Zarządzanie majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni i … · Inżynieria świadczy usługi na...

grudzień 2011 www.energetyka.eu strona 803 (13)

Na przestrzeni ostatnich kliku lat obserwujemy pro-ces konsolidacji podmiotów gospodarczych działających w energetyce w Polsce. Dotychczas niezależne spółki akcyj-ne należące do Skarbu Państwa weszły w skład powstałychholdingów bądź koncernów energetycznych, powstały: Pol-ska Grupa Energetyczna (PGE), TAURON, ENERGA, ENEA.Także niektórzy inwestorzy zagraniczni podjęli decyzje o przeprowadzeniu działań centralizacyjnych. Wzrost konku-rencji na polskim rynku energii elektrycznej wywarł takżeniewątpliwy wpływ na przyspieszenie tych działań.

Zmiana modeli organizacyjnych stawia nowe pytanieprzed służbami technicznymi grup energetycznych: „W jakisposób zarządzać w skali grupy majątkiem elektrowni czyelektrociepłowni, w tym przede wszystkim majątkiem pro-dukcyjnym?”

W niniejszym referacie autorzy przedstawiają założenia,organizację, zadnia i odpowiedzialność oraz doświadczenia

po roku działalności po przeprowadzeniu centralizacji służbinżynieryjnych w Grupie EDF Polska.

Grupa EDF Polska

W skład Grupy EDF Polska wchodzi siedem spółek ener-getycznych obejmujących dziesięć zakładów wytwórczychlub dystrybucyjnych: Elektrownia Rybnik S.A., Elektro-ciepłownie Wybrzeże S.A. (EC Gdańsk, EC Gdynia), KOGE-NERACJA S.A. (EC Wrocław, EC Czechnica, EC Zawidawie),Elektrociepłownia Kraków S.A., Elektrociepłownia ZielonaGóra S.A., CERGIA S.A., PEC Tarnobrzeg S.A. Łączna moczainstalowana elektryczna przekracza 3 tys. MW, moc ciepl-na 4 tys. MW. W grupie zainstalowano całe spektrum urzą-dzeń wytwórczych poczynając od bloków kondensacyjnych225 MW w Elektrowni Rybnik opartych na kotłach OP650 i zmodernizowanych turbinach serii 13K215 MW po układy

Szanowni Państwo

Podczas tegorocznego XIII Sympozjum DIAGNOSTYKA I REMONTY URZĄDZEŃ CIEPLNO-MECHANICZNYCH ELEKTROWNIwygłoszono wiele ciekawych referatów, z których część zasługuje na to, aby dać szansę zapoznania się i z ich treścią także tym,którzy nie mogli wziąć w nim udziału.

Opublikowane w niniejszym Biuletynie referaty przedstawiają zarówno w najciekawszy – naszym zdaniem – sposób wiodą-cą tematykę tegorocznego Sympozjum, tj. usytuowanie diagnostyki w centrach zarządzania grup energetycznych, jak i przedłu-żanie czasu pracy urządzeń energetycznych oraz podnoszenie efektywności produkcji.

Życzymy przyjemnej lektury oraz zapraszamy do zapoznania się z szerszą relacją z XIII Sympozjum na stronach niniejszegowydania „Energetyki”.

Jerzy Dobosiewicz & Jerzy Trzeszczyński

Jacek Chudy, Piotr Oberc, Eugeniusz MoskalEDF Polska CUW Sp. z o.o.

Zarządzanie majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni i elektrociepłowni

poprzez centralizowanie działalności inżynieryjnej

Production assets management of power plants and CHP plants by centralizing engineering activities

kolektorowe oparte na kotłach rusztowych typoszeregu ORczy ciepłowniczych kotłach wodnych. Łącznie w grupie za-instalowanych jest 21 bloków energetycznych, 61 kotłów, 27 turbozespołów. Liczby te, obrazują z jaką skalą, z jaką roz-piętością urządzeń musiały zmierzyć się powstające central-ne służby inżynieryjne.

Odpowiadając na zmiany zachodzące w obszarze ener-getyki Grupa EDF Polska w 2009 roku zdecydowała o rozpo-częciu prac nad centralizacją pewnych obszarów działalno-ści i stworzeniem Centrum Usług Wspólnych, które miałobyświadczyć usługi na rzecz spółek energetycznych Grupyoraz stanowić podstawę do dalszego rozwoju w Polsce.Podjęto decyzje o centralizacji obszarów: finansowego, in-formatyki, logistyki – zakupów oraz inżynierii. Powołano zes-pół projektowy z podprojektami w każdym z wyżej wymie-nionych obszarów.

Po około półtorarocznej pracy w dniu 1 lipca 2010 rokurozpoczęło w EDF Polska Sp. z o.o. funkcjonowanie Cen-trum Usług Wspólnych, w skład którego weszły: DyrekcjaInżynierii, Dyrekcja Zakupów i Logistyki, Dyrekcja Finansówi Dyrekcja Informatyki.

Główne obszary odpowiedzialności

Inżynieria świadczy usługi na rzecz podmiotów w Grupiena podstawie podpisanych umów handlowych o świadcze-niu usług inżynieryjnych. Umowy te w sposób precyzyjnyokreślają zakres działania Inżynierii, jej kompetencje i odpo-wiedzialność oraz wskaźniki oceny świadczenia usług.

Właścicielem majątku pozostały spółki wytwórcze (funk-cje tą sprawują Dyrekcje techniczne spółek).

Działalność Inżynierii skupia się na rozwoju i utrzymaniumajątku produkcyjnego począwszy od oceny jego stanu,prognozy jego funkcjonowania w perspektywie krótko-,średnio- i długoterminowej, poprzez planowanie – tworze-nie planów remontów, inwestycji oraz harmonogramówodstawień, po realizację zadań planowych: remontów kapi-talnych, średnich, zadań inwestycyjnych. Inżynieria odpo-wiedzialna jest za przeprowadzenie prac przy zachowaniujakości wykonania, terminowości oraz zgodnie z zaplanowa-nym budżetem.

Główne zadania inżynierii:● optymalizacja majątku produkcyjnego Grupy, ● określenie strategii utrzymania istniejącego majątku,● realizacja zadań związanych z rozwojem majątku (np.

nowe źródła, instalacje ochrony środowiska),● planowanie i realizacja zadań remontowych gwarantują-

cych jego niezawodność i efektywność,● planowanie i realizacja zadań inwestycyjnych w celu

poprawy efektywności,● przygotowanie planów i harmonogramów odstawień

jednostek produkcyjnych,● optymalizacja budżetów inwestycyjnych i remontowych,● wsparcie dla służb technicznych spółek w zakresie pro-

dukcji i bieżącego utrzymania.Służby techniczne spółek odpowiadają za bieżącą eks-

ploatację – prowadzenie procesu produkcyjnego, bezpie-czeństwo oraz przeprowadzenie bieżących napraw. Usu-wanie usterek pozostawiono w kompetencji służb technicz-nych spółek – nadzoru. Funkcje bezpośredniego nadzorunad pracami pozostawiono w strukturze spółek.

grudzień 2011strona 804 (14) www.energetyka.eu

Rys. 1. Organizacjie w Grupie EDF Polska

Rys. 2. Podział

odpowiedzialności pomiędzy

Spółkę i Inżynierię


Obszar działania, struktura, metody pracy inżynierii

W celu realizacji przedstawionych powyżej zadań stwo-rzona została Inżynieria w układzie jednostki centralnej(Centrala) oraz powołano Oddziały Inżynierii działające przyelektrowniach i elektrociepłowniach Grupy.

Rolą Centrali jest współudział w przygotowaniu i realiza-cja dużych zadań rozwojowych (nowe źródła, duże zadaniaz zakresu ochrony środowiska, nowe instalacje, ...) standa-ryzacja urządzeń i instalacji oraz metod działania, koordyna-cja działań w obszarze organizacji i techniki, wsparcie i roz-wiązywanie istotnych problemów w obszarze remontów czyeksploatacji.

Oddziały skupiają się na utrzymaniu istniejącego mająt-ku: realizacja odstawień planowych (remonty kapitalne,średnie), przygotowanie bieżącego utrzymania oraz prowa-dzenie zadań modernizacyjnych.

W skład Centrali inżynierii wchodzą cztery działy: DziałZarzadzania Projektami, Dział Urządzeń i Instalacji, Dział

Procesów Technologicznych, Dział Badań i Rozwoju. Po-dane schematy obrazują strukturę oraz odpowiedzialnościposzczególnych komórek organizacyjnych.

Jako podstawową metodę pracy wprowadzono systemprojektowy. Wszystkie zadania prowadzone przez Inżynierię(Centrala, Oddziały) realizowane są w strukturach projektu z powołanym Kierownikiem projektu oraz zespołem projek-towym. W jego skład wchodzą przedstawiciele Centrali i Oddziału Inżynierii oraz nadzór ze spółek. Na kierownikachprojektu spoczywa odpowiedzialność za realizacje prac, ichjakość, dotrzymanie budżetu, terminu. Z postępu prac ra-portuje on do Dyrektora technicznego spółki i Inżynierii.Planowe odstawienia bloków realizowane są także w ukła-dzie projektowym. W trakcie przygotowania do realizacjidużych inwestycji rozwojowych, np. budowa nowych insta-lacji wytwórczych, Inżynieria współpracuje z Dyrekcją Roz-woju EDF Polska, która to prowadzi analizy biznesowe. RoląInżynierii w tym procesie są analizy techniczne oraz przygo-towanie do realizacji zadań. Realizacja odbywać się będziepod kierunkiem Inżynierii.

