Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Monitoramento da condição de unidades motogeradoras em usinas termelétricas usando regras de Nelson
Autor(es): ABREU, Fernanda Mitchelly Vilas Boas
Primeiro Orientador: SILVA, Luiz Eduardo Borges da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: VILLA NOVA, Helcio Francisco
Resumo: A estrutura física das Usinas Termelétricas é formada por vários componentes, dentre eles se destacam os motores de combustão interna (MCI). Fundamentalmente, neste tipo de motor, como o próprio nome sugere, a energia é produzida através da queima do combustível no seu interior. Como essa geração de energia termelétrica se mantém constante durante o período de operação da usina, estes motores estão constantemente sujeitos a estresses, devido a diferentes fatores como por exemplo, número de partidas, carga média, variação de carga e temperatura ambiente. Consequentemente, isso ocasiona várias falhas como desgaste, vibração excessiva, aumento da temperatura, diminuição da eficiência energética, entre outras falhas. Devido a este contexto, sabe-se que esses motores podem não trabalhar em seu melhor rendimento e, consequentemente, existe a necessidade de um sistema de monitoramento contínuo para verificar as condições de funcionamento. Porém, na maioria das vezes, esses sistemas de monitoramento existentes apenas indicam se os parâmetros monitorados estão em não conformidade após a ocorrência de uma falha - não permitindo uma análise antecipada das condições de operação da máquina. Tendo conhecimento disso, neste trabalho, uma metodologia de análise preditiva de falhas no motor de combustão interna, baseada no Processo de Controle Estatístico e Regras de Nelson, é proposta de forma inédita para analisar, de maneira preditiva, as condições operacionais da máquina com base nos dados históricos do sistema supervisório da UTE. Com a finalidade de dar um apelo prático às análises realizadas neste trabalho, os dados operacionais utilizados são os históricos reais do ano de 2019, do motor de combustão interna modelo 18V46 (do fabricante Wärtsilä), que constituem a usina termelétrica em pauta. O mecanismo de análise é validado por meio de dois estudos de caso, sendo o primeiro uma comparação entre o grau de severidade da condição operacional da unidade geradora 5 e o evento de parada desta mesma unidade geradora no dia 01/08/19 e o segundo estudo de caso os apontamentos estatísticos do grau de severidade da unidade geradora 5, quando ela retorna da manutenção pós parada. Demonstra-se que os resultados obtidos com a metodologia proposta corresponderam adequadamente aos lançamentos do registro de turno, sendo eles a degradação de certos subsistemas da unidade motogeradora 5 até a ocorrência da sua parada em Agosto de 2019 - o que a torna uma ferramenta promissora tanto para a tomada de decisões sobre manutenções na planta de forma precoce, quanto para ajudar os operadores das máquinas a verificar se as máquinas que voltaram de manutenção estão em condições boas.
Abstract: The physical structure of Thermoelectric Power Plants is made up of several components, among which the internal combustion engines (MCI) stand out. Fundamentally, in this type of engine, as the name suggests, energy is produced by burning the fuel inside. As this generation of thermoelectric energy remains constant during the plant’s operating period, these engines are constantly subject to stress, due to different factors such as number of starts, average load, load variation and ambient temperature. However, most of the time, these existing monitoring systems only indicate whether the monitored parameters are non-compliant after a failure has occurred – not allowing an early analysis of the machine’s operating conditions. Knowing this, in this work, a methodology for early analysis of failures in the internal combustion engine, based on the Statistical Control Process and Nelson’s Rules, is proposed in an unprecedented way to analyze, in a predictive manner, the operating conditions of the machine based on in historical data from the UTE supervisory system. In order to give a practical appeal to the analyzes carried out in this work, the operational data used are the real records of the year 2019, of the internal combustion engine model 18V46 (from the manufacturer Wärtsilä), which constitute the thermoelectric plant in question. The analysis mechanism is validated through two case studies, the first being a comparison between the degree of severity of the operational condition of generating unit 5 and the shutdown event of this same generating unit on 08/01/19 and the second case study statistical notes on the degree of severity of generating unit 5, when it returns from post-shutdown maintenance. It is demonstrated that the results obtained with the proposed methodology adequately corresponded to the entries in the shift record, namely the degradation of certain subsystems of the motor generating unit 5 until its stop in August 2019 - which makes it a promising tool both for making early decisions about plant maintenance and for helping machine operators check whether machines that have returned from maintenance are in good condition.
Palavras-chave: Manutenção baseada em condição
Análises de falhas
Motores de combustão interna
Regras de Nelson
Controle estatístico de processo
Grau de severidade
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3954
Data do documento: 8-Nov-2023
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