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8vo CONGRESO PERUANO – INGENIERIA DE MANTENIMIENTO LEMA: “Influencia de la Gestión de Mantenimiento en Mejorar Calidad, Seguridad y Medio Ambiente ”. Análisis histórico (2003-2007) de la confiabilidad de las turbinas de una Central Térmica. PERÚ. CONTENIDO. Objetivo Antecedentes - PowerPoint PPT Presentation
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Análisis histórico (2003-2007) de la confiabilidad de las turbinas de una Central Térmica
8vo CONGRESO PERUANO – INGENIERIA DE MANTENIMIENTO
LEMA: “Influencia de la Gestión de Mantenimiento en Mejorar Calidad, Seguridad y Medio Ambiente”
PERÚ
CONTENIDO
1. Objetivo
2. Antecedentes
3. Definiciones
4. Metodología
5. Resultados
6. Conclusiones
7. Recomendaciones
OBJETIVO
Evaluar la confiabilidad de las Unidades TG1 y TG2.
Evaluar el MTTF.
Evaluar el MTBF.
Evaluar el MTTR.
Evaluar la Disponibilidad.
ANTECEDENTESANTECEDENTES
Nuestra Empresa, opera dos Turbo grupos, ambos son del mismo tipo con las siguientes características: Fabricante ABB (ahora ALSTOM) Modelo GT11-NMC XL/XP de 88.508 MW (TG-1) y de 88.084 MW (TG-2) de potencia efectiva, Voltaje de Generación de 13.8 KV, con cámara de combustión tipo silo usando combustible gas natural.
La productividad y eficiencia de la Central Térmica son objetivos de la gestión de Nuestra Empresa, por ello la disponibilidad de las turbinas juega un papel decisivo en el éxito de sus objetivos. Para la gestión de Mantenimiento, esto significa una constante búsqueda de nuevas formas de incrementar la confiabilidad, disponibilidad y gestión de activos de la Planta Termoeléctrica.
DEFINICIONESDEFINICIONES Tiempos Planeados: Son tiempos que se utilizan para
diferentes inspecciones planeados con anticipación. Este tiempo no se incluirá en los tiempos muertos ya que fueron previamente planificados.
Tiempos no Planeados: Son tiempos inoperativos que se generaron a causa de la presencia de una falla y como consecuencia de ello disminuyó la carga de las unidades.
Tiempos Forzados: Son tiempos inoperativos que se generaron a causa de la presencia de una falla y como consecuencia de ello se dejó de generar energía.
Tiempo Muerto: Los tiempos que la unidad no ha generado como consecuencia de una falla sea parcial o total.
Falla: Disminución o terminación de la capacidad del equipo para realizar la función por la que fue diseñado. El tipo de falla se clasificó en cinco grupos: Fallas mecánicos; fallas eléctricos, instrumental y control; fallas por disturbios en líneas de transmisión; fallas por error del operador y fallas por caída de rayos en CTA.
DEFINICIONESDEFINICIONES Tiempo Medio Operativo (MTTF):
Mide el tiempo medio que es capaz de operar el sistema a capacidad sin interrupciones dentro de un periodo dado.
Tiempo Medio para Reparar (MTTR): Es la medida de la distribución de tiempo de reparación de un equipo o sistema. Este indicador mide la efectividad en restituir la unidad a condiciones óptimas de operación una vez que la unidad se encuentra fuera de servicio por un fallo.
Tiempo Medio Entre Fallas (MTBF): Indica el intervalo de tiempo más probable entre un arranque y la aparición de falla. Mientras mayor sea el MTBF, mayor es la confiabilidad del sistema, componente o equipo.
Disponibilidad: Es una función que permite estimar en forma global el porcentaje de tiempo total que se puede esperar que un equipo esté disponible para cumplir la función para la cual fue destinado.
MTBF
MTTRMTTF
DEFINICIONES: DEFINICIONES: Relaciones MatemáticosRelaciones Matemáticos
MTTF = Σ Tiempo Disponible - Σ Tiempos Muertos
Σ N° de Fallas
MTBF = Σ Tiempo Disponible
Σ N° de Fallas
MTTR = Σ Tiempos Muertos
Σ N° de Fallas
Disponibilidad = Σ Tiempo Disponible - Σ Tiempos Muertos
Σ Tiempo Disponible
ConfiabilidadMantenibilidadDisponibilidad
METODOLOGÍAMETODOLOGÍA
Recopilación de información Histórica de fallas ocurridas en Unidades TG1 y TG2.