Rys. 3. Schemat organizacyjny Inżynierii Rys. 4. Schemat organizacyjny Centrali Inżynierii

Rys. 5. Główne zadania realizowane przez poszczególne Działy w Centrali Inżynierii

Rys. 6. Przykładowy schemat organizacyjny Oddziału Inżynierii


Doświadczenia po pierwszym roku działalności

Powstanie jednej jednostki inżynieryjnej dla całego ma-jątku produkcyjnego Grupy pozwoliło na inne, niż miało do-tychczas miejsce, podejście do analizy i prognozowaniastanu majątku. Umożliwiło stosowanie jednolitego podej-ścia dla wszystkich urządzeń i instalacji w skali Grupy.Wiosną tego roku w Inżynierii rozpoczęto prace nad Projek-tem LIFETIME, który w konsekwencji ma doprowadzić doprognozy utrzymania instalacji oraz określenia koniecznychdo wykonania zadań w sferze remontów i inwestycji dlautrzymania dyspozycyjności jednostek produkcyjnych w perspektywie długookresowej, tj. do roku 2035 lub350/300 tys. h pracy. Projekt ten jest działaniem wieloletnimopartym na obecnej wiedzy na temat stanu technicznegourządzeń, obecnych uwarunkowaniach prawnych, w tymuwarunkowań środowiskowych. Istotną częścią tego projek-tu jest ocena stanu, diagnoza i prognoza stanu urządzeń, w tym elementów krytycznych. Projekt obejmuje wszystkiezakłady produkcyjne grupy z całym spektrum urządzeń: tur-bozespoły, kotły, ale także urządzenia pomocnicze i pozablo-kowe. Projekt ten staje się bazą do nowego podejścia doplanowania. Powstanie Inżynierii oraz prowadzenie ProjektuLIFETIME umożliwiło po raz pierwszy na tworzenie spójnychdla wszystkich zakładów w Grupie planów inwestycyjnych i remontowych opartych na wspólnej polityce remontowejoraz bazie jednolitych kryteriów.

Powołano do życia inwestycyjne projekty wspólne dlakilku elektrowni i elektrociepłowni gwarantując w ten spo-sób spójność przeprowadzanych na etapie przygotowaw-czym analiz, kryteriów i w konsekwencji docelowych rozwią-zań technicznych.

Przykładami takich działań są projekty z obszaru oczysz-czania spalin. Współpraca pomiędzy Dyrekcją Rozwoju i Centralną Inżynierii skutkuje jednolitym podejściem w trak-cie prowadzenia analiz biznesowych dla zadań rozwojo-wych.

W obszarze utrzymania – modernizacji i remontów Inży-nieria jest platformą wymiany doświadczeń na temat nowostosowanych technologii, standaryzacji metod działania,gromadzenia wiedzy technicznej w wyniku analiz stanu ma-jątku (np. diagnostyki) czy awarii i usterek. Pozwala to naanalizę zjawisk nie tylko w skali jednej elektrowni, ale znacz-nie szerszą. Przykładem takich działań może być określeniewpływu współspalania biomasy na dyspozycyjność urzą-dzeń.

Powołano Zespoły Branżowe skupiające specjalistów z Centrali i Oddziałów odpowiedzialnych za daną branżę (np.Zespół ds. urządzeń wirnikowych). W trakcie cyklicznychspotkań są one platformą określania wspólnych projektów,standaryzacji oraz analiz zdarzeń (awarie, usterki).

Pierwsze przeprowadzone przetargi dla kilku podmiotówGrupy pokazują ich efektywność.

Mówiąc o doświadczeniach po roku działalności trzebapodkreślić także bardzo szybki wzrost kompetencji pracow-ników Inżynierii zarówno w Centrali jak i w Oddziałach.Wydaje się, że jest to skutek szybkiego, naturalnego przepły-wu informacji technicznej związanej z nowymi doświadcze-

niami, ale także z analizą zdarzeń awaryjnych i innych incy-dentów technicznych.

W pierwszym roku działalności pojawiły się także proble-my w działaniu nowych struktur. Pierwszy z nich to wynikrównoczesnej głębokiej restrukturyzacji innych obszarów:Zakupów i Logistyki, Finansów czy Informatyki. Wszystkie teobszary w jednym czasie zmieniły zasady funkcjonowania,czego skutkiem były nowe procedury postępowania.Utrudniało to w znaczny sposób funkcjonowanie w tychpodstawowych, zazwyczaj stabilnych, obszarach. Równo-cześnie z tymi zmianami zaczęto wprowadzać nowy sys-tem informatyczny oparty na oprogramowaniu SAP. Spo-wodowało to także dodatkowe utrudnienia organizacyjne.Efektem tego, w pierwszym etapie, było poświęcanie dużoczasu i energii na aspekty organizacyjne. Po roku może-my powiedzieć, że praktycznie problemy te przestały byćistotne.

Kolejnym problemem pierwszego roku działalności byłowypracowanie spójnego standardowego podejścia do oce-ny stanu i metod utrzymania urządzeń wytwórczych, tj: pro-gramów remontowych czy diagnostycznych dla grup urzą-dzeń. W tym obszarze zauważamy konsekwencje wielolet-niej samodzielnie prowadzonej polityki przez służby tech-niczne spółek. Obecnie obszar ten jest poddawany analizie,identyfikowane są w nim najlepsze doświadczenia, na baziektórych planowane jest wprowadzenie docelowych rozwią-zań dla Grupy. Proces ten wymaga niekiedy zmiany wielolet-nich przyzwyczajeń specjalistów technicznych czy inspekto-rów nadzoru.

Powołanie jednej jednostki inżynieryjnej doprowadziłodo określenia jednoznacznej odpowiedzialności w grupieelektrowni i elektrociepłowni za majątek produkcyjny,począwszy od określenia jego stanu (diagnoza), określeniajego żywotności technicznej czy ekonomicznej (prognoza)poprzez zbudowane na tym fundamencie planowanie, porealizację nowych inwestycji czy remontów mających nacelu jego utrzymanie.

Inżynieria gwarantuje jednolite podejście do powyżejwskazanych obszarów niezależnie od lokalizacji urządzeń i instalacji oraz pozwala na realizację zadań na bazie najlep-szej wiedzy i doświadczeń grupy.


Vattenfall Heat Poland S.A. jest Spółką, w skład którejwchodzą następujące źródła zlokalizowane na terenie mias-ta stołecznego Warszawy i w najbliższej okolicy:● Elektrociepłownia Siekierki o mocy elektrycznej zainsta-

lowanej 620 MW oraz cieplnej 2078 MW;● Elektrociepłownia Żerań o mocy elektrycznej zainstalo-

wanej 386 MW oraz cieplnej 1580 MW;● Elektrociepłownia Pruszków o mocy elektrycznej zainsta-

lowanej 9,1 MW oraz cieplnej 186 MW;● Ciepłownia Kawęczyn o mocy cieplnej zainstalowanej

465 MW;● Ciepłownia Wola o mocy cieplnej zainstalowanej 465 MW.

Mając na uwadze powyższe należy uznać, że opisane w referacie zagadnienia są zbieżne z jednym z celów konfe-rencji, którym jest omówienie zagadnień organizacyjnych w zarządzaniu majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni.

Struktura organizacyjna Spółki

Struktura organizacyjna Spółki przed prywatyzacją

Przed prywatyzacją, która nastąpiła w 2000 roku, w składSpółki noszącej wówczas nazwę Elektrociepłownie War-szawskie S.A. (EW S.A.) wchodziły następujące jednostkiorganizacyjne (j.o.):● Zakład Zespół Elektrociepłowni Żerań składający się

z Elektrociepłowni Żerań, Elektrociepłowni Powiśle, Elek-trociepłowni Pruszków i Ciepłowni Wola,

● Zakład Elektrociepłownia Siekierki,● Zakład Elektrociepłownia Pruszków II w budowie,● Zakład Elektrociepłownia Kawęczyn.

Aktualna struktura organizacyjna Spółki

W aktualnej strukturze organizacyjnej Vattenfall Heat Po-land S.A. występują dwa zakłady;● Zakład Elektrociepłownia Siekierki i Ciepłownia Kawęczyn;● Zakład Elektrociepłownia Żerań i Źródła Lokalne (Cie-

płownia Wola i Elektrociepłownia Pruszków).

Zarządzanie majątkiem Spółki przed prywatyzacją

Remonty i utrzymanie ruchu

W każdej z wymienionych jednostek organizacyjnych (z wyłączeniem Zakładu Elektrociepłownia Pruszków IIw budowie) występowały komórki organizacyjne zajmujące

się remontami. W przypadku Zespołu Elektrociepłowni Że-rań i Elektrociepłowni Siekierki były to komórki w randzePionu Remontów, natomiast w pozostałych Zakładach w randze Wydziału. Komórki te skupiały specjalistów zajmu-jących się organizacją, przygotowaniem oraz nadzorowa-niem wykonania wszystkich remontów realizowanych sys-temem zleconym (przez firmy zewnętrzne). Jednocześnie w strukturach, praktycznie wszystkich wydziałów w każdymZakładzie, znajdowały się wydziały remontowe zajmującesię utrzymaniem ruchu, tzn. wykonywaniem prac konserwa-cyjnych, usuwaniem usterek oraz wykonywaniem remon-tów bieżących. W skład tych wydziałów wchodziły brygadymonterów i spawaczy wyposażone w warsztaty i narzędziado wykonywania ww. prac

Inwestycje

Zadania inwestycyjne były planowane, przygotowywanei realizowane w ramach Pionów Inwestycji w poszczegól-nych jednostkach organizacyjnych, którymi kierowali dyrek-torzy ds. inwestycji. Natomiast w strukturach Zarządu EW S.A. dyrektor ds. inwestycji kierował komórką organiza-cyjną, która kompletowała, oceniała i przygotowywała dozatwierdzenia Radzie Nadzorczej plany inwestycyjne przy-gotowane przez jednostki organizacyjne. Komórka ta śledzi-ła wykonanie inwestycji, realizację planowanych nakładóworaz przygotowywała dla Zarządu EW S.A. dokumenty zwią-zane z realizacją inwestycji.

Zarządzanie majątkiem Spółki po prywatyzacji

W rok po prywatyzacji wdrożono nową strukturę organi-zacyjną Spółki opartą na koncepcji oddzielenia poziomustrategicznegood poziomu podstawowego i pomocniczego.Planowanie, przygotowanie i realizację inwestycji zlokalizo-wano na poziomie strategicznym, planowanie i przygotowa-nie remontów na poziomie podstawowym, a realizację re-montów i utrzymania ruchu na poziomie pomocniczym.

Remonty i utrzymanie ruchu

W ramach procesu restrukturyzacji Spółki po prywatyza-cji, pracownicy Spółki zatrudnieni przy wykonywaniu praczwiązanych z utrzymaniem ruchu w strukturach wydziałówprodukcyjnych we wszystkich Zakładach oraz część specja-listów zajmujących się planowaniem, przygotowaniem orazrealizacją remontów zatrudnionych w dotychczasowych

Lech Bojek, Bogusław ŻabowskiVattenfall Heat Poland S.A.

Proces restrukturyzacji obszaru zarządzania majątkiem na przykładzie VHP S.A.

