Technologie

Monitorowanie stanu stojana i wirnika generatorów

W ostatnich latach nastąpił gwałtowny rozwój systemów monitorujących pracę urządzeń podczas pracy. Dostępność systemów monitoringu i zwiększenie ich czytelności dla użytkowników, powoduje coraz częstsze stosowanie systemów ułatwiających eksploatację urządzeń.

Dlaczego warto korzystać z monitorowania stanu podzespołów maszyn?

  • Przedłużenie okresu użytkowania składnika aktywów: Stan konserwacji wykrywa początek problemów i dzięki temu naprawy mogą być przeprowadzone zanim dojdzie do poważnych uszkodzeń, wydłużając przy tym użytkowanie środka trwałego.
  • Zmaksymalizowanie czasu między przestojami: Przy użyciu tego sposobu konserwacji, sprzęt jest wymieniany rzadziej (jest to wykonywane tylko, jeśli stan maszyny ulegnie pogorszeniu) w porównaniu do innych systemów konserwacji.
  • Zmniejszenie kosztów naprawy: Koszty naprawy przy wykryciu problemów na wczesnym etapie są często tylko 1% kosztów poniesionych, jeśli awaria wystąpi podczas normalnej eksploatacji środka trwałego.
    Przewidzenie katastrofalnych awarii: Maksymalizacja przychodów z generatora poprzez zmniejszenie ryzyka wystąpienia katastrofalnych awarii aktywów i czynności konserwacyjnych w harmonogramie, aby zminimalizować koszty przerw w zasilaniu.
  • Zmniejszenie ryzyka uszkodzenia podczas przestoju: Podczas demontażu, przerwy w dostawie i montażu zawsze istnieje ryzyko, że nieumyślnie zostanie uszkodzony jeden z elementów maszyny.
  • Według Amerykańskiego Departamentu Energii (EERE)*, niezależne badania wskazują na oszczędność tej metody w stosunku do funkcjonującej konserwacji zapobiegawczej:
    – Zmniejszenie kosztów konserwacji: 25%–30%,
    – Redukcja awarii: 70%–75%,
    – Skrócenie czasu przestoju: 35%–45%,
    – Zwrot z inwestycji: 10 krotny.
    Źródło: US Department of Energy (Website: http://www1.eere.energy.gov)

Qualitrol-Iris Power specjalizuje się w dostarczaniu technologii pomiarowej do wykrywania różnych parametrów, które mogą być używane dla określania tendencji i oceny stanu stojana oraz wirnika generatora. Iris Power GuardII ciągle monitoruje online maszynę , co umożliwia dostosowywanie dla użytkownika połączenie wielu technologii w tym samym systemie. Daje to użytkownikowi końcowemu możliwość włączenia najbardziej krytycznych technologii monitorowania wymaganych do określenia stanu generatora. Iris Power GuardII ma zdolność do pomiaru i wykrywania jednej lub więcej z danych opcji w jednym polu:

  • Metoda pomiarów wyładowań niezupełnych (PD) w izolacji uzwojenia stojana,
  • Stan wirnika,
  • Drgania końców uzwojeń stojana.

Iris Power GuardII monitoruje online, co daje możliwość uzyskania podglądu do wielu problemów które mogą wystąpić w generatorach. The GuardII system posiada elastyczną, modułową konstrukcję, która może zawierać różne technologie i wejścia na czujniki w zależności od potrzeb, maszyn wirujących w oparciu o wykrywanie najbardziej typowych awarii dla konkretnego typu generatora lub silnika. Na przykład, jedną z najbardziej powszechnych awarii w turbogeneratorach jest uszkodzenie izolacji uzwojenia stojana. Zatem, jednym z głównych składników systemu GuardII może być monitorowanie metody pomiarów wyładowań niezupełnych(PD). GuardII nie tylko monitoruje PD używając czujników Iris Power, włączając w to anteny w żłobkach stojana (SSCs) lub kondensatory mikowo-epoksydowe (EMCs), ale także uruchamia wykorzystywanie gromadzonych danych opartych na powiadomieniach i alertach, tak że jeśli poziom PD zmieni się to otrzymamy powiadomienie, że niektóre procesy w maszynie mogą spowodować awarię. Inną powszechną przyczyną awarii jest występowanie zwartych zwojów w wirnikach 2- lub 4-biegunowych. Do systemu GuardII dołączono zdolność monitorowania strumienia wirnika, a przy użyciu skomplikowanych algorytmów można dostać ostrzeżenie o zwartych zwojach wewnątrz wirnika. W turbogeneratorach częstym problemem są drgania końców uzwojeń stojana. Drgające końce uzwojenia są kontrolowane w normalnych warunkach, ale podczas naprężeń, takich jak rozszerzalność cieplna lub starzenie maszynowe, końce uzwojeń mogą się rozluźnić i może to prowadzić do pękania izolacji cewki. Wszystkie te parametry są kontrolowane i monitorowane przez oprogramowanie Iris Application Manager™ (IAM). IAM jest to pojedyncza platforma do konfigurowania, pobierania i przeglądania danych, dzięki czemu wystarczy nauczyć się tylko jednej aplikacji. Może być stosowana w wielu aktywnych oknach, niezależnie od ich rodzaju. IAM mogą być wykorzystywane do turbogeneratorów i silników. Archiwizowane dane można pobrać lokalnie przez port USB, lub zdalnie przez TCP/IP komunikacją sieciową. Łączność Ethernet pozwala personelowi w odległych biurach zdefiniować lub zmieniać warunki wyzwalania danych i poziomy alertu, a także na zdalne pobranie wyników do analizy za pomocą zewnętrznego oprogramowania.

