Détection des fuites de tubes avec l'analyse prédictive

Une fois de plus, lors du Forum ARC India de cette année, le Silver Sponsor, STEAG Energy Services, une filiale du groupe allemand STEAG, a fait une présentation stimulante sur la manière dont de nouvelles solutions logicielles innovantes peuvent être utilisées pour améliorer les performances des actifs dans les centrales électriques mondiales. Le groupe STEAG - avec des filiales dans le monde entier - érige, exploite, entretient et modernise des centrales électriques. STEAG Energy Services India a été créé en 2001 et a son siège social à Noida.

L'année dernière, la présentation conjointe des représentants de l'entreprise était axée sur la "flexibilisation" - l'approche à plusieurs volets de l'entreprise en matière de systèmes, de processus et de procédures qui fusionnent efficacement l'énergie conventionnelle et renouvelable dans les réseaux électriques. La présentation de cette année par le Dr Tomasz Kaminski, directeur de projet, division des technologies système, STEAG Energy Services GmbH a avancé d'un cran et s'est concentrée sur un domaine de niche - l'analyse prédictive des fuites de tubes dans les générateurs de vapeur. Le Dr Kaminski et son équipe développent, mettent en service et maintiennent des solutions informatiques pour les centrales électriques dans le scénario de flexibilisation.

Points clés à retenir:

Le Dr Kaminski a expliqué comment l'entreprise met en œuvre des projets énergétiques très complexes conçus pour optimiser les coûts et le calendrier et tenir compte des conditions locales et techniques. Lors de l'optimisation des processus, STEAG garde à l'esprit la flexibilité globale et le mix énergétique (centrales à charbon, centrales à cycle combiné et actifs utilisant des sources d'énergie renouvelables) et les avantages économiques. Il a également mentionné que, après Fukushima, la société désactive toutes les centrales nucléaires pour se conformer à la politique allemande.

En Inde, des entreprises comme NTPC ont installé les systèmes de l'entreprise principalement pour surveiller l'efficacité de leurs unités. Avec la flexibilisation, les entreprises du secteur de l'électricité peuvent bénéficier d'un suivi à vie. Les simulateurs de formation des opérateurs, les outils thermodynamiques et les simulateurs de distribution et de transmission aident à rationaliser les processus et à réduire considérablement les coûts, a-t-il déclaré.

Passant à l'objet de sa présentation, le Dr Kaminski a montré une coupe transversale d'une chaudière avec de nombreuses surfaces de chauffage et des tubes qui s'étendent sur des kilomètres. Les tubes doivent supporter la chaleur des gaz de combustion, créés par la combustion du charbon, et les transporter jusqu'au générateur de vapeur. Les statistiques montrent que, chaque année, il y a entre 2 et 10 fuites de tube par unité, faisant de la défaillance du tube une cause fréquente de perte de disponibilité de l'énergie. À tout moment, une fuite de tube peut se produire, affectant gravement les opérations de la centrale électrique et provoquant des arrêts imprévus. Pour éviter des dommages secondaires sur les pièces sous pression telles que les tubes de paroi d'eau, les tubes de surchauffeur et les tubes de réchauffeur, les ingénieurs d'exploitation doivent constamment faire attention aux fuites. Les coûts encourus par les dommages consécutifs peuvent être très élevés car les réparations prennent du temps - cela signifie des pertes dans la vente de l'électricité produite.

Les principales causes de fuites de tubes sont la surchauffe, les soudures défectueuses, l'érosion et la corrosion interne. Selon le Dr Kaminski, la meilleure approche consiste à éviter les fuites de tube en premier lieu ; mais en raison de l'usure, ce n'est pas toujours possible, dit-il. L'approche standard consiste à évaluer le son provenant du tube via des capteurs sonores ; le microphone doit détecter ce sifflement et l'ordinateur doit déclencher l'alarme. La détection acoustique des fuites présente de nombreux défis : fausses alarmes, vérifications chronophages par des experts, retards et dommages consécutifs. Ensuite, il a parlé de la solution d'analyse prédictive de l'entreprise, étayée par des études de cas.

Dans ce contexte, le Dr Kaminski a présenté l'efficacité d'ALMA, l'outil avancé de surveillance des fuites et d'alerte de la société pour la génération d'alarmes. De nouvelles tendances et applications émergent dans cet espace, a-t-il déclaré. Par exemple, en fonction des sons générés et de l'environnement, un jumeau numérique peut être créé avec un réseau de neurones, qui générera une valeur sonore de référence et détectera les anomalies.

Des études de cas montrent une comparaison entre l'alarme par trois méthodes utilisées par les exploitants de centrales électriques où la méthode d'analyse prédictive a été installée :

Fuite des tubes du surchauffeur ; fuite des tubes de réchauffeur ; et dommages naissants des tubes du surchauffeur.

Ces problèmes ont été résolus par la surveillance continue de l'état et la détection des fuites de la chaudière grâce à l'analyse prédictive. Les avantages suivants ont été obtenus : soulagement du personnel d'exploitation lors de l'évaluation continue des données des microphones et économies de coûts en évitant les déclenchements de la chaudière, en évitant les dommages consécutifs majeurs et en réduisant les temps d'arrêt pour réparation.

Les avantages du déploiement de l'analyse prédictive pour détecter les fuites de tubes sont :

La présentation du Dr Kaminski au Forum indien de l'ARC a effectivement montré comment la mise en œuvre de l'analyse prédictive dans le secteur de la production d'électricité fournit un système d'alerte précoce pour détecter les changements de processus et les tendances en analysant les données opérationnelles disponibles. De nouvelles approches dans le secteur de l'énergie, telles que la flexibilisation, les simulateurs de formation des opérateurs et les jumeaux numériques rationalisent les processus industriels et améliorent l'efficacité opérationnelle. Les études de cas qu'il a fournies montrent clairement que le STEAG a fait des progrès significatifs dans cette direction.

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