Process of reorganization the area of the assets management on the example of VHP S.A.


Pionach i Wydziałach Remontów została przeniesiona do cen-tralnego Pionu Remontów. Pion ten pełniąc funkcję usługowąwobec Zakładów Produkcyjnych, zajmował się realizacją dzia-łań związanych z utrzymaniem ruchu (konserwacje, usuwanieusterek, remonty bieżące) oraz realizacją niektórych remon-tów planowych. Wprowadzone zostały także elementy rynkuwewnętrznego pomiędzy Pionem Remontów i ZakładamiProdukcyjnymi. Pion Remontów przygotowywał dla ZakładówProdukcyjnych oferty na wykonanie usług, które po negocja-cjach zlecały wykonanie prac, które były wirtualnie rozliczanefinansowo. W strukturach zakładów produkcyjnych VattenfallHeat Poland S.A. pozostały grupy specjalistów do przygoto-wania, nadzoru nad realizacją oraz rozliczenia finansowegoremontów planowych i utrzymania ruchu.

W początkowym okresie restrukturyzacji EW S.A. plano-wanie i realizacja zadań remontowych i serwisowych od-bywała się wyłącznie na poziomie lokalnym (w Zakładach) w ramach przydzielonego budżetu. Nie istniała, na poziomiecentralnym, komórka organizacyjna, której zadaniem byłabyoptymalizacja planu i budżetu remontowego w ramach całejSpółki. Każdy Zakład Produkcyjny opracowywał własne planyi kryteria określania potrzeb remontowych.

W celu optymalizacji kosztów remontowych na poziomieSpółki utworzono w Departamencie Strategii Wydział Plano-wania Remontów i Analiz Technicznych, którego główne za-dania były następujące:● analiza stanu technicznego podstawowych urządzeń pro-

dukcyjnych; ● opiniowanie zakresów planów remontowych przygotowy-

wanych przez Zakłady Produkcyjne pod kątem optymalne-go wykorzystania środków finansowych i zastosowanychrozwiązań technicznych w ramach Spółki;

● ustanawianie standardów technicznych i jakościowych dlazadań remontowych i modernizacyjnych;

● tworzenie rocznych i wieloletnich rzeczowo-finansowychplanów remontowych w Spółce w uzgodnieniu z Dyspo-zytornią i Zakładami Produkcyjnymi;

● koordynacja planów remontów z planami modernizacyj-nymi i inwestycyjnymi;

● monitorowanie realizacji planów remontowych pod wzglę-dem rzeczowo-finansowym – optymalizacja kosztów re-montów;

● wnioskowanie i koordynacja badań technicznych i diagno-styki urządzeń produkcyjnych w Spółce;

● przygotowywanie dokumentacji technicznej do przetar-gów i uzgodnienia z oferentami;

● współpraca z innymi jednostkami w zakresie badań i roz-woju.Po około półtorarocznej działalności w strukturach Vatten-

fall, na bazie Pionu Remontów przekształconego w Zakład Re-montów, została utworzona spółka ze 100% udziałem Vatten-fall, z którą podpisano 6-letnią umowę na świadczenie usługutrzymania ruchu oraz na wykonywanie, w okresie trzech lat,wytypowanych remontów planowych po z góry określonychcenach. Wolumen remontów planowych w każdym roku ule-gał zmniejszeniu.

W kolejnym etapie outsourcingu Vattenfall odsprzedał udziały w spółce zależnej podmiotowi zewnętrznemu przejmu-jąc zobowiązania wynikające z 6-letniej umowy serwisowej.

Inwestycje

Planowanie, przygotowanie oraz nadzór nad realizacją za-dań inwestycyjnych wykonywane były na poziomie centralnymw Wydziale Realizacji Inwestycji w Departamencie Strategii. Dopodstawowych zadań Wydziału Realizacji Inwestycji należy:● kompletna obsługa administracyjna procesu inwestycyj-

nego;● dokumentacja, oceny wpływu na środowisko itp.● pozwolenia na budowę i eksploatację, wszelkie uzgodnie-

nia z urzędami;● wnioski kredytowe na dofinansowanie zadań;● baza danych (koszty jednostkowe, wskaźniki);● opiniowanie i uzgadnianie optymalnych rozwiązań tech-

nicznych zgłaszanych zadań modernizacyjnych i inwesty-cyjnych;

● obliczanie nakładów na zadania inwestycyjne oraz przy-szłych kosztów eksploatacji (dla potrzeb analiz opłacalno-ści);

● przygotowanie materiałów przetargowych i kontrakto-wych (część techniczna i organizacyjna);

● pełny nadzór techniczny nad realizacją zadań inwestycyj-nych od wejścia na obiekt do podpisania protokołu odbio-ru końcowego i wykonania pomiarów gwarancyjnych;

● udział w naprawach gwarancyjnych.

Utworzenie Departamentu ZarządzaniaMajątkiem

Departament Zarządzania Majątkiem w Vattenfall Heat Po-land S.A. został utworzony w grudniu 2002 roku. Zatrudnionow nim, między innymi, część specjalistów z Wydziału Reali-zacji Inwestycji w Departamencie Strategii oraz z WydziałuPlanowania Remontów i Analiz Technicznych w Depar-tamencie Strategii. Departament Zarządzania Majątkiempowstał jako centralna komórka organizacyjna Spółki pod-legająca Dyrektorowi Pionu Produkcji – członkowi Zarządu i przejął całkowitą odpowiedzialność za realizację planu inwe-stycyjnego oraz za całość budżetu remontowego Spółki. W strukturach Zakładów Produkcyjnych pozostały natomiastwszystkie funkcje związane z realizacją remontów i utrzyma-nia ruchu.

Niedoskonałością takiej sytuacji był fakt, że realizacjabudżetu remontowego odbywała się w Zakładach Produk-cyjnych, natomiast odpowiedzialność za cały budżet remon-towy Spółki znajdowała się w Departamencie ZarządzaniaMajątkiem.

Struktura i opis komórek organizacyjnych Departamentu Zarządzania Majątkiem

na poszczególnych etapach doskonalenia organizacji

Struktura organizacyjna

Departamentu Zarządzania Majątkiem

po jego utworzeniu

Funkcje nowo utworzonego Departamentu ZarządzaniaMajątkiem w znacznym stopniu pokrywały się z funkcjamiWydziałów Planowania Remontów i Analiz Technicznychoraz Realizacji Inwestycji w Departamencie Strategii.


Całość zadań związanych z przygotowaniem i realizacjąremontów planowych utrzymania ruchu (konserwacje, ser-wisy, usuwanie usterek) pozostała w Zakładach Produkcyj-nych w utworzonych w tym celu Wydziałach ZarządzaniaMajątkiem podlegających dyrektorowi zakładu.


Departamentu Zarządzania Majątkiem po I etapie

zmian

Zmiany organizacyjne w Departamencie w I etapie spo-wodowane były dalszą centralizacją funkcji zarządzaniamajątkiem. Przygotowanie i nadzór nad realizacją remontówplanowych, który znajdował się w Zakładach Produkcyj-nych, przejęły odpowiednio Wydziały PrzygotowaniaInwestycji i Remontów oraz Realizacji Inwestycji i Remon-tów w Departamencie Zarządzania Majątkiem. WydziałyRealizacji Inwestycji i Remontów funkcjonowały w struktu-rze Departamentu, lecz aby zapewnić „bliskość” specjalis-tów od remontowanych urządzeń, ich siedziby znajdowałysię na terenie Zakładów Produkcyjnych. Funkcje utrzymaniaruchu (konserwacje, serwisy i usuwanie usterek) pozostaływ strukturach Zakładów Produkcyjnych i były realizowaneprzez utworzone Wydziały Utrzymania Ruchu.

Ponadto w Departamencie Zarządzania Majątkiem pow-stał Wydział Zarządzania Informacją Techniczną, do któregozadań należało:● weryfikowanie listy strategicznych części zamiennych; ● opracowanie standardowych dokumentów z zakresu re-

montów i inwestycji;● opracowanie standardów dla wprowadzania danych do IFS;● aktualizacja bieżąca bazy danych IFS; ● wprowadzanie danych do bazy IFS (prowadzenie bazy

danych urządzeń i historii remontów);● współpraca z UDT;● prowadzenie dokumentacji dozorowej;● prowadzenie i nadzór nad aktualizacją map geodezyj-

nych terenów i obiektów Spółki; ● prowadzenie archiwów technicznych w zakładach;● prowadzenie ksiąg obiektów budowlanych; ● prowadzenie ksiąg inwentarzowych.



po II etapie zmian

Zmiany organizacyjne w II etapie polegały na połączeniuWydziałów Realizacji Inwestycji i Remontów Siekierki - Ka-węczyn i Żerań - Wola w jeden wydział oraz na utworzeniunowego Wydziału Zarządzaniu Nieruchomościami. Połącze-nie wydziałów realizacji nie wiązało się z przesunięciem spe-cjalistów do „Centrali”. Pozostali oni w Zakładach produkcyj-nych „blisko” urządzeń. Utworzenie nowego Wydziału Za-rządzania Nieruchomościami wynikało z faktu, że Depar-tament Zarządzania Majątkiem, który dotychczas zajmowałsię tylko majątkiem produkcyjnym, przejął odpowiedzial-ność za cały majątek Spółki łącznie z nieruchomościami.Ponadto w Wydziale Realizacji Inwestycji i Remontów utwo-rzony został Oddział Utrzymania Sprzętu Ciężkiego.



po III etapie zmian

Zmiany w III etapie polegały na:● rozwiązaniu Wydziału Zarządzania Nieruchomościami,

którego funkcje podzielono pomiędzy Pełnomocnika Za-rządu ds. Nieruchomości oraz Departament Administra-cji Spółki;


● rozwiązaniu Oddziału Utrzymania Sprzętu Ciężkiego z po-wodu outsourcingu tej funkcji;

● utworzeniu, w miejsce Wydziału Realizacji Inwestycji i Re-montów, dwóch Wydziałów Realizacji Projektów i Ser-wisów w Zakładach Spółki.