Clasificación de acuerdo al tipo de falla.
Procesamiento de data, utilizando relaciones matemáticas.
RESULTADOS: Tiempo Medio Operativo
TIEMPO MEDIO OPERATIVO (MTTF) - TG1
0:00:001200:00:002400:00:003600:00:004800:00:00
6000:00:007200:00:008400:00:009600:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
HO
RA
SFallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
TIEMPO MEDIO OPERATIVO (MTTF) - TG2
0:00:00
1200:00:00
2400:00:00
3600:00:00
4800:00:00
6000:00:00
7200:00:00
8400:00:00
9600:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
HO
RA
S
Fallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
RESULTADOS: Tiempo Medio Para Reparar
TIEMPO MEDIO PARA REPARAR (MTTR) - TG1
0:00:00
12:00:00
24:00:00
36:00:00
48:00:00
60:00:00
72:00:00
84:00:00
2003 2004 2005 2006 2007H
OR
AS
Fallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
TIEMPO MEDIO PARA REPARAR (MTTR) - TG2
0:00:00
4:48:00
9:36:00
14:24:00
19:12:00
24:00:00
28:48:00
33:36:00
38:24:00
2003 2004 2005 2006 2007
HO
RA
S
Fallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
RESULTADOS: Tiempo Medio Entre Fallas
TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS (MTBF) - TG1
0:00:001200:00:00
2400:00:003600:00:004800:00:00
6000:00:007200:00:00
8400:00:009600:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
HO
RA
S
Fallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS (MTBF) - TG2
0:00:001200:00:002400:00:003600:00:004800:00:006000:00:007200:00:008400:00:009600:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
HO
RA
S
Fallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
RESULTADOS: Disponibilidad
DISPONIBILIDAD - TG1
93.0%
94.0%
95.0%
96.0%
97.0%
98.0%
99.0%
100.0%
101.0%
2003 2004 2005 2006 2007
Fallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
DISPONIBILIDAD - TG2
97.5%
98.0%
98.5%
99.0%
99.5%
100.0%
100.5%
2003 2004 2005 2006 2007
HO
RA
S
Fallas MecánicasFallas Electricas, Instrumentos y ControlFallas por Disturbios de Líneas
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
RESULTADOS: Probabilidad de Falla
DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD EXPONENCIAL DE FALLA EN UN TIEMPO "T", UNIDAD TG1
0.00%
20.00%
40.00%
60.00%
80.00%
100.00%
120.00%
24
48
12
0
24
0
36
0
72
0
14
40
21
60
28
80
43
20
57
60
72
00
86
40
HORAS
Probabilidad de falla debido a Factores MecánicosProbalidad de Falla debido a Factores Eléctricos, Intrumentos y ControlProbabilidad de Falla debido a Disturbios en las Líneas de TransmisiónAcumulado
Prob. Falla = e -(MTTF)/( Horas Proyectadas)
UNIDAD TG1
RESULTADOS: Probabilidad de Falla
DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD EXPONENCIAL DE FALLA EN UN TIEMPO "T", UNIDAD TG2
0.00%
20.00%
40.00%
60.00%
80.00%
100.00%
120.00%
24
48
12
0
24
0
36
0
72
0
14
40
21
60
28
80
43
20
57
60
72
00
86
40
HORASProbabilidad de falla debido a Factores MecánicosProbalidad de Falla debido a Factores Eléctricos, Intrumentos y ControlProbabilidad de Falla debido a Disturbios en las Líneas de TransmisiónAcumulado
Prob. Falla = e -(MTTF)/( Horas Proyectadas)
UNIDAD TG2
RESULTADOS: MTTF PROMEDIO
MTTF PROMEDIO UNIDAD TG1
396:50:00
348:28:22
539:08:25
333:27:51
257:05:04
0:00:00
120:00:00
240:00:00
360:00:00
480:00:00
600:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
M TTF PROM EDIO UNIDAD GT11
MTTF PROMEDIO UNIDAD TG2
397:32:38
581:59:46792:36:47
975:09:27
331:54:12
0:00:00
192:00:00
384:00:00
576:00:00
768:00:00
960:00:00
