6 Casos prácticos de análisis predictivo

Las empresas de generación de energía han implementado planes bien desarrollados para mejorar el rendimiento de los equipos en términos de disponibilidad, confiabilidad, eficiencia y cumplimiento. Sin embargo, la mayoría de las empresas han alcanzado una meseta de rendimiento, lo que socava su capacidad para alcanzar las metas, los objetivos y las estrategias corporativas.

El problema se ve agravado por el envejecimiento de los equipos; Iniciativas de "dimensionamiento adecuado"; la jubilación de los obreros calificados; personal más joven e inexperto; y acuerdos de servicio de OEM restrictivos.

El resultado es una brecha en el desempeño del equipo que inhibe el desempeño corporativo. De hecho, cuando el equipo no cumple con las expectativas, envía una onda de choque a toda la empresa, lo que interrumpe las operaciones normales, los procedimientos de mantenimiento y el desempeño financiero.

Para las empresas de generación de energía que buscan cerrar la brecha de rendimiento de los equipos, la solución de software EPI * Center de SmartSignal permite a los operadores aumentar la confiabilidad, disponibilidad, eficiencia y cumplimiento de los equipos más allá de su meseta actual.

A diferencia de las herramientas tradicionales de monitoreo de condición, como el monitoreo de vibraciones, EPI * Center proporciona una advertencia temprana y procesable de desempeño anormal en todos los sistemas críticos y estados operativos.

Desafíos para las plantas mejor administradas

Para ayudar a comprender el valor del análisis predictivo, la siguiente es una muestra de historias de casos de EPI * Center verificadas por el cliente. Es importante señalar que todas estas empresas de generación de energía:

• Programas rigurosos de mantenimiento preventivo.

• Programas de monitoreo de condición aplicados de “vanguardia”, p. Ej. monitorización de vibraciones, termografía, etc.

• Utilizó programas de "tendencias" consistentes con los estándares de la industria en equipos prioritarios en toda su flota.

A pesar de estos programas y de un personal bien capacitado, estas operaciones encontraron que los problemas de equipo continuaban ocurriendo de manera impredecible. Como resultado, estas empresas de servicios públicos decidieron agregar Predictive Analytics de EPI * Center para recibir una advertencia temprana y procesable de fallas emergentes.

Análisis predictivo en acción

Cada una de las historias de casos siguientes describen una situación en la que los clientes de SmartSignal convirtieron la alerta temprana en un valor demostrable. En cada caso, el problema emergente no fue identificado por los programas tradicionales de monitoreo de condición o tendencias. El muestreo sirve para:

• Destaque la amplia gama de equipos críticos para los que EPI * Center proporciona análisis predictivo.

• Brindar información sobre las acciones típicas instigadas por los incidentes de EPI * Center WatchList.

• Detallar el valor resultante.

Por último, las siguientes historias de casos han sido seleccionadas deliberadamente para presentar una variedad de equipos y problemas de plantas de combustibles fósiles. En todos los casos, los clientes de SmartSignal Corporation han dado su aprobación para divulgar estos sucesos de la vida real sin marca.

Estudio de caso n. ° 1:problema con el cojinete de soporte del calentador de aire

Problema:el 22 de diciembre, las altas temperaturas de los cojinetes de soporte del calentador de aire comenzaron a publicar incidentes en WatchList, una lista basada en excepciones de equipos y sistemas que indica un rendimiento anormal.

Más específicamente, la temperatura del cojinete de soporte del calentador de aire secundario de una planta de combustibles fósiles aumentó 40 grados Fahrenheit por encima de lo que se consideraría normal para la temperatura ambiente según el análisis predictivo del EPI * Center. Este aumento no fue visto como anormal por ninguno de los otros sistemas de la planta, por ejemplo, DCS, programas de monitoreo de condición, etc.

Solución:Los operadores agregaron 3.5 galones de aceite a este cojinete (capacidad de 25 a 30 galones) y la temperatura volvió a bajar y ha estado funcionando normalmente desde entonces.

Beneficios:La alerta temprana del Centro EPI * sobre temperaturas anormales resultó en la adición de aceite, evitando posibles daños en los cojinetes. Estos cojinetes tienen un rango máximo / mínimo de aceite muy ajustado y han sido problemáticos para la planta en el pasado. Anteriormente, un cojinete de soporte de un calentador de aire falló en julio.