Energoaudyt_rys_2_RGB

Zalety Systemu Monitorowania stanu podzespołów IRIS POWER GuardII

Wiedza eksploatatorów o stojanie i wirniku:
W ocenie autora wiedza o stanie poziomu izolacji stojana za pomocą testów PD on-line jest znacznie zwiększona poprzez dostęp do obszernej bazy PD Iris Power posiadającej 270 000 wyników badań. Zbierane doświadczenie i wyniki naszych klientów są regularnie zestawiane w tabelach statystycznych, dostępnych dla wszystkich użytkowników. Dane te są również wykorzystywane do automatycznego konfigurowania poziomów alarmowych systemu GuardII PD. GuardII wykorzystuje zaawansowane algorytmy do analizy danych dotyczących przepływu prądu w uzwojeniu wirnika niezależnie od zmian obciążenia. Ta technologia precyzyjnie wykrywa obecność zwartych zwojów wirnika.
Zastosowanie systemu monitoringu prowadzi do udogodnienia takiego jak otrzymywanie informacji z istniejących czujników PD, strumienia, i/lub drgania końców uzwojeń czujników i to nie wymaga przestoju ani montażu, jest ograniczona do dostarczania danych do monitora, konfiguracji, i w razie potrzeby uruchamia łącze komunikacyjne do zdalnego połączenia komputera z systemem Windows. W połączeniu Iris Application Manager (IAM), można zbierać dane z wielu maszyn wirujących, które mogą być monitorowane w sposób ciągły w określonym czasie. To zmniejsza obciążenie personelu do zbierania danych. Dodatkowo proponowana jest obsługa klienta i wsparcie techniczne ze strony przeszkolonych specjalistów technicznych i pracowników sprzedaży Qualitrol-Iris Power.
Wartości prądu, napięcia stojana i mocy czynnej, mocy biernej, temperatury uzwojenia, ciśnienia wodoru są również dostępne i mogą być zintegrowane z systemem monitorowania GuardII. GuardII może połączyć maksymalnie 3 technologie oparte dla potrzeb użytkownika.

IRIS APPLICATION MANAGER (IAM)

Iris Power Guard II zawiera oprogramowanie IAM, które jest pakietem oprogramowania systemu Windows™ do konfiguracji PD i/lub modułów danych, pobierania archiwalnych danych i przeglądania stanu danych zebranych przez jednostkę zbierania danych. Funkcje obejmują:

  • Dostarczenie informacji o statusie dla każdego składnika w bazie danych
  • Możliwość monitorowania wielu instalacji, zasobów i technologii.
  • Pobieranie danych/diagnostyka z urządzeń kontrolnych GuardII i TracII.
  • Dodaj/Skonfiguruj aktywa , czujniki i przenośne monitory.
  • Łączność Ethernet pozwala personelowi w odległych biurach zbierać i analizować dane.

Po co istalować system ciągłego CBM?

Punkt widzenia użytkownika:
“Po uzyskaniu odczytu w sposób ciągły, odebrane wartości PD zaczęły gwałtownie wzrastać na uzwojeniu stojana. W szczególności dane wykazały, że aktywność PD była wysoka na wszystkich trzech fazach jednostki. Jednostka została przebadana w trybie offline i kontrolowana. Stwierdzono, że na wszystkich fazach sześć barier zostało spalone i było już blisko do przeskoku na inne. Podczas badań urządzenia , pracownik serwisu stwierdził że jeśli maszyna nie zostanie naprawiona to nie przetrwa kolejnego kwartału”
Wiarygodne przewidywania: system GuardII został poddany metodzie unikalnych i rygorystycznych badań, aby przezwyciężyć zakłócenia elektryczne (szumy), które są typowe dla większości wykonywanych instalacji. To zapewnia niezawodne i powtarzalne odczyty wartości PD, strumienia i pomiarów drgań końców uzwojeń z małym prawdopodobieństwem fałszywych alarmów. Dla zwiększenia skuteczności wykorzystania informacji niezbędne jest kształcenie służb eksploatacyjnych: Dane mogą być łatwo interpretowane przez specjalistę technicznego po udziale w seminarium szkoleniowym oferowanym przez doświadczoną kadrę inżynierską Qualitrol-Iris Power. Duże możliwości GuardII pozwalają stale monitorować szeroką gamę turbogeneratorów by diagnozować stan stojana i wirnika oraz zwiększyć żywotność maszyn.
Wykorzystanie nowoczesnych systemów monitoringu staje się niezbędnym narzędziem dnia codziennego prowadzącym do zapewnienia bezpiecznej eksploatacji maszyn i urządzeń.

Mirosław Zając
ZUT Energoaudyt sp.z o.o.

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top