1152:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
MTTF PROMEDIO UNIDAD GT12
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
RESULTADOS: MTTF Sin fallas por líneas de Transmisión
MTTF PROMEDIO UNIDAD TG1
583:13:13
542:14:17
1082:37:36
521:27:52
794:02:10
0:00:00
240:00:00
480:00:00
720:00:00
960:00:00
1200:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
HO
RA
S
MTTF PROMEDIO UNIDAD GT11
MTTF PROMEDIO UNIDAD TG2
454:22:09
2919:08:00
1744:39:51
1248:50:03
2188:50:59
0:00:00
480:00:00
960:00:00
1440:00:00
1920:00:00
2400:00:00
2880:00:00
3360:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
MTTF PROMEDIO UNIDAD GT12
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
RESULTADOS: MTBF PROMEDIO
MTBF PROMEDIO UNIDAD TG1
257:38:49
336:55:23
546:00:00
366:00:00
398:10:55
0:00:00
120:00:00
240:00:00
360:00:00
480:00:00
600:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
M TBF PROM EDIO UNIDAD GT11
MTBF PROMEDIO UNIDAD TG2
336:55:23
976:00:00
796:21:49584:00:00
398:10:55
0:00:00
192:00:00
384:00:00
576:00:00
768:00:00
960:00:00
1152:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
MTBF PROMEDIO UNIDAD GT12
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
RESULTADOS: MTBF Sin fallas por líneas de Transmisión
MTBF PROMEDIO UNIDAD TG1
796:21:49
547:30:00
1095:00:00
547:30:00
584:00:00
0:00:00
240:00:00
480:00:00
720:00:00
960:00:00
1200:00:00
2003 2004 2005 2006 2007H
OR
AS
MTBF PROMEDIO UNIDAD GT11
MTBF PROMEDIO UNIDAD TG2
461:03:09
2920:00:00
1752:00:00
1251:25:43
2190:00:00
0:00:00
480:00:00
960:00:00
1440:00:00
1920:00:00
2400:00:00
2880:00:00
3360:00:00
2003 2004 2005 2006 2007
MTBF PROMEDIO UNIDAD GT12
UNIDAD TG1
UNIDAD TG2
CONCLUSIONES: MTTFCONCLUSIONES: MTTF
MTTF – TG1MTTF – TG1
MTTF AÑO MTTF AÑO
Fallas Mecánicas 1682:28:24 2004 8760:00:00 2007 3747:39:11 Ascendente Alta Mantener
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control 667:58:58 2006 4379:39:00 2005 1553:10:46 Descendente Regular Mejorar
Fallas por Disturbio de Líneas 460:39:41 2007 1097:29:23 2004 864:38:42 Constante Bajo BajaFuerade de nuestro
control
Fallas por caida de rayos en CTA 4378:58:37 2007 8784:00:00 2004 7887:35:43 Constante Alto Muy alta Mantener
Fallas por Error de Operador 8759:43:00 2005 8784:00:00 2004 8764:44:36 Constante Alto Muy alta Mantener
RECOMENDACIONESFACTORES DE FALLAS PROMEDIOCOMPORTAMIENTO DE
LA CURVACONFIABILIDAD
MTTF MÍNIMO MTTF MÁXIMO
MTTF – TG2MTTF – TG2
MTTF AÑO MTTF AÑO
Fallas Mecánicas 1728:10:12 2003 8784:00:00 2004 7351:34:14 Constante Alto Muy alta Mantener
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control 625:09:17 2003 2927:08:00 2004 1935:48:59 Descendente Regular Mejorar
Fallas por Disturbio de Líneas 486:08:34 2007 1463:10:10 2004 1150:35:50 Descendente RegularFuerade nuestro
control
Fallas por caida de rayos en CTA 8760:00:00 2003 8784:00:00 2004 8764:48:00 Constante Alto Muy alta Mantener
Fallas por Error de Operador 4379:35:00 2006 8784:00:00 2004 7888:43:00 Constante Alto Muy alta Mantener
RECOMENDACIONESCOMPORTAMIENTO DE LA
CURVACONFIABILIDADFACTORES DE FALLAS
MTTF MÍNIMO MTTF MÁXIMO
PROMEDIO
CONCLUSIONES: MTTRCONCLUSIONES: MTTR
MTTR – TG1MTTR – TG1
MTTR AÑO MTTR AÑO
Fallas Mecánicas 0:00:00 2007 74:19:36 2004 20:06:25 Descendente BajaDependiente del tipo
de falla
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control 0:21:00 2005 5:51:48 2006 2:21:14 Constante Bajo Alta Mantener