En ese momento, tomó nueve días solucionar el problema, lo que resultó en 138.804 MWH de generación perdida. Una falla similar en un cojinete de soporte le costaría a la compañía entre $ 1.5 millones y $ 4 millones solo en generación perdida, basándose en los costos actuales de generación perdida de $ 10 a $ 30 por MWH.

Estudio de caso n. ° 2:alerta temprana de cortocircuitos en un excitador

Problema:una planta de dos unidades y más de 1.500 megavatios de capacidad comenzó a publicar incidentes en la lista de vigilancia sobre el amperaje alto del excitador. Las desviaciones fueron 5 amperios más altas inicialmente y luego aumentaron a 15 amperios más en comparación con las normas estimadas del centro EPI * (es decir, análisis predictivo).

Solución:con base en esta información, el personal de ingeniería creía que el aumento de amperaje del excitador se atribuía a vueltas en cortocircuito en el rotor. De hecho, la planta estuvo aproximadamente a dos semanas de una interrupción planificada de más de 80 días para reemplazar grandes porciones de la turbina y rebobinar el generador, lo que brinda la oportunidad ideal para verificar el diagnóstico.

Cuando se inspeccionó el excitador durante la interrupción, se encontraron daños físicos en el excitador y también se encontraron giros en cortocircuito. La planta procedió a rebobinar el excitador durante la interrupción.

Beneficios:La advertencia temprana del EPI * Center sobre giros en cortocircuito en el excitador fue validada por el daño físico encontrado durante la inspección de apagón del excitador.

Caso de estudio n. ° 3:la detección temprana del problema de los rodamientos en desarrollo en el generador de turbina evita una posible interrupción

Problema:El cliente opera una estación generadora de unidades múltiples con una capacidad de más de 2,000 MW. Se detectó una temperatura anormalmente alta en un rodamiento de turbina en una de sus unidades, una turbina de vapor General Electric de 420 MW a gas, mediante el modelo de turbina de baja presión EPI * Center de SmartSignal (uno de varios en el conjunto de soluciones).

El modelo marcó esto como un comportamiento anormal a pesar de que el aumento de 14 grados estuvo dentro del umbral de temperatura normal. Ese mismo día, el Centro de PM&D informó a la planta de la irregularidad y el centro continuó monitoreando la situación.

Seis días después, EPI * Center detectó otro cambio leve, pero significativo, en la vibración del rodamiento. Específicamente, el valor real de la señal del sensor fue 1 mil mayor que el "valor estimado" de SmartSignal durante 24 de las 36 muestras de datos. Con esta evidencia que corrobora el deterioro, un especialista del Centro de PM&D recomendó una evaluación más exhaustiva del rodamiento.

Solución:Por coincidencia, la unidad estaba programada para una interrupción planificada de dos semanas para el mantenimiento básico que comenzaba aproximadamente un mes después. Debido a los datos del Centro de PM&D, la planta realizó una inspección en profundidad del rodamiento durante la interrupción planificada.

Dado que no estaba programado, la inspección de los rodamientos no habría sido parte del mantenimiento normal de la planta sin los análisis predictivos del EPI * Center. Tras la inspección, el rodamiento se dañó junto con rayones en el eje. Se reemplazó el material de Babbit en el rodamiento y se alisó el muñón para corregir el problema.

Beneficios:Sin la alerta temprana del EPI * Center de SmartSignal sobre el comportamiento anormal del equipo, el rodamiento habría continuado deteriorándose. Lo más probable es que esto hubiera provocado una falla en el servicio o un corte forzado a fines de abril o principios de mayo, cuando la demanda comienza a aumentar, lo que conduce a la temporada de verano. La detección temprana también evitó afectar la calificación de confiabilidad de potencia máxima (PPRR) de la empresa.

Los ahorros típicos de la industria, como mínimo, oscilan entre aproximadamente $ 503,800 y $ 655,000 dependiendo de la duración de la interrupción. Si la interrupción forzada ocurrió durante el período pico de demanda, los costos de reemplazo de energía se habrían incrementado drásticamente.

Estudio de caso n. ° 4:advertencia temprana de daños en los rodamientos internos de una bomba de alimentación de calderas

Problema:el cliente tiene una planta de combustibles fósiles con más de 800 MW de capacidad. Se publicaron advertencias tempranas de que los cojinetes del motor de la bomba de alimentación de la caldera estaban subiendo de temperatura. Esta advertencia ocurrió siete días antes de que las lecturas de temperatura hubieran alcanzado un nivel inaceptable según los dispositivos de monitoreo tradicionales.

