications of Plant Monitoring for Hydroelectric Facilities) Redusert antall stopp pga inspeksjoner (vedlikeholdsintroduserte feil) Redusert antall stopp pga forebyggende vedlikehold (kun nødv. vedlikehold) Redusert nedetid pga forebyggende vedlikehold (nødvendige reservedeler) Redusert antall ikke-planlagte stopp (tidlig varsel) Redusert tidsforbruk til forebyggende vedlikehold (overtid, nedbemanning) Økt produksjonseffektivitet (finjustering mtp virkningsgrad) Økt produksjonskapasitet (planlagt overbelastning ) Redusert vanntap Økt sikkerhetsnivå for anlegget Økt personsikkerhet Redusert reservedelslager Økt drifts- og vedlikeholdskompetanse (forbedret beslutningsunderlag) Økt forventet levetid Redusert driftsbemanning (fjernstyring, driftsbegrensninger) 13

Anleggsdel Tilstandskontrollsystem Vurdering av nytteverdi Muligheter Teknisk tilstand Måleparametere Tilstander som kan overvåkes? Forebygging Degradering Måleverdier som viser degradering Evne til å indikere degradering? Vern Svikt Konsekvenser Måleverdier som varsler svikt Evne til å varsle sviktutvikling? Lønnsomhet Kostnader pga degradering/svikt Reduserte kostnader Reduksjon pga tilstandskontroll? > Kostnad tilstandskontrollsystem??? 14

Konkret utforming Aktuelle verktøy Prosedyrer Skjemaer Excel regneark Aktuell funksjonalitet: Valgmuligheter mht viktige tilstander, måleparametere, feil og svikt knyttet til (noen) anleggsdeler Kriterier mht måleparameteres egnethet til å indikere feil og varsle forestående svikt Kostnadsfunksjoner knyttet til svikt, samt potensiell kostnadsreduksjon ved anvendelse av tilstandskontroll Skjematisk sammenstilling av kvalitative og kvantitative egenskaper (Excel) 15

Egenskaper Kommentar, eksempel Score? Metodens/parametrenes viktighet Viktighet mht kritiske hendelser Evne til å indikere degradering Evne til å indikere sviktutvikling Kvalitet Målepresisjon, støyfølsomhet, feilkilder, stabilitet, reproduserbarhet Gjennomførbarhet - Målingen kan skje under drift - Målingen krever driftsstans Evne til å påvise tilstanden - Metoden alene påviser tilstanden entydig - Andre metoder må brukes i tillegg - Metoden påviser samtidig og direkte andre tilstander Krav til kompetanse - Allmenn driftskunnskap - Høy komponentkunnskap - Spesialistkompetanse Tids-/ressursbruk Kostnader - Investeringer - Opplæring - Gjennomføring, drift av systemet Økt produksjonsevne HMS-gevinst Ev. input fra risikoanalyse Redusere miljøpåkjenninger Bidra til positivt omdømme Lønnsomhet Grovt estimat, ev. input fra beregning Samlet vurdering 16

DP6 Strategi for innføring og effektiv utnyttelse av IKT-systemer for vedlikehold En veileder eller guide for kraftselskaper som vurderer å innføre avanserte systemer for (kontinuerlig) tilstandsovervåkning Ta utgangspunkt i resultater fra andre aktiviteter innen prosjektet, erfaringer fra arbeidet i brukergruppen og ved pilotstudier Anvendelse av tilstandsinformasjon Kost/nytte-verdi av tilstandskontroll (økonomiske vurderinger) Oversikt over metoder og systemer (status, state-of-the-art, trender) Diskusjoner og vurderinger av viktige IKT forhold Kommunikasjon med andre IKT-systemer (Scada, FDV og ERP) Innsamling og lagring av data Sikkerhet Organisasjonsmessige krav og konsekvenser av innføring Motivasjon Beslutningsprosesser Organisasjonsmodeller Samarbeidsmodell med leverandører 17

DP6 - Aktiviteter Workshop med Brukergruppen Undersøkelse hos selskaper i Brukergruppen Utført besøk/intervju hos Sira-Kvina, NTE og Hydro Energi Skal besøke Statkraft i desember Oversikt over status for tilstandskontroll hos selskapene Metoder som er tatt i bruk Tanker om behov og krav til fremtidige metoder Innhenting av synspunkter Krav til IKT-løsninger Bruk av IKT-systemer og IKT-løsninger Sikkerhet og IKT infrastruktur Uttalelser om sikkerhet fra ErgoRunit Faglige vurderinger Erfaringer fra andre bransjer og virksomheter Gjennomgang av aktuelle tilstandskontrollplattformer Advisor (Brüel & Kjær), MICAA (IRIS), Neptun (SAT), System1 (Bently Nevada) 18

http://www.energy.sintef.no/prosjekt/vrv/ikt 19