ODREĐIVANJE VREMENSKE PERIODE PREVENTIVNOG ODRŽAVANJA KOTLOVSKOG SISTEMA PP-990-255(P-64) U TE

GACKO, PRIMENOM FUNKCIJE POUZDANOSTI

Dragan Kalaba, Univerzitet u Prištini, Fakultet tehničkih nauka KM Dejan Čikara, Univerzitet u Prištini, Fakultet tehničkih nauka KM

Zoran Nadaždin, AD „Neimarstvo“ Trebinje Ivica Čamagić, Univerzitet u Prištini, Fakultet tehničkih nauka KM

e-mail:kalaban2002@yahoo.com, email:cikara@bitsyu.net,email:dekanat@drenik.net Abstract: The work presents exploitation research of kettle’s system PP 990-255 (P-64) which is installed in TE GACKO. Exploitation research, or analyses of stoppage in 2000 to 2006 year: they are not determined by their intensity, and function of reliability what enable us to determine period of preventive maintaining actions. These results which we get are confirmed by theoretic Vejbul’s distribution. Key words: kettles system, reliability, stoppage, preventive maintaining 1.UVOD Obezbeđenje pouzdanog rada kotlovskog sistema PP-990-255(P-64) (u daljem tekstu sistem) je složen zadatak jer zavisi od velikog broja komponenata. Da bi se došlo do određenih zakonitosti u ponašanju tih komponenti potrebna su obimna i dugotrajna istraživanja u fazi projektovanja, konstruisanja, izgradnji i eksploataciji. Obzirom da se sistem nalazi u eksploataciji, pouzdan rad ostvaruje se pre svega pravilnim rukovanjem i održavanjem. Stoga je i cilj ovoga rada da odredi vremenske periode za preventivne intervencije održavanja i tako svede broj i dužinu neplaniranih zastoja na minimum. Planiranje akcija preventivnog održavanja ostvareno je na osnovu istraživanja pouzdanosti sistema, odnosno primenom funkcije pouzdanosti sistema. 2.PROGRAM ISTRAŽIVANJA Istraživanje u osnovi predstavlja određivanje eksploatacione pouzdanosti sistema, a program istraživanja prikazan je šematski na slici 1.

Slika 1. Šema programa istraživanja

3. Opis i analiza sistema posmatranja Pod pojmom sistem u ovom radu podrazumevamo kotlovsko postrojenje tip PP-990-255(P-64) (slika 2), koje je namenjeno za rad u bloku sa turbinom tip K-300-240. Sistem sagoreva lignit toplotne vrednosti 1600-1980 kJ/kg sa direktnim ubrizgavanjem ugljene prašine. Prikaz sistema, u preseku, dat je na slic

Slika 2. Presek kotla PP 990-255 (P-64) instalisanog u TE-i Gacko

.

Glavne radne karakteristike sistema date su u tabeli 1.

Tabela 1:Glavne radne konstruktorske karakteristike sistema R.Br Naziv Veličina

1 Kapacitet po svežoj pari 990 t/h 2 Temperatura sveže pare 545°C 3 Pritisak sveže pare 250 bara 4 Protok sekundarne pare 800 t/h 5 Temperatura sekundarne pare na izlazu iz kotla 545°C 6 Pritisak sekundarne pare na izlazu iz kotla 39.2 bara 7 Temperatura sekundarne pare na ulazu u kotao 305°C 8 Pritisak sekundarne pare na ulazu u kotao 42 bara 9 Temperatura napojne vode na ulazu u kotao 274°C 10 Temperatura vazduha iza CVZ 324°C 11 Temperatura izlaznih gasova za CVZ 180°C 12 Koeficijent korisnog dejstva 87,5% 13 Dimenzije ložišta po osama cevi 10,46 x 22,46m 14 Dimenzije konvektivnih šahti 19,45 x 5,44m 15 Zapremina primarnog trakta 270 m³ 16 Zapremina sekundarnog trakta 120 m³ 17 Kapacitet ventilacionih mlinova 46 t/h 18 Maksimalna temperatura aerosmeše 160°C 19 Kapacitet mazutne dizne pri

Pmaz=5 bara i Ppare=2 Pmaz

1500 kg/h

Sistem predstavlja skup 6 podsistema pri čemu je veza podsistema u sistem redna (tabela 2) .