Fallas por Disturbio de Líneas 0:22:10 2003 1:20:47 2005 0:38:18 Constante Bajo Muy Alta Mantener
Fallas por caida de rayos en CTA 0:00:00 2003 5:00:00 2006 1:12:17 Constante Bajo Muy Alta Mantener
Fallas por Error de Operador 0:00:00 2003 0:17:00 2005 0:03:24 Constante Bajo Muy Alta Mantener
RECOMENDACIONESCOMPORTAMIENTO DE
LA CURVAREPARABILIDADFACTORES DE FALLAS
MTTR MÍNIMO MTTR MÁXIMO
PROMEDIO
MTTR – TG2MTTR – TG2
MTTR AÑO MTTR AÑO
Fallas Mecánicas 0:00:00 2004 34:19:00 2005 11:37:46Ascendente y Descendente
BajaDependiente del
tipo de falla
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control 0:33:34 2003 3:27:55 2006 1:19:35 Constante Bajo Alta Mantener
Fallas por Disturbio de Líneas 0:30:14 2003 1:29:14 2006 0:49:18 Constante Bajo Muy Alta Mantener
Fallas por caida de rayos en CTA 0:00:00 2003 0:00:00 2003 0:00:00 Constante Bajo Muy Alta Mantener
Fallas por Error de Operador 0:00:00 2003 0:25:00 2006 0:05:00 Constante Bajo Muy Alta Mantener
RECOMENDACIONESCOMPORTAMIENTO DE LA
CURVAREPARABILIDADFACTORES DE FALLAS
MTTR MÍNIMO MTTR MÁXIMO
PROMEDIO
CONCLUSIONES: MTBFCONCLUSIONES: MTBFMTBF – TG1MTBF – TG1
MTBF AÑO MTBF AÑO
Fallas Mecánicas 1752:00:00 2005 8760:00:00 2007 3767:45:36 Ascendente Alta Mantener
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control
673:50:46 2006 4380:00:00 2005 1555:32:00 Descendente Regular Mejorar
Fallas por Disturbio de Líneas 461:03:09 2007 1098:00:00 2004 865:17:00 Constante Bajo BajaFuerade nuestro
control
Fallas por caida de rayos en CTA 4380:00:00 2007 8784:00:00 2004 7888:48:00 Constante Alto Muy alta Mantener
Fallas por Error de Operador 8760:00:00 2003 8784:00:00 2004 8764:48:00 Constante Alto Muy alta Mantener
RECOMENDACIONESCOMPORTAMIENTO DE LA
CURVACONFIABILIDADFACTORES DE FALLAS
MTBF MÍNIMO MTBF MÁXIMO
PROMEDIO
MTBF – TG1MTBF – TG1
MTBF AÑO MTBF AÑO
Fallas Mecánicas 1752:00:00 2003 8784:00:00 2004 7363:12:00 Asecendente Muy alta Mantener
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control 625:42:51 2003 2928:00:00 2004 1937:08:34 Descendente Regular Mejorar
Fallas por Disturbio de Líneas 486:40:00 2007 1464:00:00 2004 1151:25:09 Constante Bajo RegularFuerade nuestro
control
Fallas por caida de rayos en CTA 8760:00:00 2003 8784:00:00 2004 8764:48:00 Constante Alto Muy alta Mantener
Fallas por Error de Operador 4380:00:00 2006 8784:00:00 2004 7888:48:00 Constante Alto Muy alta Mantener
RECOMENDACIONESCOMPORTAMIENTO DE
LA CURVACONFIABILIDADFACTORES DE FALLAS
MTBF MÍNIMO MTBF MÁXIMO
PROMEDIO
CONCLUSIONES: DISPONIBILIDADCONCLUSIONES: DISPONIBILIDAD
Dispon. AÑO Dispon. AÑO
Fallas Mecánicas 95.77% 2004 100.00% 2007 98.88% Ascendente Alta Mantener
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control 99.13% 2006 99.99% 2005 99.69% Constante Alto Muy Alta Mantener
Fallas por Disturbio de Líneas 99.88% 2005 99.95% 2003 99.93% Constante Alto Muy Alta Mantener
Fallas por Caída de rayos en CTA 99.94% 2006 100.00% 2003 99.98% Constante Alto Muy Alta Mantener
Fallas por Error de Operador 100.00% 2005 100.00% 2003 100.00% Constante Alto Muy Alta Mantener
RECOMENDACIONESCOMPORTAMIENTO DE LA
CURVADISPONIBILIDADFACTORES DE FALLAS
Dispon. MÍNIMA Dispon. MÁXIMA
PROMEDIO
DISPONIBILIDAD – TG1DISPONIBILIDAD – TG1
DISPONIBILIDAD – TG2DISPONIBILIDAD – TG2
Dispon. AÑO Dispon. AÑO
Fallas Mecánicas 98.64% 2003 100.00% 2004 99.65% Ascendente Muy Alta Mantener
Fallas Eléctricos, Instrumentos y Control 99.80% 2006 99.97% 2005 99.92% Constante Alto Muy Alta Mantener