Powstanie Wydziałów Realizacji Inwestycji i Remontóww Zakładach Spółki wynikało z kolejnego etapu centralizacjiobszaru zarządzania majątkiem. Funkcjonujące w struktu-rach Zakładów Produkcyjnych Wydziały Utrzymania Ruchuzostały włączone w strukturę Departamentu ZarządzaniaMajątkiem. Zmiana ta spowodowała, że wszystkie funkcjezwiązane z zarządzaniem majątkiem Spółki znalazły się w Departamencie Zarządzania Majątkiem. W strukturachZakładów Produkcyjnych pozostały jedynie funkcje związa-ne bezpośrednio z wytwarzaniem oraz wsparcie wytwarza-nia.



po IV etapie zmian

Zmiany w IV etapie polegały na utworzeniu nowego Wy-działu Strategii Technicznej, którego funkcje zostały opisanew dalszej części referatu.

Opis funkcji komórek organizacyjnych Departamentu Zarządzania Majątkiem

w obecnym kształcie

Funkcje Wydziału Analiz

i Planowania

● Prognozowanie potrzeb i planowanie długo- i krótkoter-minowych działań na elementach majątku mających nacelu utrzymanie jego wymaganej dyspozycyjności.

● Tworzenie wieloletnich i rocznych planów inwestycyj-nych i remontowych oraz w ramach tych planów progra-mów inwestycyjnych, a także planów amortyzacji.

● Przygotowywanie planów deinwestycyjnych i likwidacjimajątku oraz koordynacja działań w tym zakresie w ob-szarze całej Spółki.

● Prowadzenie analiz efektywności ekonomicznej działańna majątku – inwestycji i remontów, ex-ante i ex-post.Zapewnienie odpowiednich narzędzi do analiz, skoordy-nowanych i uzgodnionych na poziomie Spółki.

● Monitorowanie efektywności majątku.● Ocena stanu technicznego majątku.● Prognozowanie żywotności elementów majątku.● Monitorowanie i analiza wpływu zmian w otoczeniu

Spółki na elementy majątku.● Opracowanie i weryfikacja założeń do segmentacji ma-

jątku.● Analiza i optymalizacja kosztów remontowych w Spółce.● Wykonywanie wstępnych studiów wykonalności projek-

tów inwestycyjnych i remontowych. Weryfikacja wnio-sków inwestycyjnych.

● Badanie możliwości uzyskania dofinansowania do dzia-łań inwestycyjnych, koordynacja przygotowania wnio-sków o dofinansowanie.

● Uruchamianie projektów inwestycyjnych i remontowychw systemie IFS.

● Rozwijanie zarządzania ryzykiem.● Prowadzenie Ksiąg Obiektów Budowlanych i analizowa-

nie ich pod kątem tworzenia planów remontów obiek-tów budowlanych.

● Zarządzanie i aktualizacja bazy danych o stanie technicz-nym, niezawodności i żywotności urządzeń.

● Współpraca z innymi Departamentami w Spółce w za-kresie planowania (w szczególności Biznes Plan i PlanStrategiczny) i kontroli finansowej.

● Współpraca z Jednostkami Spółki przy uzgadnianiu har-monogramu odstawień jednostek produkcyjnych.

● Prowadzenie sprawozdawczości z działalności inwesty-cyjnej.

● Przygotowywanie dokumentacji niezbędnej do zatwier-dzania inwestycji.

● Przygotowywanie analiz technicznych, ocen i opinii. ● Prowadzenie i nadzór nad aktualizacją map geodezyj-

nych terenów i obiektów Spółki.● Analiza i segmentacja majątku dla potrzeb ubezpieczeń.● Współpraca z ubezpieczycielem w zakresie usuwania

szkód powstałych na majątku.● Zapewnienie optymalizacji działań w UDT.● Zarządzanie zapasem strategicznym wykorzystywanym

w procesie Zarządzania Majątkiem.


● Monitorowanie realizacji planów remontowych, inwe-stycyjnych i likwidacyjnych.

Funkcje

Wydziału Przygotowania Projektów

● Wykonywanie analiz technicznych i studiów wykonalno-ści planowanych projektów inwestycyjnych i likwidacyj-nych.

● Przygotowywanie budżetów projektów inwestycyjnych i likwidacyjnych we współpracy z Zakupami.

● Współuczestnictwo przy tworzeniu planów inwestycyj-nych, rocznych i wieloletnich Spółki.

● Współpraca z Departamentem Zakupów przy opracowy-waniu strategii zakupowych dla poszczególnych grupkategorii.

● Opracowywanie koncepcji rozwiązań technicznych. ● Opracowywanie i dostarczanie danych do analiz ekono-

micznych.● Przygotowanie materiałów przetargowych dla zakupu

usług inwestycyjnych i likwidacyjnych. ● Opracowywanie wzorów umów i uzgadnianie SIWZ,

zakresów prac, harmonogramów oraz wyceny projek-tów.

● Współpraca z instytucjami zewnętrznymi w zakresiebadań, ekspertyz i ocen technicznych.

● Współuczestnictwo w procesie zakupowym poprzezdostarczanie informacji technicznych podczas analizy i negocjacji kontraktów.

● Wykonywanie technicznej oceny ofert w ramach prackomisji przetargowej.

● Współpraca z Zakupami przy opracowywaniu zapisówtreści umów z Dostawcą w części technicznej i technicz-no-handlowej.

● Koordynacja i nadzór nad wykonawstwem dokumentacjiprojektowej dla zadań inwestycyjnych i likwidacyjnychwe wszystkich branżach.

● Wykonywanie oceny dokumentacji technicznej w pro-jektach.

● Zapewnianie zgodnego z prawem budowlanym wypeł-niania zobowiązań Spółki, jako właściciela majątku w za-kresie pozwoleń, decyzji itp.

● Organizacja i realizacja projektów inwestycyjnych i likwi-dacyjnych zgodnie z przyjętym procesem i regulacjamiprawnymi. Koordynacja prac realizowanych na obiekcie.

● Zapewnianie pełnej dokumentacji procesowej i projekto-wej w prowadzonych projektach.

● Raportowanie i prognozowanie wydatków w prowadzo-nych projektach.

● Współpraca przy monitorowaniu efektywności majątkuoraz efektywności zrealizowanych na nim działań;

● Wykonywanie oceny nowych na rynku VHP firm. Ocenaporealizacyjna Dostawców.

● Monitorowanie realizacji projektów inwestycyjnych.

Funkcje Wydziałów Realizacji Projektów i Serwisów

w Zakładach

● Przygotowywanie i uzgadnianie zakresów i budżetówremontów i serwisów.

● Opiniowanie i uzgadnianie zapisów umów.

● Ocena techniczna ofert.● Realizacja zadań serwisowych, remontowych, inwesty-

cyjnych i deinwestycyjnych.● Usuwanie skutków awarii.● Analiza przyczyn awarii urządzeń we współpracy z De-

partamentem Zarządzania Produkcją oraz Zakładami pro-dukcyjnymi.

● Wypracowanie rozwiązań technicznych eliminującychawarie.

● Raportowanie stanu zaawansowania zadań remonto-wych i inwestycyjnych.

● Realizacja i rozliczanie umów.● Przygotowywanie wstępnych założeń do projektów

inwestycyjnych.● Badanie i analiza stanu technicznego urządzeń.● Zgłaszanie potrzeb likwidacji majątku.● Opracowywanie i aktualizacja instrukcji eksploatacyj-

nych.● Aktualizacja dokumentacji technicznej.● Organizacja pomiarów odbiorowych i gwarancyjnych. ● Wzajemna wymiana wiedzy pomiędzy Zarządzaniem

Majątkiem a Produkcją.● Określanie niezbędnego stanu zapasów magazynowych.● Utrzymywanie właściwego stanu urządzeń pod wzglę-

dem BHP.● Ocena dostawców usług.● Monitorowanie realizacji projektów remontowych i likwi-

dacyjnych.

Funkcje

Wydziału Strategii Technicznej

● Tworzenie długoterminowych planów rozwoju Spółki w zakresie majątku wytwórczego na rynku warszawskim,uwzględniających zmiany zachodzące w otoczeniuprawnym, technicznym i gospodarczym.

● Wypracowywanie propozycji działań na majątku wy-twórczym VHP S.A. na rzecz utrzymania wiodącej pozy-cji na zliberalizowanym rynku energii.

● Opracowywanie kluczowych zadań inwestycyjnych w długim horyzoncie czasowym.

● Wykonywanie koncepcji rozwiązań technicznych i wstęp-nych studiów wykonalności planowanych zadań inwes-tycyjnych.

● Wykonywanie wstępnych analiz efektywności ekono-micznej planowanych zadań inwestycyjnych.

● Opracowywanie i rozwijanie modeli technicznych doobliczeń efektywności przedsięwzięć.

● Uczestnictwo w przygotowywaniu i realizacji projektówinwestycyjnych.

● Monitorowanie sytuacji i kierunków zmian na warszaw-skim rynku ciepła i energii elektrycznej. Ocena szans i zagrożeń dla VHP S.A. w perspektywie wieloletniej.Przygotowanie propozycji rozwiązań.

● Monitorowanie nowoczesnych technologii energetycz-nych pod kątem ich zastosowania w VHP S.A. w za-kresie urządzeń wytwórczych i technologii ochrony śro-dowiska.

● Monitorowanie, analizowanie i interpretacja zmian oto-czenia prawnego i gospodarczego Spółki.


Cel transformacji polskiej energetyki na początku lat dzie-więćdziesiątych ubiegłego wieku i stopień jego realizacji niezostały chyba jeszcze w pełny i wiarygodny sposób opisane.Uwolnione od centralnej administracji elektrownie zaczęły rea-lizować indywidualną politykę w każdej dziedzinie działalności,najbardziej ambitne także własne projekty rozwojowe. Gdypojawili się inwestorzy zagraniczni okazało się, że bez szkodydla produkcji można kilkakrotnie zmniejszyć zatrudnienie i w jeszcze większym stopniu poprawić zysk. Gdy powstałynieco później polskie grupy energetyczne potwierdziło się, żemożna w zakresie zatrudnienia i efektu ekonomicznego doko-nać podobnych zmian, chociaż chyba już nie tak dużych. Jeżelichodzi o techniczną stronę zarządzania majątkiem produkcyj-nym jakościowy przewrót nie nastąpił. Są tacy, którzy uważa-ją, że nastąpił raczej regres. Duża, ze sporym nadmiaremmocy, polska energetyka, mocno zmodernizowana (przed pry-watyzacją) stworzyła naturalne warunki do często drastyczne-go cięcia kosztów na utrzymanie stanu technicznego. Reduk-cję kosztów ze względu na ww. proste kryteria można było zro-bić szybko i prosto. Obecnie już takich prostych recept na suk-ces brakuje. Do utrzymania majątku produkcyjnego trzebabędzie podchodzić z większą, techniczna finezją, także dlatego,

że czas eksploatacji trzeba będzie przedłużyć znacznie ponadwcześniej, dwukrotnie redefiniowaną trwałość. Dodatkowo„zaczynają się schody”, w ciągu najbliższych paru lat trzebabędzie budować nowe źródła. Koszty ich budowy, jak na raziemożna przewidzieć, koszty utrzymania, chyba jeszcze nie.Pierwszy proces już się rozpoczął, drugi nastąpi w ciągu naj-bliższych kilku lat.