Tabela 2: Podsistemi sistema Podsistem Naziv Oznaka

na sl.3 Veza podsistema u

sistem 1 Snabdevanje napojnom vodom 1Rp Redna 2 Snabdevanje gorivom 2Rp Redna 3 Snabdevanje vazduhom 3Rp Redna 4 Cevni sistem 4Rp Redna 5 Odvođenje gasovitih produkata

sagorevanja 5Rp Redna

6 Odvođenje čvrstih produkata sagorevanja

6Rp Redna

Glavni delovi posistema i njihova veza u posistemu data je u tabeli 3.

Tabela 3:Glavni delovi podsistema Pods. Naziv dela

podsistema Kol.

Oznaka na slici 3. Veza u podsistemu

1 Pumpa vode Napojna pumpa

2 3

R1,R2 R3,R4,R5

1radi 1rezerva 1radi 2rezerva

2 Dodavač Mlin Gorionik Sistem za loženje mazutom

8 8 24 1

R7,R10,R13,R16,R19,R22,R25,R28 R8,R11,R14,R17,R20,R23,R26,R29 R9,R12,R15,R18,R21,R24,R27,R30 R6

Sis. radi sa 6 Sis. radi sa 6 Sis. radi sa 18 Redna

3 Ventilator svežeg vazduha Zagrejač vazduha Ventilator recikliranog vazduha

2 1 2

R31,R32 R33 R34,R35

1radi 1rezerva Redna 1radi 1rezerva

4 Cevni sistem ložišta Cevni sistem zagrejača vode Cevni sistem pregrejača pare

1 1 1

R36 R37 R38

Redna Redna Redna

5 Ventilator za odvođenja gasova sagorevanja Mehaničko otprašivanje Električno otprašivanje

2 1 1

R39,R40 R41 R42

1radi 1rezerva Redna Redna

6 Sistem za čišćenje ogrevnih površina, šljake i pepela Pumpe za transport pulpe Pumpe za bistru vodu

1 2 2

R43 R44,R45 R46,R47

Redna 1radi 1rezerva 1radi 1rezerva

Na osnovu prethodne analize moguće je odrediti strukturu sistema (blok dijagram) kao što je prikazano na slici 3.

4.PODELA I DEFINICIJA ZASTOJA Osnovna stanja sistema, stanje u radu i stanje u zastoju, uslovljeni su pogonskim, radnim, spoljnim i upravljačkim mehanizmima sistema, pri čemu stanje u radu rezultira vršenjem funkcije kriterijuma u granicama dozvoljenih odstupanja, a stanje u zastoju u delimičnom ili potpunom gubitku radne sposobnosti sistema, odnosno nesposobnosti sistema za vršenje postavljene funkcije kriterijuma u granicama dozvoljenih odstupanja. Zastoj u sistemu može nastupiti iz više razloga ali u ovom radu razmatraće se samo neplanirani zastoji na posmatranom sistemu. U tabeli 4, date su osnovne karakteristike neplaniranih zastoja našeg sistema. Tabela 4: Osnovne karakteristike neplaniranih zastoja sistema Vrsta Trajanje Uzrok Qt* Opis Cilj Ponudni remont

Zavisi od prirode kvara i traje dok se ne otkloni.

Kvar na opremi, havarija, neplaniran zastoj i nemogućnost rada sistema

0

Usled težeg kvara na opremi sistema, sistem ide obično u prinudni remont. Ponekad se to vreme koristi za obavljanje radova na drugim sistemima bloka

Otklanjanje kvara

Kvar na opremi i trenutno isključenje sistema, delovanjem tehnoloških zaštita

Od prirode kvara. Od par časova do par dana

Kvar na opremi i nemogućnost rada sistema

0

Kvar na opremi, blok se trenutno isključuje usled delovanja tehnoloških zaštita ili ručno i van pogona je dok se kvar na opremi ne otkloni

Otklanjanje kvara

Kvar i isključenje u pogodnom momentu ili kod pojave još nekog kvara

Od prirode kvara

Kvar na opremi ali nije potrebno trenutno isključenje i čeka se pogodan trenutak

≤Qt

Sitniji kvarovi koji mogu umanjiti snagu sistema ili ne. Čeka se pogodan momenat isključenja ili do pojave sledećeg kvara koji zahteva isključenje

Otklanjanje kvara

Nedostatak osnovnog goriva

Ne može se planirati

Isključenje bloka bez kvara

0

Sistem ne radi dok se ne obezbedi gorivo. Stajanje se obično koristi i kontroliše se oprema.

-

Raspad sistema, el. pražnjenje, obustava rada itd.