Fallas por Disturbio de Líneas 99.86% 2006 99.96% 2003 99.92% Constante Alto Muy Alta Mantener
Fallas por Caída de rayos en CTA 100.00% 2003 100.00% 2003 100.00% Constante Alto Muy Alta Mantener
Fallas por Error de Operador 99.99% 2006 100.00% 2003 100.00% Constante Alto Muy Alta Mantener
RECOMENDACIONESCOMPORTAMIENTO DE LA
CURVADISPONIBILIDADFACTORES DE FALLAS
Dispon. MÍNIMA Dispon. MÁXIMA
PROMEDIO
CONCLUSIONES: Comparación CONCLUSIONES: Comparación con Otras Plantas de Generacióncon Otras Plantas de Generación
Comparación de la confiabilidad de
Planta Termoeléctrica con
Otras Unidades GT11N/NM/NMC/N1M
/N1MC
Fuente: ORAP Customer Report Prepared by: Strategic Power Systems Inc.
NOTA: La Central Termoeléctrica opera como planta de base, las plantas indicadas en el ORAP mayormente operan a condiciones de carga pico.
Comparación de la Confiabilidad con Otras Plantas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2004 2005 2006 2007 2008 2004 - 2008
Año
Co
nfi
abil
idad
(%
)
Aguaytia Power Plant All Other (33 Units) Fleet (35 Units)
CONCLUSIONES: Comparación con Otras Plantas de Generación
Comparación de la Disponibilidad con Otras Plantas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2004 2005 2006 2007 2008 2004 - 2008
Año
Dis
po
nib
ilid
ad
(%
)
Aguaytia Power Plant All Other (33 Units) Fleet (35 Units)
Comparación de la Disponibilidad de
Planta Termoeléctrica con
Otras Unidades GT11N/NM/NMC/N1M
/N1MC
Fuente: ORAP Customer Report Prepared by: Strategic Power Systems Inc.
NOTA: La Central Termoeléctrica opera como planta de base, las plantas indicadas en el ORAP mayormente operan a condiciones de carga pico.
RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES
La confiabilidad de ambas unidades debido a factores mecánicos está en un nivel alto, por ello se debe continuar con los programas de mantenimiento preventivo.
La confiabilidad de ambas unidades debido a factores eléctricos, instrumentos y control esta en un nivel regular, debido a las reiteradas fallas del sistema de control e instrumentación, no obstante las fallas son de periodo corto y debe tomarse acción para aumentar su confiabilidad. Este aumento de fallas esta asociada al envejecimiento de componentes y cableados que aumenta la vulnerabilidad con el tiempo. Nuestra Empresa recomenda la necesidad de migrar a una versión moderna del sistema de control que cuente con soporte técnico respectivo.
RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES La confiabilidad de ambas unidades debido a
factores humamos es muy alta, resultado de nuestros programas de entrenamientos por lo que se debe continuar dichos programas.
La confiabilidad de ambas unidades debido a factores de disturbios en las líneas de transmisión es regular, porque se presenta constantemente y son fenómenos que no están bajo control de nuestro equipo de operaciones y mantenimiento. Estos disturbios son provocados mayormente por descargas atmosféricas o caída de árboles sobre la línea de transmisión, los tiempos de reposición depende de la efectividad de los servicios de Operación y Mantenimiento que son responsabilidad de otra Empresa. Estos disturbios influyen en nuestra confiabilidad por que afectan la vida de componentes electrónicos por las sobre tensiones que se crean, también por los grandes cambios térmicos que provocan en el bloque térmico al salir de servicio nuestras unidades.