Utrzymanie majątku produkcyjnego elektrowni

w okresie transformacji sektora wytwarzania

Liberalizacja rynku energii w Polsce nie doprowadziła jakna razie do konkurencji cenowej na rynku taryf, doprowadzi-ła za to do ostrej konkurencji na prace remontowe i diagno-styczne. Ceny znacząco spadły, ponieważ nie ma nic za darmo,to jakość pewnie też. Możliwość wykorzystania prostych,„naturalnych” rezerw do poprawy ekonomicznej efektywno-ści spowodował, że obszar zarządzania techniką zostałzmarginalizowany. W szczególności przegrała diagnostyka.W stosunku do jej sytuacji sprzed okresu transformacji [1, 2]straciła swoje funkcje strategiczne, została w znacznym stop-niu zindywidualizowana, a nawet spersonalizowana.

● Współpraca z innymi Departamentami w Spółce w za-kresie planowania (w szczególności Biznes Plan i PlanStrategiczny).

● Współpraca z wydziałem Strategii Technicznej w GrupieVattenfall oraz krajowymi instytutami i uczelniami.

● Przygotowywanie raportów i analiz technicznych, ocen i rekomendacji.

Podsumowanie

Centralizacja funkcji zarządzania majątkiem w VHP S.A.,który stanowi grupę elektrowni i ciepłowni, umożliwiła po-prawę efektywności działań na majątku poprzez:● poprawę jakości informacji o stanie majątku (jedno źród-

ło informacji w całej Spółce);● ujednolicenie kryteriów oceny stanu majątku;● możliwość pełnej analizy wydatków ponoszonych na ma-

jątek (nakłady inwestycyjne i koszty remontowe), a tymsamym dostosowanie działań do najbardziej efektywnegogospodarowania finansami;

● spójne podejście do planowania remontów i inwestycji;● możliwość lepszego przepływu informacji i wiedzy o sta-

nie majątku – specjaliści skupieni w jednej organizacji;● zmniejszenie ryzyka operacyjnego dla Spółki poprzez

zachowanie właściwej kolejności przy alokacji środkówna remonty i inwestycje w poszczególnych zakładach;

● uniknięcie dublowania funkcji na poziomie lokalnym(zakłady produkcyjne) i centralnym (DepartamentZarządzania Majątkiem);

● jednoznaczne rozdzielenie odpowiedzialności za procesprodukcji i za utrzymanie majątku.Efektem wyżej opisanych zmian w organizacji Spółki był

wzrost jej efektywności do poziomu jednej z najlepszych w branży w Polsce.

Jerzy Trzeszczyński, Wojciech Murzynowski, Radosław StanekPro Novum Sp. z o.o.

Zarządzanie majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni.Modele współpracy z firmą ekspercką

Management of the productive assets of a group of power plants. Models of cooperation and examples of realization


W największym stopniu dotyczy to diagnostyki urzą-dzeńnie podlegających Urzędowi Dozoru Technicznego. W tym czasie pojawiło się też wiele nowych firm świad-czących usługi diagnostyczne. Ten proces trwa nadal.Wszystkie otrzymały stosowne uprawnienia, wzmocnioneprzez ISO certyfikaty. Ten proces trwa nadal. W niektórychprzypadkach osiągnięto humorystyczne efekty w stylu le-piej tanio niż dobrze, mniej ważne czy „powstanie autostra-da”, ważne by to, co nie powstanie było tańsze od tego, comoże zaistnieć ale będzie droższe. Zaczęto także oferowaćnowe techniki badawcze, część z nich dotyczyło badań oddawna wykonywanych w polskiejenergetyce na ogół nastarszym sprzęcie, ale z większym zrozumieniem. Pojawiłysię także metody „egzotyczne”, których wyniki zrozumiałesą tylko dla autorów danej metody.

Szybko zapomniano, że diagnostyka to źródło wiedzy nietylko doraźnej, remontowej czy postawaryjnej, ale także (prze-de wszystkim?) o znaczeniu strategicznym, co m.in. oznacza,że wiedza na podstawie diagnostyki powinna wyprzedzaćmodernizację, a nie, w najlepszym przypadku, jej towarzyszyć.Mieszając zagadnienia techniczne z ekonomicznymi i korpora-cyjną (lub lokalną) polityką utracono kontrolę nad analizą awa-ryjności. Krótkookresowa „efektywność” produkcji zdomino-waławiedzę o stanie technicznym majątku produkcyjnego.

Na znaczną skalę zaczęto współspalać biomasę oraz redu-kować NOx w spalinach, w ślad za tym jednak nie uruchomio-no prac mogących analizować i wyjaśniać wpływ zmiany wa-runków spalania na trwałość elementów komory paleniskowejkotłów. Urządzenia energetyczne zaczęto trochę traktować jakobiekty jednorazowego użytku, remontowane możliwie rzad-ko i byle taniej oraz zastępowane przez nowe. W ten sposóbmiały szybko „zarobić” na nowe. Trudno powiedzieć czy zaro-biły, na pewno można jednak stwierdzić, że jak na razie, nowejednostki powstają głównie „na papierze”.

Jeśli budowanie nowych źródeł idzie kiepsko, to przynajm-niej przedłużanie czasu pracy powinno mieć priorytet. Prio-rytet chyba ma, bo program ten w bieżącym roku zaczął byćrealizowany. Sprzyjają temu względnie niskie koszty moderni-zacji. Prawdziwym kosztem tych projektów jest jednak wiedza.Niestety taka pozycja kosztów nie występuje w „nowoczesnej”korporacyjnej księgowości. Wiedzy nie można także zwyczaj-nie wyceniać w ofertach, bo jeśli przynosi to jakiś skutek, toporażkę w przetargach (kryterium wyboru – 100% cena!).

Prawie 30 lat temu organizację diagnostyki widziano w spo-sób przedstawiony na rysunku 1 [1, 2]. Diagnostyka tak zorga-nizowana, przynajmniej w PdOE, rzeczywiście generowaławiedzę korporacyjną – „okręgową”.

Tak długo jak elektrownie były samodzielne nie musiaływ sposób nadmiernie wyrafinowany organizować zarządzaniawiedzą. Historia pracy urządzeń mogła być nawet „zlokalizo-wana” w głowach i biurkach specjalistów ds. przygotowaniaremontów. Diagnostykę spersonalizowano i „zintegrowano” z przygotowaniem remontów. Strategię remontową w rzeczy-wistości przejęli specjaliści o kotłów, turbin, etc. Ich długolet-nie doświadczenie sprawiało, że mogli planować remont bezszerszej diagnostyki. W tamtych czasach ma swoje źródłodosyć znany paradoks, że remont można tak precyzyjnie za-planować bez diagnostyki, iż staje się ona tylko zbędnym kosztem, z którego można zrezygnować ...z korzyścią dla

remontu (jego budżetu). Gdy utworzono grupy energetycznesytuacja bardzo długo nie zmieniała się bo przede wszystkimzintegrowano zarządzanie finansami a strategię remontowąsprowadzono, w głównej mierze, do systematycznego, cen-tralnego redukowania budżetów remontowych. Jej zakres był(jest) wypadkową przyznanych środków.

Diagnostyka, jako jedna z pozycji remontowych, znalazłasię w poważnych opałach. Szczyt absurdu osiąga się zwłasz-cza wtedy, gdy ma ją wykonywać firma remontowa, która jeślipodczas negocjacji jest zmuszona redukować cenę, to robi togłównie poprzez redukcję ceny diagnostyki. Jest to dla firmyremontowej o tyle logiczne, że przydatność dla niej wiedzy z diagnostyki o znaczeniu strategicznym (prognoza trwałościi/lub jej weryfikacja) jest w przybliżeniu zerowa.

Wyżej opisana sytuacja może się istotnie zmienić, gdy w centrum zarządzania zostanie zintegrowane, z prawdziwegozdarzenia, zarządzanie majątkiem produkcyjnym także w za-kresie wspólnego planowania remontów, a diagnostyka uzys-ka autonomię.

„Inżynierie” w centrach usług wspólnychgrup energetycznych

szansą dla kreowania wiedzy korporacyjnej

„Inżynierię” jako jedną z usług wspólnych dla grupy elek-trowni można przedstawić w sposób w jak na rysunku 2.

Wśród wielu problemów i ryzyk związanych ze sprawnym działaniem Inżynierii jest jasne zdefiniowanie:● autonomii diagnostyki,

Rys. 1. Organizacja diagnostyki w terenowychoddziałach/elektrowniach (TOD) i okręgowych oddziałach (OWD) [2]

Rys. 2. Schemat organizacji centrum usług wspólnych, uwzględniający autonomię diagnostyki w systemie

utrzymywania stanu technicznego urządzeń


● relacji pomiędzy przygotowaniem remontów a wiedzą z diagnostyki,

● zarządzania wiedzą o stanie technicznym urządzeń.Analiza istniejących w Polsce Inżynierii (Departamentów

Zarządzania Majątkiem) nie napawa nadmiernym optymiz-mem. Stworzono albo bardzo skomplikowane schematy orga-nizacyjne, w których zginęła diagnostyka, albo diagnostyce w centrum zrządzania przydzielono rolę, praktycznie, podległąw stosunku do przygotowania remontów. Nie zapowiada tona razie przełomu tym bardziej że jak dotąd, nie zauważono, żezarządzanie wiedzą o stanie technicznym urządzeń z poziomucentrum zarządzania to fundamentalna funkcja Centrum, bezktórej między bajki można włożyć zarządzanie utrzymaniemwg jednego standardu dla wszystkich elektrowni grupy.D estrukcja poprzedniego systemu organizacyjnego prze-biegła szybko, powstanie nowej, sprawnej organizacji potrwalata całe. Sukces zależy od kilku czynników wymagającychwiedzy, doświadczenia i ...odwagi. Wśród tych czynnikównależy wymienić:● oddzielenie diagnostyki od remontów,● zorganizowanie prawidłowych pomiędzy nimi relacji,● wdrożenie jednolitego, dla wszystkich grup elektrowni, sys-

temu diagnostycznego dysponującego:– profesjonalną, sprawdzoną metodyką badań i oceny

stanu technicznego,– analizą awaryjności,– przetwarzaniem informacji w wiedzę,– zarządzania pracą rozproszoną oddziałów, centrum oraz

firm zewnętrznych,– możliwością dokumentowania historii eksploatacji.– zarządzaniem dokumentacją,– wsparciem dla planowania remontów, w zakresie wyni-

kającym z aktualnego stanu technicznego określanegona podstawie: wyników badań, analizy awaryjności i wa-runków pracy.

