Как современные системы прогностики меняют стандарты безопасности и генерацию в целом.
Понятие безопасности в наши дни претерпело значительные изменения. Теперь уже недостаточно просто обеспечить своевременное обслуживание и грамотную схему эксплуатации сложного оборудования. Сегодня ответственное управление генерирующими мощностями требует от инженерного состава и руководства ТЭЦ не только контроля за текущим состоянием агрегатов, но и долгосрочного прогнозирования, способности предвидеть любые отклонения в их работе.
Непредвиденные технические сбои неизбежно приводят к убыткам, а в некоторых случаях к промышленным техногенным катастрофам, гибели людей и тяжелым экологическим последствиям – в результате аварии на генерирующем оборудовании Саяно-Шушинской ГЭС в 2009 г. погибло 75 человек, а материальные потери трудно исчислимы.
В.В. Путин и С.К. Шойгу на месте аварии. Саяно-Шушинская ГЭС.
Последствия аварии на Саяно-Шушинской ГЭС. Фото: Дмитрий Азаров / Коммерсантъ
Сложные системы, от работы которых зависит энергобезопасность целых регионов, требуют комплексного и современного подхода к эксплуатации. Долгосрочный прогноз параметров работы оборудования и планирование хода ремонтных работ, на основе его данных, позволят избежать подобных трагических ситуаций.
Внедрение промышленных IoT-решений, методов анализа на основе Big Data и нейронных сетей в прогнозирование работы оборудования, дают ответы не только на подавляющее число вопросов безопасности, но и помогают повысить эффективность, на порядок снизив эксплуатационные расходы.
Первой, и на сегодня единственной на российском рынке системой предиктивной аналитики, объединившей в себе указанные выше технологии, является система «Прана», разработанная компанией РОТЕК.
Система «Прана» не подменяет собой автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) генерирующих объектов, задача которой в оперативном управлении и регулировании. АСУ ТП доложит о проблеме только в случае ее наступления и превышения допустимых значений. «Прана» же в свою очередь обеспечивает долгосрочное прогнозирование состояния генерирующего оборудования, дожимных компрессоров, трансформаторов, котлов и газоперекачивающих агрегатов, способна выявить причины возможных поломок за несколько месяцев до потенциальной аварии.
Проект «Прана» стартовал в 2011 г. и уже через 3 года специалисты РОТЕК подключили к системе Владимирскую ТЭЦ-2, Ижевскую ТЭЦ-1, Кировскую ТЭЦ-3 и Пермскую ТЭЦ-9. Сегодня к «Пране» подключено в общей сложности 60 единиц оборудования в семи регионах России и паротурбинная установка в городе Павлодар (Казахстан).
Сигналы от оборудования ежесекундно и беспрерывно подаются на серверы «Праны». Для максимизации безопасности, система имеет защищенный периметр. Серверы на стороне заказчика соединены с центральным сервером Ситуационного центра системы с помощью промышленных маршрутизаторов, межсетевых экранов и защищенных каналов связи. Это означает, что на сами агрегаты по каналам системы повлиять физически невозможно. Контроль и управление работой генерирующих агрегатов осуществляет заказчик, получающий всю полноту информации о работе систем и рекомендации от экспертов круглосуточно работающего ситуационного центра «Праны». Таким образом ситуационный центр «Прана» и персонал заказчика на местах находятся в постоянном взаимодействии, а все параметры работы генерирующего оборудования дублируются на мобильное приложение руководителю и / или собственнику обслуживаемого объекта. С помощью удобного интерфейса он может контролировать работу всех систем, на которые установлены датчики «Праны», видеть в каком ключе эксплуатируется оборудование, кто где и как обеспечивает надежную работу предприятия. «Прана» это эффективный инструмент для предотвращения неполадок и внеплановых остановов, который позволяет избежать убытков от простоя оборудования, оптимизировать его эксплуатацию, заранее подготовиться к ремонтным работам, то есть, сэкономить значительные средства.
Точность математических алгоритмов системы «Прана» растет вместе с пополнением базы данных. Каждую секунду система анализирует технологические данные о работе более 3,2 ГВт генерирующих мощностей. Результаты аналитики используются для тренировки искусственных нейронных сетей – уже сегодня они в полностью автоматическом режиме самостоятельно выявляют наиболее распространенные причины отклонений. Кроме того, специалисты компаний-заказчиков получают доступ экспертному мнению коллег с других объектов, с которыми можно тут же организовать многопользовательскую конференц-связь и обсудить ситуацию с оборудованием.
Независимость от поставщиков оборудования – важное отличие «Праны» от зарубежных аналогов. Система способна работать с оборудованием любого производителя газовых и паровых турбин, генераторов, котлов-утилизаторов, дожимных компрессорных станций: General Electric, Siemens, Alstom, ABB, HRSG, BBS, Borzig, Howden, GEA Grasso GmbH, Istroenergo Group, «Электросила», ТКЗ «Красный котельщик», «ЗиО-Подольск», ООО «Белэнергомаш – БЗЭМ», «Текон», «Квинт».
Крупнейшие поставщики оборудования и запчастей так же предлагают системы предиктивной прогностики, но только для своей собственной продукции. В этой ситуации резонно предположить, что объективность выдаваемых данных и выгода для заказчика могут быть под вопросом – доктор и аптекарь тут выступают в одном лице.
Распределение температурных полей опорно-упорного подшипника паровой турбины.
В 2018 г. разработчики расширили функционал системы «Прана» с помощью дополнительных программных модулей. Каждый из них выполняет свою функцию и может подключаться при необходимости. Один из них автоматизирует учет остаточного ресурса узлов и агрегатов газовой турбины – все данные о пусках и остановах, а также информация о режиме эксплуатации записывается в профиль оборудования. Другой модуль предназначен для 3D-визуализации распределения температур в узлах оборудования в каждый момент времени. 3D-карта теплового поля стала наглядным инструментом, позволяющим упростить работу с большими данными и увидеть изменения любых двухмерных параметров и зависимостей во времени.
Безопасность и эффективность – эти два важнейших критерия приобретают новое звучание в условиях современных экономических вызовов и специфики работы в сложных условиях энергетической отрасли страны. У российской компании РОТЕК есть что предложить энергетикам в наступившем 2019 г.
