6 études de cas sur l'analyse prédictive

Les sociétés de production d'électricité ont mis en œuvre des plans bien élaborés pour améliorer les performances des équipements en termes de disponibilité, de fiabilité, d'efficacité et de conformité. Cependant, la plupart des entreprises ont atteint un plateau de performance, ce qui compromet leur capacité à atteindre les buts, objectifs et stratégies de l'entreprise.

Le problème est exacerbé par le vieillissement des équipements; initiatives de « redimensionnement » ; le départ à la retraite des ouvriers qualifiés; personnel plus jeune et inexpérimenté; et les accords de service OEM restrictifs.

Le résultat est un écart de performance de l'équipement qui inhibe la performance de l'entreprise. En fait, lorsque l'équipement ne répond pas aux attentes, il envoie une onde de choc dans toute l'entreprise, perturbant les opérations normales, les procédures de maintenance et les performances financières.

Pour les sociétés de production d'électricité qui cherchent à combler l'écart de performance des équipements, la solution logicielle EPI*Center de SmartSignal permet aux opérateurs d'augmenter la fiabilité, la disponibilité, l'efficacité et la conformité des équipements au-delà de leur plateau actuel.

Contrairement aux outils de maintenance conditionnelle traditionnels tels que la surveillance des vibrations, EPI*Center fournit un avertissement précoce et exploitable en cas de performances anormales sur tous les systèmes et états de fonctionnement critiques.

Défis pour les usines les mieux gérées

Pour aider à comprendre la valeur de l'analyse prédictive, voici un échantillon d'histoires de cas EPI*Center vérifiées par le client. Il est important de noter que toutes ces sociétés de production d'électricité :

• Mise en place de programmes d'entretien préventif rigoureux.

• Programmes de maintenance conditionnelle appliqués « à la pointe de la technologie », par ex. surveillance vibratoire, thermographie, etc.

• Utilisation de programmes de « tendance » conformes aux normes de l'industrie sur les équipements prioritaires dans l'ensemble de leur flotte.

Malgré ces programmes et un personnel bien formé, ces opérations ont constaté que des problèmes d'équipement continuaient à se produire de manière imprévisible. En conséquence, ces utilitaires ont décidé d'ajouter l'analyse prédictive d'EPI*Center afin de recevoir un avertissement précoce et exploitable des défauts émergents.

L'analyse prédictive en action

Chacune des histoires de cas suivantes décrit une situation dans laquelle les clients SmartSignal ont transformé l'alerte précoce en valeur démontrable. Dans chaque cas, le problème émergent n'a pas été identifié par les programmes traditionnels de surveillance de l'état ou de tendances. L'échantillonnage sert à :

• Mettre en évidence la large gamme d'équipements critiques pour lesquels EPI*Center fournit des analyses prédictives.

• Donner un aperçu des actions typiques déclenchées par les incidents EPI*Center WatchList.

• Détaillez la valeur résultante.

Enfin, les histoires de cas suivantes ont été délibérément sélectionnées pour présenter un éventail d'équipements et de problèmes liés aux centrales à combustibles fossiles. Dans tous les cas, les clients de SmartSignal Corporation ont donné leur accord pour divulguer ces événements réels sans marque.

Étude de cas n° 1 :Problème de palier de support de réchauffeur d'air

Problème :le 22 décembre, les températures élevées des paliers de support de réchauffeur d'air ont commencé à signaler des incidents sur la liste de surveillance, une liste basée sur des exceptions d'équipements et de systèmes indiquant des performances anormales.

Plus précisément, la température du palier de support du réchauffeur d'air secondaire d'une usine de combustibles fossiles a augmenté de 40 degrés Fahrenheit au-dessus de ce qui serait considéré comme normal pour la température ambiante sur la base des analyses prédictives EPI*Center. Cette augmentation n'a été considérée comme anormale par aucun des autres systèmes de l'usine, par exemple, DCS, programmes de surveillance de l'état, etc.

Solution :les opérateurs ont ajouté 3,5 gallons d'huile à ce roulement (capacité de 25 à 30 gallons) et la température est redescendue et est restée normale depuis.

Avantages :L'alerte précoce EPI*Center en cas de températures anormales a entraîné l'ajout d'huile, évitant ainsi d'endommager les roulements. Ces roulements ont une plage max/min d'huile très étroite et ont été gênants pour l'usine dans le passé. Auparavant, un roulement de support de réchauffeur d'air était tombé en panne en juillet.