Ne može se planirati

Isključenje bloka sa ili bez kvara

0

Sistem ne radi dok se ne postignu uslovi za to.

-

*-Qt-tehnički kapacitet

Kod određivanja funkcije pouzdanosti nećemo uzimati u obzir neplanirane zastoje usled spoljnih uticaja, već samo neplanirane zastoje na delu sistema.

5.OSNOVNI IZVOR INFORMACIJA O ZASTOJIMA Obzirom da se istraživanje pouzdanosti bazira na eksploatacionim istraživanjima, bilo je potrebno za utvrđivanje stvarnih pokazatelja i karakteristika pouzdanosti, ući u posed svim relevantnim podacima o eksploataciji pomenutog postrojenja. Osnovni izvor informacija predstavljala je pogonska dokumentacija o zastojima koju poseduje TE Gacko(sl 3),a šematski prikaz informacionog sistema u TE Gacko prikazan je na slici 4. Zastoji TE-e Gacko u 2006. godini

Slika 3. Osnovni izvor informacija

Slika 4. Šematski prikaz informacionog sistema u TE Gacko: PTP-parno turbinsko postrojenje KP-kotlovsko postrojenje EP-generatorsko postrojenje ME-merni instrumenti(zaštita) DE-dežurni inžinjer RU-rukovodioc KO-komisija za analizu zastoja ETA-ekonomsko tehnička analiza termo elektrane TR-Upravni odbor-direktori EPRS-Elektro privreda RS MPS-Ministarstvo PS

Br. zast.

Izlazak sa mreze Povratak na mrezu Razlog zastoja datum vreme datum vreme

30.12.2005. god. u 06.01. Po nalogu Dispečera – potisnuti sa mreže 1 17.01. 18.01. Kvar na odšljakivaču 2 21.02. 23.02. Pucanje cevi u kotlu – NRD 1 (hladni levak)

3 01.03. 01.03. Ispad 400KV prekidača( uradila podfrekventna zaš.)

4 05.03. 07.03. Pucanje cevi u kotlu – ZPP B2 -1

5. OBRADA PODATAKA I REZULTATA ISTRAŽIVANJA Osobine i ponašanje svih tehničkih sistema, pa tako i našeg sistema, po svom karakteru su izrazito stohastičke veličine i procesi. Ovo predstavlja, kao što je istaknuto, jedno od bitnih obeležja koncepta pouzdanosti. To neposredno govori da su i sve informacije, koje se odnose na pouzdanost termoenergetskog postrojenja u TE–i Gacko i njegovih osnovnih komponenata slučajne veličine, koje podležu određenim zakonima verovatnoće. Zbog ovoga se obrada ovih informacija može obavljati samo uz pomoć statističke matematike. Potrebni podaci za određivanje eksperimentalnih karakteristika pouzdanosti i faktora pouzdanosti kao i njihove vrednosti, za ceo sistem, predstavljene su u tabeli 5, dok su grafički prikaz pouzdanosti i faktor pouzdanosti dati na slikama 5,6 i 7. Vremenski intervali rada u kojima su evidentirani svi podaci za zahtevanu obradu pouzdanosti i faktora pouzdanosti sistema i podsistema određeni su u trajanju od jedne godine, odnosno 7 800 časova rada (u vremenski interval od jedne godine nije uračunato vreme za godišnji remont – 960 šasova). - T – kalendarska godina; - Ti –1 – vreme na početku i – tog intervala; - Ti – vreme na kraju i – tog intervala;

- Tzi – ukupno vreme u zastoju i – tom intervalu; - Tri – ukupno vreme u radu u i – tom intervalu; Tri = (Ti-1 – T) – Tzi ; - Tsri – srednje vreme u radu u i – tom intervalu; Tsri = ;

- Tur – vreme ukupnog rada;

- Nni – broj zastoja u i – tom intervalu; - – kumulativni zbir zastoja u i – tom intervalu; - Nti – obrnuti kumulativni zbir zastoja u i – tom intervalu; - fi – gustina zastoja u i – tom intervalu; fi = Nni/ Nn; - Fi – nepouzdanost u i – tom intervalu; Fi = ; -Ri – pouzdanost u i – tom intervalu; Ri = 1- i

- λ i – intezitet zastoja u i – tom intervalu; λ i = .

