Turbiinin säätö-, valvonta-, ja suojausjärjestelmät kannattaa ottaa osaksi ylläpitostrategiaa

14 syyskuu 2021, 12:32

Turbiinin säätö-, valvonta-, ja suojausjärjestelmät pääsevät usein ikääntymään huomaamatta, kunnes jonain päivänä vikaantuvat ja aiheuttavat häiriöitä tuotannossa. Voimalaitosten ohjausjärjestelmät tulisi nähdä taustalla toimivien tukijärjestelmien sijasta lisäarvoa ja rahaa tuottavana omaisuutena.

A man working at power plant checking the turbine's control and protective systems.

Toimivat ohjausjärjestelmät ovat tärkeä osa voimalaitoksen luotettavaa ja turvallista pyörivän laitteiston kokonaisuutta, mutta ne on helppo unohtaa silloin kun kaikki toimii kuten pitää eikä säätö- ja suojausjärjestelmissä ole sattunut mitään poikkeuksellista. Viat voivat olla hetkellisiä ja järjestelmä palautua itsestään – kunnes seuraavan häiriön sattuessa ohjausjärjestelmä vikaantuu lopullisesti. Tällöin yhteys muiden järjestelmien kanssa lakkaa toimimasta ja tuottavuus laskee. Vaikka vikaantumisen riskit toimintaan tiedostetaan, selkeiden kuntoa ja ikääntymistä arvioivien perusteiden puute pakottaa ohjausjärjestelmien kehittämisen ja uusimisen jatkuvasti "ensi vuoden talousarvioon".

Ohjausjärjestelmät eivät ole turbiini-generaattorilaitevalmistajien ydinliiketoimintaa, ja oman kannattavuusseurantansa näkökulmasta he tyypillisesti suosittelevat asiakasta vaihtamaan järjestelmän kokonaan, tai vain korvaamaan yksittäisiä vikaantuneita komponentteja. Järjestelmien huolto, kehittäminen ja jatkuva valvonta jääkin yleensä koneikon omistajalle, eikä laitevalmistaja tarjoa siihen tukea.

Omistajan on usein myös vaikea nähdä ohjausjärjestelmä tärkeänä kannattavuus-tekijänä – pyörivät päälaitteet tahkoavat tuotot eikä ohjausjärjestelmällä katsota olevan vaikutusta. Järjestelmien lisäarvon, ylläpitostrategian ja riskienhallintasuunnitelman esittäminen asianmukaisen budjetin saamiseksi on paljon vaikeampaa kuin käyttöikänsä päähän tulleen mekaanisen komponentin korvaaminen tai parannus, jonka takaisinmaksu on helposti todennettavissa konkreettisina tuottoina.

Ilman kohteeseen räätälöityä ohjausjärjestelmien ylläpitostrategiaa riski laitoksen luotettavuuden ja käytettävyyden heikkenemisestä kuitenkin kasvaa järjestelmien ikääntyessä. Esineiden internetin ja tekoälyn mahdollisuuksia ei myöskään osata vielä täysin hyödyntää. Tämä puolestaan ​​heikentää kilpailukykyä ja rajoittaa voimalaitoksen ansaintamahdollisuuksia, esimerkiksi osallistumisessa reservimarkkinoihin tai muiden käyttötapojen optimoinnissa, missä lopputuotteesta saadaan irti kaikki hyöty oli kyse sitten sähkön, höyryn tai lämmön tuotosta muihin prosesseihin.

Ohjausjärjestelmän modernisoinnilla saavutettavia hyötyjä:

  • Jatkuvalla kunnonvalvonnalla kiinni alkaviin vikoihin ja oikea-aikaiseen huoltoon Koneen elinkaaren vaiheen, kunnon ja kriittisyyden mukaan mitoitetulla mekaanisella ja sähköisellä kunnonvalvonnalla voidaan varmistaa päälaitteiden turvallinen käyttö ja havaita piilevät viat jo aikaisessa vaiheessa. Näin voidaan tehdä oikea-aikaisia päätöksiä kunnossapidon toimenpiteiksi ja välttää laitteiden ajamista vikatilaan.
  • Turbiinin säätö- ja suojausjärjestelmien integrointi laitostason järjestelmään Useimmiten laitevalmistaja toimittaa pääkoneistoon säätö- ja suojausjärjestelmän, joka on erillinen laitoksen muista prosessiohjausjärjestelmistä. Erillisten järjestelmien integrointi laitostason automaatiojärjestelmään helpottaa käytön ja kunnossapidon toimintaa ja lisää näkyvyyttä pyörivään laitteistoon oikea-aikaisten päätösten tueksi.
  • Tekoäly optimoimaan käyttöä Tekoälyn avulla voidaan jo nykyisin merkittävästi optimoida prosesseja jäte- ja biopolttovoimalaitoksissa, joissa polttoaineen laatu vaihtelee. Tekoäly antaa käytölle ohjeita siitä, millaisilla toimenpiteillä prosessia voidaan optimoida tai sille voidaan antaa valtuus suoraan vaikuttaa säätöjen optimointiin.
  • Alkuperäisten säätö- ja suojauslaitteiden modernisointi Vanhat säätö- ja suojaustoimilaitteet eivät yleensä täytä nykyisiä käytettävyys- ja turvallisuusvaatimuksia. Järjestelmien modernisoinnin yhteydessä on hyvä päivittää samalla myös päälaitteiden ohjauksesta vastaavat toimilaitteet sekä tärkeimmät mittaukset, jotta niistä ei muodostu esteitä uusien käyttötapojen ja luotettavuuden kehittämisessä.

Teolliset automaatiojärjestelmät ovat kehittyneet suurin harppauksin ja saatavilla on merkittäviä hyötyjä turvallisuuden, tuottavuuden ja omaisuuden käytön maksimoinnin osalta. Harmillisen usein nämä jäävät pitkän aikavälin huoltosopimuksessa huomiotta. Kaikki ohjausjärjestelmän osat, vanhentuminen, ylläpito ja omaisuuden optimointi, voidaan sisällyttää osaksi pitkäaikaista huoltosopimista. Näin varmistetaan tuottavuuden kannalta kriittisen omaisuuden asianmukainen ylläpito, riskienhallinta ja kehittäminen.

"Lähtökohtamme on, että emme tarjoa vakioratkaisuja vaan käymme asiakkaan kanssa tarpeen ja laitteiston kriittisyyden läpi ja tarjoamme siihen sopivan räätälöidyn palvelun, jolla luotettavuus ja käytettävyys voidaan varmistaa.”

Toni Loivakari, tuotepäällikkö, Fortum eNext

Lisätietoja asiantuntijaltamme:

A portrait picture of a man

Toni Loivakari

Senior Product Manager, Systems
Puhelin: 0400 139 545
toni [piste] loivakari [ät] fortum [piste] com

Turbiini-generaattoreiden ohjaus- ja suojausjärjestelmät