À cette époque, il a fallu neuf jours pour résoudre le problème, ce qui a entraîné une perte de production de 138 804 MWH. Une défaillance similaire des paliers de support coûterait à l'entreprise entre 1,5 million de dollars et 4 millions de dollars en production perdue uniquement, sur la base des coûts actuels de la production perdue de 10 à 30 $ par MWH.

Étude de cas n° 2 – Avertissement précoce des virages court-circuités sur une excitatrice

Problème :une centrale à deux unités d'une capacité de plus de 1 500 mégawatts a commencé à signaler des incidents sur la liste de surveillance sur l'ampérage de l'excitatrice élevée. Les écarts étaient supérieurs de 5 ampères au départ, puis sont passés à 15 ampères de plus par rapport aux normes estimées par EPI*Center (c'est-à-dire, l'analyse prédictive).

Solution :Sur la base de ces informations, le personnel technique croyait que l'augmentation de l'ampérage de l'excitatrice était attribuable à des virages court-circuités dans le rotor. En fait, la centrale était à environ deux semaines d'un arrêt planifié de plus de 80 jours pour remplacer de grandes parties de la turbine et rembobiner le générateur, ce qui offre l'occasion idéale de vérifier le diagnostic.

Lorsque l'excitatrice a été inspectée pendant l'arrêt, des dommages physiques ont été constatés sur l'excitatrice et des virages court-circuités ont également été découverts. L'usine a procédé au rembobinage de l'excitatrice pendant l'arrêt.

Avantages :L'alerte précoce de l'EPI*Center concernant les virages court-circuités dans l'excitatrice a été validée par les dommages physiques constatés lors de l'inspection de panne de l'excitatrice.

Étude de cas n° 3 :La détection précoce du développement d'un problème de roulement sur un générateur à turbine évite une panne potentielle

Problème :Le client exploite une centrale à plusieurs unités d'une capacité de plus de 2 000 MW. Une température de palier anormalement élevée a été détectée sur une turbine portant sur l'une de leurs unités - une turbine à vapeur General Electric alimentée au gaz de 420 MW - par le modèle de turbine basse pression EPI*Center de SmartSignal (l'un de plusieurs dans l'ensemble de solutions).

Le modèle a signalé cela comme un comportement anormal même si l'augmentation de 14 degrés était bien en deçà du seuil de température normal. Le même jour, le centre PM&D a informé l'usine de l'irrégularité et le centre a continué à surveiller la situation.

Six jours plus tard, l'EPI*Center a détecté un autre changement progressif, léger mais significatif, des vibrations du roulement. Plus précisément, la valeur réelle du signal du capteur était supérieure de 1 mil à la « valeur estimée » de SmartSignal pendant 24 des 36 échantillons de données. Avec cette preuve corroborante de détérioration, un spécialiste du PM&D Center a recommandé une évaluation plus approfondie du roulement.

Solution :Par coïncidence, l'unité a été programmée pour un arrêt planifié de deux semaines pour la maintenance de base commençant environ un mois plus tard. En raison des données du PM&D Center, l'usine a effectué une inspection approfondie du roulement pendant l'arrêt planifié.

Comme elle n'était pas programmée, l'inspection des roulements n'aurait pas fait partie de la maintenance normale de l'usine sans l'analyse prédictive d'EPI*Center. Lors de l'inspection, le roulement a été endommagé ainsi que l'entaille de l'arbre. Le matériau de babbit a été remplacé dans le roulement et le tourillon a été lissé pour rectifier le problème.

Avantages :Sans l'alerte précoce de l'EPI*Center de SmartSignal en cas de comportement anormal de l'équipement, le roulement aurait continué à se détériorer. Très probablement, cela aurait entraîné une panne en service ou une panne forcée fin avril ou début mai, lorsque la demande commence à augmenter, menant à la saison estivale. La détection précoce a également évité d'avoir un impact sur l'indice de fiabilité de la puissance de crête (PPRR) de l'entreprise.

Les économies typiques de l'industrie, au minimum, varient d'environ 503 800 $ à 655 000 $ selon la durée de la panne. Si la panne forcée s'était produite pendant la période de pointe de la demande, les coûts d'électricité de remplacement auraient considérablement augmenté.

Étude de cas n° 4 – Avertissement précoce d'un endommagement des roulements intérieurs sur une pompe d'alimentation de chaudière

Problème :Le client possède une centrale à combustible fossile d'une capacité de plus de 800 MW. Des avertissements précoces ont signalé que les roulements du moteur de la pompe d'alimentation de la chaudière montaient en température. Cet avertissement s'est produit sept jours avant le moment où les relevés de température auraient atteint un niveau inacceptable sur la base des dispositifs de surveillance traditionnels.