Tabela 5. Vrednost eksperimentalnih karakteristika pouzdanosti i faktora pouzdanosti sistema . . . . Period

posmatranja Podsistem 2 - KOTAO

T (god

)

Ti-1 – Ti (h) (h)

Tzi (h)

Tri (h)

Tsri (h)

2000 0-7 800 174,40 7 625,20 1 950,00 4 4 105 0,038 1 0,038 1 0,977 6 51,3

2001 7 800-15 600 960,40 6 839,20 3 54,12 22 26 101 0,209 5 0,247 6 0,876 9 282,4

2002 15 600-23 400 655,00 7 145,00 520,00 15 41 79 0,142 9 0,390 5 0,916 0 192,3

2003 23 400-31 200 1 091,40 6 708,20 312,00 25 66 64 0,238 1 0,628 5 0,860 1 320,5

2004 31 200-39 000 436,40 7 363,20 780,00 10 76 39 0,095 2 0,723 8 0,944 1 128,2

2005 39 000-46 800 393,00 7 407,00 866,06 9 85 29 0,085 6 0,809 4 0,949 6 115,5

2006 46 800-54 600 873,20 6 926,40 390,00 20 105 20 0,190 5 0,999 9 0,888 1 256,4

Napomena: 164,37 predstavlja 164 časa i 37 minuta

Slika 5.Eksperimentalni oblik raspodele zastoja sistema

Slika 6. Eksperimentalni oblik raspodele gustine zastoja sistema

Slika 7. Eksperimentalni oblik funkcije intenziteta zastoja sistema

7.IZBOR TEORIJSKOG ZAKONA RASPODELE ZASTOJA Najviši nivo izlaznih informacija predstavlja utvrđivanje zakona raspodele posmatrane slučajne promenljive veličine. U ovom radu izbor zakona raspodele izvršen je grafičkim putem, odnosno pomoću Vejbulovog verovatnosnog papira, slika 8:

Slika 8.Vejbulova raspodela zastoja sistema. Na osnovu slike 8 određujemo:

η = 4,4 ⇒ η = 4,4 · 7800 = 34320 [h]

β = 1,6 ⇒ = 0,897

Tur = 30.785 [h]

Na osnovu određenih parametara η i β dobijenih grafičkim putem iz Vejbulovog dijagrama, zakon raspodele zastoja dat je izrazom:

( )897,0

343201 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−−=t

etF odnosno funkije pouzdanosti sistema je:

( )897,0

34320⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−=t

s etR

ZAKLJUČCI Obradom podataka i određivanjem eksperimentalnih i teoretskih karakteristika pouzdanosti dolazimo do sledećih zaključaka: 1.Funkcija pouzdanosti sistema određena je eksploatacionim istraživanjem i iznosi:

Rs=0,9161 Teoretska funkcija pouzdanosti sistema ima oblik

( )897,0

34320⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−=t

s etR 2.Zakon raspodele zastoja dat je izrazom

( )897,0

343201 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−−=t

etF Na osnovu zakona raspodele zastoja životni vek sistema iznosi

Tur=30.785 [ ]h

3. Na osnovu analize intenziteta zastoja planirane akcije preventivnog održavanja treba organizovati posle svakih 520 časova rada odnosno

Tsr=520 [ ]h REZIME Esploatacionim istraživanjem pouzdanosti sistema određen je zakon raspodele zastoja izrazom:

( )897,0

343201 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−−=t

etF Na osnovu zakona raspodele zastoja životni vek sistema iznosi:

Tur=30.785 [ ]h Planirane akcije preventivnog održavanja utvrđene su analizom intenziteta zastoja. Vreme preventivnih intervencija iznosi:

Tsr=520 [ ]h

LITERATURA [1] Tomić M., Adamović Ž., Pouzdanost u funkciji održavanja tehničkog sistema . Tehnička knjiga, Beograd, 1986. [2] Todorović J., Zelenović D., Efektivnost sistema u mašinstvu, N. Sad – Beograd, 1978. [3] Stanivuković D., Ivanović G.,Efektivnost tehničkih sistema , N. Sad – Beograd, 1978. [4] Kalaba D., Prilog određivanju uticaja tehničkih rešenja na raspoloživost parnih turbopostrojenja - Magistarski rad Beograd 1981. [5] Čupić B., Regulacija elektroprivrede i uspostavljanje elektroenergetskog tržišta za region Balkana , Trebinje, 2006 . [6] Elektroprivreda Republike Srpske , Ostvarenje elektroenergetskog bilansa Republike Srpske za 2006. godinu , Trebinje, 2007. [7] Termoelektrana Gacko, Opis i instrukcije za eksploataciju bloka 300 MNJ Gacko, 1986