Inżynieria niezależnie od liczby zatrudnionych specjalistówzawsze będzie musiała współpracować z licznymi firmami i instytucjami zewnętrznymi. Taki charakter będzie miała takżewspółpraca ze specjalistami elektrowni skierowanymi do pra-cy w firmach będących własnością (współwłasnością) grupyelektrowni. Które obowiązki wziąć na siebie, a które scedować

na podwykonawcówi, w jakim trybie z nimi współpracować tokolejny problem, który należy rozwiązać w pierwszej kolejno-ści. 25-letnie doświadczenia Pro Novum wskazują, że Inżynier-ia w zakresie utrzymania stanu technicznego powinna przejąćprzede wszystkim funkcje strategiczne oraz nadzoru nad wy-konawstwem remontów i badań diagnostycznych.

Uwzględniając możliwości, jakie stwarza współczesna infor-matyka (zdalna diagnostyka) oraz aktualne potrzeby m.in. w za-kresie nadzoru diagnostycznego [5] (np. diagnostyka towarzy-sząca przedłużaniu czasu pracy urządzeń energetycznych) nale-ży przemyśleć i zrealizować w odpowiedni sposób integracjęinformacji diagnostycznych, remontowych oraz z obszaru kon-troli eksploatacji, a także dotyczące analizy awaryjności.

Diagnostyka jako źródło wiedzy dla Inżynieriio stanie technicznym urządzeń

Przyglądając się schematom organizacyjnym Centrów Us-ług Wspólnych, tych wdrożonych i tych jeszcze planowanych,trudno zrozumieć miejsce i rolę diagnostyki, w szczególności,żeby mogła być źródłem wiedzy korporacyjnej o stanie tech-nicznym urządzeń (bo innego źródła takiej wiedzy nie ma).Także przyglądając się zakresom technicznym remontów i mo-dernizacji można odnieść, w wielu przypadkach, wrażenie, żenie jest to szczególnie ważny element projektu. Poszukiwaniezwiązku pomiędzy wiedzą o stanie technicznym obiektu a za-kresem planowanego remontu nie jest rzeczą łatwą. Dla urzą-dzeń pomocniczych diagnostyka ma najczęściej charakter in-terwencyjny, tzn sięga się po nią na okoliczność zakłóceń eks-ploatacyjnych (awarii). Efektów diagnostyki nie analizuje się w oparciu o pełną analizę jej kosztów i zysków. Na ogół udajesię ustalić, ile kosztuje jej wykonanie, chyba nigdy nie uw-zględnia się kosztów wynikających z jej zaniechania. Tak długojak nie zapewni się jej autonomii, tak długo będziemy znać jejkonkretne koszty, a korzyści będą przedstawiane wyłącznie w formie opisowo-werbalnej.

Współczesny, kompletny system diagnostyczny powinienzarządzać następującymi informacjami:● wyniki badań i oceny stanu technicznego,● analiza warunków pracy cieplno-mechanicznych i chemicz-

nych istotnych z punktu widzenia stanu technicznego ele-mentów urządzenia,

● wyniki analizy awarii,● wybrane informacje remontowe.

Modele współpracy firmy diagnostycznej i Inżynierii

i przykłady ich realizacji

Teoretycznie Inżynieria CUW może robić „wszystko”.Z praktyki wiadomo, że na zorganizowanie „takiego Instytutu”trzeba wielu lat i wcale nie musi się to udać. Jeśli przyjąć, żetaki twór ma być ekonomicznie konkurencyjny w stosunku dowyspecjalizowanych firm inżynierskich, to przedsięwzięcie jestbardzo trudne, by nie określić go jako mało realne. Niewątpli-wie wpływ na sens takich poczynań ma wielkość grupy, rodzajurządzeń, poziom specjalistów oraz ambicja i charyzma kierow-nictwa. Charyzma, kompetencje i autorytet kierownictwa jest

Tablica 1

Zakres kompetencji firm wspierających Inżynierię


ogromnie ważny, bo póki co specjaliści znający najlepiej urzą-dzenia i ich problemy pozostają w oddziałach/elektrowniach.

Zewnętrzne firmy eksperckie mogą, ogólnie rzecz biorąc,występować w poniżej wymienionych relacjach z InżynieriąCentrum Usług Wspólnych:

Pro Novum występuje na ogół w dwóch pierwszychrolach. Mimo że dotychczas nikt nam tego nie zapropono-wał, możemy wyobrazić sobie swoje miejsce także w mode-lu trzecim. Jesteśmy na to odpowiednio przygotowani, dys-ponujemy: ● systemami diagnostycznymi, w tym zawierającymi pro-

cedury badań i oceny zaimplementowane w postaciaplikacji komputerowych,

● platformą informatyczną wspierającą wszystkie funkcjezarządzania wiedzą o stanie technicznym urządzeń,

● serwisem diagnostycznym oferowanym w formie usługiudostępnianej przez Internet (rys. 3), bez potrzeby zaku-pu oprogramowania.

Podsumowanie

Utrzymanie stanu technicznego urządzeń może i powinnobyć jedną ze wspólnych, dla wszystkich oddziałów grupy elek-trowni, usług oferowanych przez CUW. Diagnostyka jako

najważniejsze źródło wiedzy o stanie technicznym urządzeńpowinna być autonomiczna w stosunku do przygotowaniaremontów, dysponować wspólnym dla całej grupy elek-trowni systemem badania i oceny stanu technicznego urzą-dzeń oraz być częścią systemu zarządzania wiedzą, którymusi uwzględniać relacje z podwykonawcami Inżynierii.

Pracę specjalistów Inżynierii (oraz wybranych firm zew-nętrznych) powinien integrować system informatycznywyposażony w aplikacje realizujące z możliwie największymkomfortem (automatycznie) wszystkie funkcje zarządzaniawiedzą oraz bazy danych.

Bazy danych powinny archiwizować przede wszystkimwyniki:● badań i ocen stanu technicznego,● analizy warunków eksploatacji,● analizy awaryjności,● wybrane informacje remontowe.

Ocena bieżącego stanu technicznego urządzeń/ele-mentów powinna być prezentowana w formie okresowychraportów generowanych automatycznie, uzupełnianych o wnioski i zalecenia przez własnych specjalistów i eksper-tów zewnętrznych. Inżynieria wspierana przez firmę eksper-cką (zakres wsparcia określany indywidualnie) jest rozwiąza-niem optymalnym dla urządzeń nowych, co pozwoli byćwymagającym partnerem dostawców oraz dla urządzeń dłu-goeksploatowanych, których pracę tylko w takich warun-kach można bezpiecznie przedłużać [5] spełniając wymaga-nia UDT oraz firm ubezpieczeniowych.

LITERATURA

[1] Dobosiewicz J.: Doświadczenia Wydziału diagnostyki i Profilaktyki ZEOPd w zakresie rozwiązywania problemóweksploatacyjnych i remontowych. Materiały XIII Sym-pozjum Diagnostyka i Remonty Urządzeń Cieplno-Me-chanicznych Elektrowni. Hotel Angelo. Katowice, 6 – 7.10. 2011 r.

[2] Instrukcja „Organizacji diagnostyki urządzeń w elek-trowniach, elektrociepłowniach i ciepłowniach zawodo-wych”. Ministerstwo Górnictwa i Energetyki. Warszawa1986

[3] Instrukcja „Oceny stanu oraz kwalifikowania do wymia-ny komór, kolektorów, rurociągów kotłowych i głów-nych rurociągów parowych pracujących w warunkachpełzania. Ministerstwo Górnictwa i Energetyki. War-szawa 1986

[4] Trzeszczyński J.: Kiedy diagnostyka przynosi korzyści?.Biuletyn Pro Novum nr 3/2007, Energetyka 2007, nr 12

[5] PN/90.2522/2010. Rekomendacje w zakresie kwali-fikowania urządzeń cieplno-mechanicznych bloków 200 MW w PKE S.A. do pracy do 350 000 godz. ProNovum. Katowice 2010Rys. 3. Schemat przedstawiający rekomendowany przez

Pro Novum model współpracy z Inżynierią grupy elektrowni

grudzień 2011strona 816 () www.energetyka.eu

Historia

Służba diagnostyki i profilaktyki powstała na terenieZEOPd w latach 1956 – 1958, a jej przeznaczeniem było:● ustalanie i gromadzenie danych odnośnie do przyczyn

uszkodzenia,● zapobieganie wszelkiego rodzaju uszkodzeniom urządzeń

bloków,● ocena stanu urządzeń i ustalenie na tej podstawie okresów

i zakresów remontów, ● opracowanie technologii naprawy urządzeń powstałych

po awaryjnych uszkodzeniach,● opracowanie wytycznych dla nowych rodzajów badań-

diagnostycznych,● wprowadzenie nowych rodzajów badań diagnostycznych,● organizacja i zbieranie informacji na temat rodzaju, charak-

teru i częstotliwości wszelkiego rodzaju uszkodzeń,● wykonywanie nietypowych badań diagnostycznych.

Organizacja

Ośrodek diagnostyki i profilaktyki znajdował się na tere-nie ZEOPd, natomiast w poszczególnych elektrowniach blo-kowych znajdowały się terenowe oddziały diagnostyczne(służby terenowe) zajmujące się:● wykonywaniem typowych badań diagnostycznych,● gromadzeniem danych odnośnie do charakteru i rodza-

ju uszkodzeń oraz ich przekazywaniem do ośrodka diag-nostyki (statystyka awaryjna).Ośrodek na bieżąco otrzymywał informację z dyspozycji

mocy o bieżącym stanie bloków. Dla ułatwienia pracy oddzia-łom terenowym Ośrodek opracowywał katalogi typowychuszkodzeń kotłów i turbin, które były na bieżąco uzupełnianeo nowe ich rodzaje. W przypadku wystąpienia uszkodzenianieznajdującego się w katalogu terenowa służba miała obo-wiązek ustalić przyczynę w miarę możliwości przy pomocywłasnych środków lub przekazać do Ośrodka czy odpowied-niej instytucji spoza energetyki. W ten sposób ustalona przy-czyna była weryfikowana przez Ośrodek, opisana i-z poda-niem ścisłych danych – lokalizacja, czas pracy, sposób usu-wania oraz zapobieganie uszkodzeniom – przekazywana doterenowej służby w celu uzupełnienia katalogu uszkodzeń.