Solution :Un arrêt planifié a été rapidement programmé au moment le plus approprié pour l'usine afin que le roulement puisse être remplacé. Cette action a permis d'éviter une panne forcée imprévue qui aurait eu lieu en cas d'événement catastrophique avec la pompe.

Avantages :Le client a pu programmer une interruption planifiée pour le remplacement du roulement à un moment qui était le moins coûteux en termes de revenus de production. De plus, l'arrêt planifié a été effectué dans un laps de temps beaucoup plus court, en raison de la préparation de l'équipe de maintenance, par rapport à un éventuel déplacement de la machine.

Cas n° 5 – Détection précoce d'un couplage lâche sur le ventilateur d'identification D

Problème :Le 31 janvier, des incidents à intensité élevée ont commencé à être publiés sur la liste de surveillance. ID Fan D publiait des incidents sur la liste de surveillance, indiquant un ampérage élevé du moteur.

Solution :Sur la base de l'analyse prédictive, le personnel de l'usine a lancé une analyse plus approfondie sur la charge des ventilateurs. Il s'est avéré que la charge du ventilateur ne correspondait plus au pas des pales depuis que des travaux antérieurs avaient été effectués sur ce ventilateur. Le personnel soupçonnait que cela pouvait être dû à un problème avec le Beck Drive, la tringlerie de commande, le servo et/ou l'aubage.

Avantages :Sur la base de l'alerte précoce de l'EPI*Center d'un courant anormal sur le ventilateur, l'usine a déterminé que ce ventilateur pouvait être mis hors service et le problème examiné avant l'arrêt planifié. La vis de fixation de l'accouplement d'arbre du côté ventilateur de l'arbre s'est avérée desserrée et elle a été serrée avant l'arrêt. Si le ventilateur avait été perdu, une éventuelle réduction de charge se serait produite.

Étude de cas n° 6 – Avertissement précoce d'un problème de refroidissement des roulements sur une pompe à eau de circulation

Problème :une centrale de production à une seule unité d'une capacité de plus de 700 MW avait des températures de roulement qui ont commencé à signaler des incidents sur la liste de surveillance SmartSignal début février. Les écarts étaient supérieurs de 20 à 80 degrés F par rapport aux normes estimées par EPI*Center. Les températures n'avaient pas dépassé la plage de fonctionnement normale et n'avaient pas encore déclenché d'alarme dans le système DCS.

Solution :L'alerte précoce d'EPI*Center concernant des températures anormales a lancé une enquête qui a révélé que les roulements manquaient d'eau de refroidissement, car l'eau était dirigée vers une autre pompe. Un nouveau moteur de pompe à eau de circulation a été ajouté et la ligne de refroidissement a été modifiée pour le refroidissement des roulements sur la nouvelle pompe.

Il a été constaté qu'il y avait une restriction du débit d'eau de refroidissement vers la pompe à eau de circulation problématique. Le problème a été rapidement résolu avec une ligne de refroidissement temporaire qui a entraîné une baisse des températures des roulements d'environ 20 degrés F. Quelques mois plus tard, une nouvelle ligne d'eau de refroidissement a été installée lors d'un arrêt planifié.

Avantages :L'alerte précoce de l'EPI*Center concernant les températures anormales a lancé une enquête sur la raison des températures élevées sur la pompe à eau de circulation.

Sans l'enquête et la découverte du refroidissement restreint des roulements de la pompe, les roulements et l'arbre auraient pu être endommagés. Le retrait de cette pompe pendant le fonctionnement hivernal pour des réparations de roulements et d'arbres aurait entraîné une augmentation de la contre-pression et une réduction de la charge en raison d'un débit insuffisant à travers le condenseur.

EPI*Center est une solution logicielle qui fournit aux propriétaires et aux opérateurs des analyses prédictives utilisant les données d'équipement existantes. En analysant automatiquement toutes les données pertinentes des capteurs (processus, surveillance de l'état et données des capteurs électriques), EPI*Center fournit un avertissement précoce et exploitable des problèmes émergents de fiabilité, d'efficacité, de débit et de conformité (environnement et sécurité). De plus, EPI*Center :

1. fournit une alerte précoce des anomalies de l'équipement que les autres systèmes ne détectent pas.

2. délivre cette alerte précoce sur tous les équipements et régimes d'exploitation.

3. est rapidement configuré, déployé et apporte de la valeur.