Solución:Se programó de inmediato una interrupción planificada en el momento más adecuado para la planta, de modo que se pudiera reemplazar el rodamiento. Esta acción evitó una interrupción forzada y no planificada que habría ocurrido dado un evento catastrófico con la bomba.

Beneficios:El cliente pudo programar una interrupción planificada para el reemplazo del rodamiento en un momento que fuera menos costoso en términos de ingresos de generación. Además, la interrupción planificada se llevó a cabo en un período de tiempo mucho más corto, debido a la preparación del equipo de mantenimiento, en comparación con un posible viaje de la máquina.

Caso práctico n.º 5:detección temprana de acoplamientos sueltos en el ventilador ID D

Problema:El 31 de enero, los incidentes de alto amperaje comenzaron a publicarse en WatchList. ID Fan D estaba publicando incidentes en WatchList, lo que indica un alto amperaje del motor.

Solución:Basado en el análisis predictivo, el personal de la planta inició un análisis adicional sobre la carga del ventilador. Se encontró que la carga del ventilador ya no se correspondía con el paso de las palas ya que se había realizado un trabajo anterior en este ventilador. El personal sospechaba que esto podría deberse a un problema con el Beck Drive, el enlace de control, el servo y / o el blading.

Beneficios:Con base en la alerta temprana del EPI * Center de corriente anormal en el ventilador, la planta determinó que este ventilador podría ser puesto fuera de servicio y el problema investigado antes de la interrupción planificada. Se encontró que el tornillo de fijación del acoplamiento del eje en el lado del ventilador del eje estaba suelto y se apretó antes de la interrupción. Si se hubiera perdido el ventilador, se habría producido una posible reducción de la carga.

Caso de estudio n. ° 6:alerta temprana de problemas de enfriamiento de cojinetes en una bomba de agua en circulación

Problema:una planta de generación de una sola unidad con más de 700 MW de capacidad tenía temperaturas en los cojinetes que comenzaron a publicar incidentes en SmartSignal WatchList a principios de febrero. Las desviaciones fueron de 20 a 80 grados F más altas en comparación con las normas estimadas por el centro de EPI *. Las temperaturas no habían excedido el rango de funcionamiento normal y aún no habían iniciado una alarma en el sistema DCS.

Solución:La alerta temprana del EPI * Center sobre temperaturas anormales inició una investigación que encontró que los cojinetes estaban privados de agua de enfriamiento, ya que el agua se dirigía a una bomba alternativa. Se agregó un nuevo motor de bomba de agua de circulación y se modificó la línea de enfriamiento para enfriar los cojinetes de la nueva bomba.

Se encontró que existía una restricción del flujo de agua de enfriamiento al problema de la bomba de agua de circulación. El problema se solucionó rápidamente con una línea de enfriamiento temporal que provocó que las temperaturas de los cojinetes descendieran alrededor de 20 grados F. Unos meses más tarde, se instaló una nueva línea de agua de enfriamiento durante una interrupción planificada.

Beneficios:La alerta temprana del EPI * Center sobre temperaturas anormales inició una investigación sobre el motivo de las temperaturas elevadas en la bomba de agua de circulación.

Sin la investigación y el descubrimiento del enfriamiento restringido de los cojinetes de la bomba, los cojinetes y el eje podrían haberse dañado. Quitar esta bomba durante el funcionamiento invernal para reparar los cojinetes y el eje habría resultado en una mayor contrapresión y una reducción de la carga debido a un flujo insuficiente a través del condensador.

EPI * Center es una solución de software que proporciona a los propietarios y operadores análisis predictivos utilizando datos de equipos existentes. Al analizar automáticamente todos los datos relevantes del sensor (proceso, monitoreo de condición y datos del sensor eléctrico), EPI * Center proporciona una advertencia temprana y procesable de problemas emergentes de confiabilidad, eficiencia, rendimiento y cumplimiento (ambientales y de seguridad). Además, EPI * Center:

1. proporciona una alerta temprana de anomalías en los equipos que otros sistemas no detectan.

2. proporciona esta alerta temprana en todos los equipos y regímenes operativos.

3. se configura, implementa y ofrece valor rápidamente.