Służba zajmowała się szczególnie diagnostyką przedre-montową. Diagnostyka ta dotyczyła analitycznej oceny sta-nu technicznego urządzeń i ich elementów w celu określenianiezbędnych zakresów prac remontowych i potwierdzeniazasadności planowanych remontów. Diagnostyka ta miała nacelu zmianę obowiązujących dotychczas cykli remontowychi uzależnienia decyzji o potrzebie przeprowadzenia remontuod stanu technicznego urządzeń, zgodnie z ZarządzeniemMinisterstwa Górnictwa i Energetyki oraz Gospodarki Ma-teriałowej i Paliwowej z dnia 18 lipca 1986 r., w sprawie ogól-nych zasad eksploatacji urządzeń instalacji energetycznych(MP z 1986 r. Nr 25 poz. 174, rozdz. 5 § 16.1. i 2).

System informacyjny obejmował:● systemy informacyjne w elektrowniach,● okręgowe systemy informacyjne,● centralny system informacji diagnostycznej.

Z systemu informacyjnego szczebla centralnego i okrę-gowego korzystały jednostki terenowe.

Zadania

Istotnym zadaniem Ośrodka było opracowywaniewytycznych i instrukcji.

Służba diagnostyki i profilaktyki z biegiem lat opracowa-ła szereg instrukcji dotyczących poprawy warunków pracymetalu w podstawowych elementach bloków oraz wytycz-nych kontroli i oceny stanu, m.in.:● walczaków,● komór i rurociągów pracujących w temperaturach

ponadgranicznych, ● kadłubów turbin,● powierzchni ogrzewalnych kotłów,● połączeń śrubowych kadłubów turbin,które zostały zatwierdzone do użytku przez UDT i odpowied-nie jednostki nadrzędne MGiE jako obowiązujące do stoso-wania na terenie całej energetyki krajowej.

Ponadto opracowano lub brano udział w opracowaniutechnologii:● naprawy walczaków,● naprawy i prostowania kadłubów turbin,● prostowania skrzywionych wałów wirników turbin i

generatorów.

Jerzy DobosiewiczPro Novum Sp. z o.o.

Doświadczenia Wydziału Diagnostyki i Profilaktyki ZEOPd w zakresie rozwiązywania problemów eksploatacyjnych

i remontowych

Experience of the Department for Diagnostics and Prophylactics of ZEOPd

in scope of solving the operational and overhaul problems

grudzień 2011 www.energetyka.eu strona 817 ()

Realizacja zadań

W latach 1980 – 1982 Ośrodek ZEOPd został przemiano-wany na Centrum Diagnostyki, którego głównym zadaniembyło utrzymanie wysokiej niezawodności i dyspozycyjnościurządzeń cieplno-mechanicznych poprzez zmianę politykiremontowej. Dominująca w energetyce krajowej metodaokresowego ich przeprowadzania oparta na szacunkowymsposobie oceny stanu urządzeń została zamieniona na me-todą opartą na technicznej ocenie stanu technicznego,wykorzystującej wyniki badań niezbędnych do prowadzeniadziałań remontowych.

Diagnostykę zalecono prowadzić w dwóch etapach:● ustalenie przydatności urządzenia do dalszej eksploata-

cji,● określenia czasu eksploatacji do następnej diagnozy.

Organizacja działalności diagnostycznej w Energetycebyła dwustopniowa. U podstawy znajdowały się TerenoweSłużby Diagnostyki (TSD) w elektrowniach blokowych,zasadniczym ogniwem decyzyjnym w sprawach diagnosty-ki było Centrum Prognozowania Remontów.

Działalność

Cały system diagnostyczny miał charakter zapobiegaw-czy, a informacje o stanie urządzeń były uzyskiwane na pod-stawie zaistniałych zdarzeń oraz badań niszczących i nienisz-czących. Według tego modelu cały proces kształtowaniasystemu oceny stanu technicznego był podzielony na trzyniezależne, funkcjonalnie powiązane czynności:● gromadzenie i analizowanie zdarzeń z przeszłości, ● badania diagnostyczne,● prognozowanie.

W wyniku wskazań Centrum w roku 1986 wyszło zarzą-dzenie MGiE, w którym zaleca ono, aby przekazanie urzą-dzenia energetycznego do remontu odbywało się na pod-stawie oceny stanu technicznego tego urządzenia. Zarzą-dzenie to zobowiązywało elektrownie do systematycznegoprowadzenia badań diagnostycznych.

Usamodzielnienie elektrowni przy braku strategii rządo-wej w dziedzinie profilaktyki i diagnostyki prowadzi do sa-modzielnego rozwiązania problemów bez wymiany doś-wiadczeń, a tym samym powoduje nie zawsze słusznie po-dejmowane decyzje oparte na ograniczonej informacji.

Problemy, których rozwiązanie wymaga interdyscypli-narnej wiedzy nie mogą być rozwiązywane w ramach jednejinstytucji, wymaga to zorganizowania systemu diagnostyki,o czym mogą świadczyć doświadczenia służby Diagnostykii Profilaktyki ZEOPd.

W krajach o wysokim poziomie techniki znaczenie diag-nostyki jest doceniane w związku z wyraźnymi efektami eko-nomicznymi, jakie ona przysparza. Bez względu na przyjętymodel systemu diagnostycznego jego działalność integrująośrodki o charakterze centralnym, np. EPRI, EDF, VGB, WTJ,co sprzyja wprowadzaniu nowoczesnych technologii orazdaje wymierne efekty ekonomiczne.

Źródłem wysokiej efektywności służby ZEOPd były:● wysokie kompetencje personelu,● obowiązkowe stosowanie ustalonych metod badań,

● obowiązkowa realizacja zaleceń,● dostęp do pełnej informacji.

Uwagi

Remonty prowadzone wg oceny stanu technicznego sąoparte na ciągłym lub okresowym sprawdzaniu przydatno-ści urządzenia. Różnica między remontami wykonanymimetodą tradycyjną i wg stanu technicznego jest istotna.Dominująca w krajowej energetyce metoda tradycyjna byłaprzestarzała ze względu na :● obniżenie niezawodności urządzenia w przypadku ujem-

nych odchyłek od danych szacunkowych,● ponoszenie zbędnych nakładów przy dodatnich odchył-

kach od danych szacunkowych.Niedoskonałość tej metody przejawia się w nadmiernej

koncentracji sił i środków oraz w znacznych zmianach zakre-sów remontów, które dezorganizują ich przebieg i wydłuża-ją czas realizacji. Korzyści ze stosowania polityki remonto-wej wg stanu technicznego wynikają ze zwiększonej nieza-wodności i przedłużenia czasu eksploatacji poszczególnychelementów i tym samym ze zmniejszenia kosztów utrzyma-nia.

Z posiadanych informacji wynika, że w nowych projek-tach organizacji energetyki nie ma miejsca na ośrodki diag-nostyczne o charakterze centralnym bądź na poziomie grupenergetycznych.

Właściwa organizacja diagnostyki technicznej w ramacheksploatacji urządzeń energetycznych daje następującekorzyści:● podniesienie poziomu eksploatacji,● zmniejszenie liczby awarii,● wydłużenie czasu między remontami,● ograniczenie ilości zużytych części i materiałów,● przedłużenie czasu eksploatacji urządzeń.

Działalność diagnostyczna i badawcza powinna byćscentralizowana, decyzje centrum w tej dziedzinie, powinnybyć obowiązujące dla elektrowni.

Centrum powinno zatrudniać wysokiej klasy specjalistóww dziedzinie inżynierii materiałowej, eksploatacji, remontóworaz powinno być odpowiednio wyposażone i współpra-cować z ośrodkami naukowo-technicznymi i firmami eksperc-kimi.

Podczas licznych ostatnio reorganizacji w energetyceskutecznie wyeliminowano służby diagnostyczne. Zamiastośrodków (okręgów) o charakterze technicznym, koordynu-jących eksploatację urządzeń energetycznych, wzmocnionezostały struktury biurokratyczne, mało przydatne dla elek-trowni.

grudzień 2011strona 818 () www.energetyka.eu

Geneza naszych rozwiązań systemowych

Kilka lat temu zauważyliśmy, że jedna z najważniejszychdziedzin utrzymania stanu technicznego elektrowni tj. diag-nostyka urządzeń cieplno-mechanicznych wykonywana jestw sposób, który:● nie daje możliwości przetwarzania wyników badań i udo-

stępniania wiedzy w szybki i prosty sposób,● nie pozwala aktualizować w czasie pracy urządzenia

oceny stanu technicznego (diagnozy) oraz prognozytrwałości,

● nie stwarza możliwości zarządzania badaniami, gdy wy-konywane są przez wiele firm na różnych obiektach.Okazało się także, że elektrownie nie posiadają syste-

mów kreowania i archiwizacji wiedzy korporacyjnej – natu-ralna wymiana pokoleniowa wśród specjalistów oraz zmia-ny organizacyjne sprawią, że znikną „bazy” informacji i wie-dzy, które na ogól znajdują się „w biurkach i głowach” per-sonelu.

Uświadomiliśmy sobie wtedy, że możliwości, jakie stwa-rzają współczesne technologie informatyczne w branży, w której działa nasza firma zostały dotychczas zupełnie nie-zauważone.

To spostrzeżenie zainspirowało nas do podjęcia prac,które na początku sprowadzały się do opracowania kilkuaplikacji rozwiązujących najważniejsze, naszym zdaniemproblemy, następnie programu komputerowego (LM Sys-tem PRO®) złożonego z kilkunastu wzajemnie zintegrowa-nych modułów, a wreszcie rozległego środowiska informa-tycznego, które nazwaliśmy platformą informatyczną LMSystem PRO+®, złożonego z pakietów funkcjonalnych oraz,wzajemnie powiązanych modułów. System pomyślany zos-tał jako otwarty dla użytkownika co oznacza, że może z nimintegrować własne aplikacje.

