天然ガス発電所:メンテナンスと信頼性のベストプラクティス

予測メンテナンス(PdM)

予測メンテナンスは、リアルタイムのデータと分析を活用して、発生前に故障を予測します。 テクニックには、振動解析、オイル分析、サーモグラフィー、および音響モニタリングが含まれます。 例えば、ガスタービンベアリングの振動スペクトルを分析することで、不均衡、不整列、またはベアリングの摩耗の早期兆候が明らかにできます。 同様に、オイル分析は、汚染や潤滑特性の劣化を検知できます。 機械学習アルゴリズムと組み合わせると、これらのデータストリームは警告をトリガーし、窓を中止することをお勧めします。

条件ベースのメンテナンス(CBM)

条件ベースのメンテナンスは、特定の条件のしきい値が侵害されたときにのみメンテナンスが実行されるPdMのサブセットです。例えば、熱交換器の加硫因子がセット限界を超えると、清掃作業がスケジュールされます。CBMは、部分の寿命を最適化し、不要な労働と材料コストを削減します。ガスタービン入口エアフィルターや蒸気タービンバルブなどの可変デューティサイクルを経験するコンポーネントには特に効果的です。

コンポーネント固有のメンテナンス戦略

天然ガス発電所は、何十もの重要なサブシステムで構成されています。 以下は、ガスタービン、HRSG、補助システムという3つの重要な分野のための詳細なメンテナンスの実践です。

ガスタービンの維持

ガスタービンは、単純サイクルと複合サイクルプラントのプライム・ムーバーです。そのホット・セクションは、極端な温度とストレスにさらされています。 主なメンテナンス活動は次のとおりです。

• 燃焼検査(CI):)8,000〜12,000時間(または同等の開始)、検査およびサービス燃焼ライナー、クロスファイアチューブ、燃料ノズル、トランジションピース。 摩耗した部品を交換して、燃焼安定性と低排出を維持します。
• []ホットガスパス検査(HGPI):[通常16,000〜24,000時間で、これは、最初の1段と2段のノズルとバケツ、シュラウドブロック、およびシールを検査することを含みます。 亀裂または酸化成分を修復または交換します。
• メジャーオーバーホール:[ 毎 32,000～48,000時間、タービンは完全に分解されます。 回転子ホウ素検査、バランス、およびすべてのホットセクションハードウェアの交換が行われます。 これは最も高価なイベントですが、タービンを近距離で新しい状態に戻します。
• 燃料システムケア:]]天然ガスのために、燃料ガススクリーンおよび弁の泡立つことは燃焼の不安定性を引き起こすことができます。 ガス制御弁および流量計の定期的な清掃と校正は不可欠です。 植物燃焼代替燃料(例えば、水素ブレンド)のために、材料のアップグレードが必要な場合があります。

熱回復蒸気発生器(HRSG)の維持

複合サイクルプラントでは、ガスタービンから排気熱を回収し、蒸気を発生させます。HRSGメンテナンスは、チューブの完全性、水化学、熱疲労管理に重点を置きます。

• 水化学制御:]は、腐食およびスケーリングを防ぐための適切なpHおよび伝導性レベルを維持します。 給水処理システムを使用して、定期的な化学分析を行います。 単一の化学的な設定は、チューブの故障と強制的な停電につながることができます。
• Tube 検査:]] 壁を薄く、凹むこと、または過熱管で割れることを検出するために、渦電流テスト(ECT)または放射状物質を使用する。 破裂する前に、任意の欠陥セクションを置き換えます。
• [熱疲労緩和:[]急速な開始および停止はHRSGの管およびヘッダーの溶接の熱疲労を引き起こすことができます。制御された始動の傾斜を実装し、過度の風邪の開始を避けて下さい。熱循環を減らすためにバイパスの積み重ねを加えることを考慮して下さい。
• [] 洗浄および残骸の取り外し:[[ Sootblowersおよび水洗浄は管の表面からの沈殿物を取除くことができます。 バックプレッチャか熱伝達の性能データに基づくスケジュールのクリーニング。

補助・バランス・オブ・プラントシステム

• 冷却塔:[]] 充填メディア、漂流除去器、ファン、およびベアリングの検査。 循環水を治療して、バイオ燃料やスケーリングを防ぐ。 季節的な清掃とモーター潤滑を実行します。
• ジェネレータ:]] モニターステータの風化温度、水素冷却システム純度、ブラシ摩耗(該当する場合)。 部分放電解析と水素漏れチェックを実行します。
• 圧縮機とポンプ:[ メカニカルシール、カップリング、ベアリングをチェックします。 直線チェックと振動監視を実行します。 5〜10年ごとに大きなオーバーホールを計画します。
• 排出制御システム:]]]選択式触媒還元(SCR)システムは、定期的な触媒検査とアンモニア注射ノズル検査を必要とします。 連続放出監視システム(CEMS)は、規制要件ごとに校正する必要があります。

先端技術による信頼性向上

従来のメンテナンスを超えて、現代のデジタルツールは、信頼性を飛躍的に向上させます。これらの技術により、オペレータは反応から積極的な管理に移行することができます。

デジタルツインとシミュレーション

高度な制御システムとオートメーション

高度なプロセス制御(APC)アルゴリズムを備えた近代的な分散制御システム(DCS)は、植物のセットポイントを継続的に最適化し、効率と排出を最適化します。 自動化は、誤った燃料バルブなどのマイナーな障害をキャッチし、人間の介入なしでそれらを補正することができます。 単一ループコントローラは、複数の変数を同時にアカウントにモデル予測制御(MPC)に置き換えることができます。 これは、オペレータのワークロードを減らし、機器の摩耗につながる一時的なセットアップを最小限に抑えます。

リモート・モニタリング センター

多くのOEMおよびサードパーティサービスプロバイダは、フリート・ワイド・データ24 / 7を監視するリモート・モニタリング・センターを提供しています。アナリストは、同様のユニット間でパフォーマンス・メトリックを比較する異常を検出します。例えば、排気ガス温度スプレッドの急上昇は、燃焼の問題を示すことができ、リモート・診断レビューを促します。オペレータは、問題が出力される前に、しばしば、推奨される行動を警告します。このサービスは、オンサイトエンジニアリングスタッフの限られた植物にとって特に価値があります。

信頼性メトリックとパフォーマンス監視

改善を維持するためには、工場チームは、業界の平均に対する主要な信頼性メトリックとベンチマークを追跡しなければなりません。 一般的なメトリックには、次のものが含まれます。

• []相当の空室率(EAF):[]])生成する時間の割合(部分的な停電のカウント)。 近代的な複合サイクルプラントのターゲットEAFは92%以上です。
• 強制停電率(FOR):[) 必要なときにユニットがサービスを無効にする確率。 最良のレベルの植物は2%未満で達成します。
• [ 障害(MTBF):[]間の平均時間。 積極的なメンテナンスによるMTBFの増加により、計画外のコストが削減されます。