Jądrem platformy informatycznej jest w pełni zaimple-mentowany system diagnostyczny Pro Novum, rozwijany i doskonalony przez 25 lat (rys. 1). To miejsce, w którymzbiega się wiedza i wieloletnie doświadczenie naszej firmy z najnowszymi technologiami informatycznymi.

W przeciwieństwie, do nielicznych na rynku systemówwspierających zarządzanie wiedzą o aktualnym stanie tech-nicznym majątku produkcyjnego elektrowni, ten program zos-tał stworzony przez inżynierów diagnostyków z Pro Novum

dla inżynierów diagnostyków w elektrowniach. Informatycy i analitycy systemów nie wyręczyli nas w pracy tylko nampomogli, zresztą znakomicie.

W obecnej wersji środowisko informatyczne integrująceprace ekspertów Pro Novum, specjalistów innych firm eks-perckich oraz specjalistów elektrowni, a także specjalistówcentrów zarządzania (inżynierii) grup energetycznych (rys. 2)składa się z pięciu pakietów funkcjonalnych oraz kilkudzie-sięciu modułów, z których niektóre mogą funkcjonować, ja-ko autonomiczne aplikacje. Na przykład aplikacja wykonują-ca analizę on-line awaryjności urządzeń cieplno-mechanicz-nych elektrowni (rys. 3) zasługuje na szczególne zaintereso-wanie i powinna znaleźć uznanie w polskich elektrowniach.

Analiza awaryjności on-line urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni

Opis rozwiązania/technologii – przeznaczenie

Analiza awaryjności wybranych urządzeń cieplno-mechanicznych realizowana jest w paru elektrowniach przezjeden z pakietów funkcjonalnych Platformy InformatycznejLM System PRO+®, której podstawą jest zaimplementowa-ny System Diagnostyczny integrujący wyniki badań orazwyniki, prowadzonych w czasie rzeczywistym, analiz warun-ków cieplno-mechanicznych i chemicznych kotłów.

Dokument Karta Awaryjna organizuje pracę specjalistówobsługujących awarię, jak również integruje informacje i dokumenty związane z awarią. Informacje przetwarzane sąw trybie on-line i są udostępniane użytkownikowi w postaciautomatycznie generowanych raportów konfigurowanychwedług indywidualnych potrzeb, a także w formie statystyk,wykresów itp. Zarządzanie aplikacją może odbywać się z do-wolnego miejsca infrastruktury IT elektrowni lub CentrumZarządzania Grupą Elektrowni. Przedmiotem analizy mogąbyć także koszty związane z zakłóceniami eksploatacji (zewzględu na ich wpływ na straty produkcyjne oraz kosztyusunięcia skutków awarii).

Cechy charakterystyczne

● Przetwarzanie informacji we wiedzę o stanie technicz-nym urządzeń w czasie rzeczywistym.

● Identyfikacja problemów eksploatacyjnych, co do rodza-ju i skali w wymiarze technicznym i ekonomicznym.

Jerzy TrzeszczyńskiPro Novum Sp. z o.o.

Sytemy diagnostyczne Pro Novum – integracja wieloletnich doświadczeń, innowacyjnych metod

i nowoczesnych technologii informatycznych

Pro Novum diagnostic systems – integration of many years’experienceinnovative

testing methodologies and modern IT technologies

grudzień 2011 www.energetyka.eu strona 819 ()

Rys. 1.

Rys. 2. Rys. 3.

● Jeden standard obsługi awarii we wszystkich elektrow-niach grupy.

● Radykalna redukcja nakładów pracy konieczna do spo-rządzania statystyk, zestawień, raportów itp.

● Możliwość prostego rozwoju Systemu przez stopniowąintegrację pozostałych pakietów i modułów.

● Możliwość integracji z programami klasy ERP.

Zasada działania

Program udostępnia dokument Karta Awaryjna, któregoforma i work flow jest uzgadniany z użytkownikiem. Jedno-cześnie zostają zaimplementowane modele obiektów (bloków,urządzeń), których przeglądanie umożliwiają symboliczne i gra-ficzne interface’y. Poprzez Moduł Integracja program jest syn-chronizowany z pracą obiektów. Zgodnie z procedurą obsługiawarii Karta Awaryjna wypełniana jest przez specjalistówobsługujących awarię. Większość informacji wpisywanych doKarty jest wybierana z automatycznie rozwijanych menu.

Dokumenty powstające w trakcie obsługi awarii dołącza-ne są w sposób pozwalający na ich archiwizację i przegląda-nie ze względu na dowolne kryterium filtrowania.

Forma i zakres raportów oraz zestawień, wykresów, etcjest uzgadniany z użytkownikiem i może być dowolnie re-konfigurowany. Wiedza generowana przez program jest ar-chiwizowana i udostępnia w dowolnej formie (elektronicz-nych i papierowych raportów) oraz transferowana z wyko-rzystaniem większości spotykanych w energetyce technolo-gii informatycznych.

Przedstawiony system jest nie tylko opisem pewnej wizji,ale także prezentacją szybko zrealizowanego projektu, któryznalazł już kilka wdrożeń w elektrowniach, elektrociepłow-niach, a ostatnio także rozpoczęto wdrażanie najbardziej za-awansowanej wersji wspierania pracy centrum zarządzaniajednej z grup elektrowni.

Najnowszym przykładem wykorzystania możliwościstworzonego środowiska informatycznego jest implementa-cja procedur i funkcji, które będą wspierać bezpieczeństwoeksploatacji długoeksploatowanych bloków energetycz-nych, którym zamierza się przedłużyć eksploatację o kolej-ne 20 lat. Opracowaliśmy specjalną wersję Systemu de-dykowanego dla użytkowników bloków o mocy 200 MW,która jest aktualnie wdrażana na trzynastu blokach.

Zaimplementowaliśmy w niej metodykę opisaną w do-kumencie Pro Novum „PN/90.2522/2010: Rekomendacje w zakresie kwalifikowania urządzeń cieplno-mechanicz-nych bloków 200 MW w PKE SA do pracy do 350 000 godz.Pro Novum. Katowice 2010”.

W międzyczasie system uzyskał szereg nagród i wyróż-nień.

Dostrzegamy dalsze możliwości pełniejszego jeszcze zrealizowania naszej wizji powstałej kilka lat temu. Jednym z takich, nowych rozwiązań zrealizowanych wspólnie z Geo-pomiarem jest zdalna diagnostyka rurociągów parowych.

Cechy charakterystyczne

Monitorowanie istotnych, z punktu widzenia trwałości(żywotności) elementów krytycznych, parametrów pracy:● monitorowanie zachowania się całej konstrukcji, pośred-

nio, także stanu zamocowań rurociągów,


● czas pracy rurociągów, w tym czas pracy „pod ciśnie-niem – bez przepływu” dla części rurociągów występują-cych w takich stanach pracy,

● identyfikację stanów pracy bloku,● wykrywanie stanów awaryjnych w postaci tzw. uderzeń

wodnych,● identyfikację źródeł pochodzenia zakłóceń jw.,● bieżącą aktualizację prognozy trwałości (żywotność),● aktualny stan techniczny rurociągów,● automatyczne dokumentowanie historii eksplatacji,● rozwiązywanie indywidualnych problemów, np. dopusz-

czalnego oddziaływania rurociągów na turbinę, popraw-ności regulacji zamocowań, etc.

Korzyści

● bezobsługowy nadzór nad stanem technicznym rurocią-gów,

● ocena aktualnego stanu technicznego rurociągów napodstawie wszystkich istotnych informacji diagnostycz-nych i eksploatacyjnych,

● niskie koszty nadzoru diagnostycznego przy zachowaniunajwyższych standardów technicznych,

● spełnienie przepisów Urzędu Dozoru Technicznego,● zarządzanie wiedzą o stanie technicznym rurociągów

„z jednego miejsca” np. inżynierii centrum usług wspól-nych grupy elektrowni,

● zapewnienie bezpiecznej pracy, przy niskich kosztachnadzoru diagnostycznego, rurociągów, których czas eks-ploatacji zamierza się przedłużyć ponad 300 000 godzin.Blok analityczny w Stacji Obiektowej LMSP przetwarza

dane jw. generując okresowe raporty, do których za pośred-nictwem połączenia VPN mogą być dołączane wnioski i zale-cenia ekspertów Pro Novum.

Żeby korzystać z możliwości, jaką stwarzają nasze Sys-temy niekoniecznie trzeba je kupować.

Można kupować wyłącznie usługę, którą nazwaliśmyZdalnym Serwisem Diagnostycznym.

Dostępne technologie informatyczne oraz szybkie łączaświatłowodowe prawie całkowicie wirtualizują znaczną częśćusług zapewniając jednocześnie akceptowalny poziom bez-pieczeństwa. To jedyna droga, aby atrakcyjną cenę powiązać z usługą na najwyższym poziomie technicznym.

Podsumowanie

Systemy diagnostyczne, wspólne dla elektrowni stanowią-cych grupę, to najważniejsze części systemów zarządzaniawiedzą o stanie technicznym urządzeń energetycznych, a te z kolei to nieodzowne części systemów wspierania zrządzaniagrupą elektrowni. Powinny uzupełniać możliwości systemówklasy ERP lub/i być z nimi, w odpowiedni sposób, integro-wane. Dotychczasowe wdrożenia platformy informatycznejLM System PRO+® pokazują, że jest to technicznie możliwe i może być użyteczne.


– monitoring naprężeń dla elementów grubościennychkotłów – BOT kotłów,

– system kontroli emisji zanieczyszczeń w spalinach, – system diagnostyki cieplno-przepływowej i progno-

zowania remontów urządzeń obiegu cieplnego turbi-ny – DIAGRAM.

Dotychczas informacje i wiedza z diagnostyki postojowejnie były integrowane z informacjami pochodzącymi z syste-mów, które monitorują warunki pracy w zakresie cieplno-mechanicznym i chemicznym.

Pozostałe informacje o urządzeniach, jak np.: wyniki ba-dań, schematy, wyniki przeglądów, istniały tylko w formie pa-pierowej, wpięte w segregatory i tkwiące w szafach.

Obecnie szeroko rozumiana wiedza o stanie technicznymurządzeń, wyniki badań, wykonane czynności remontowe,historia eksploatacji, wiedza posiadana przez specjalistów po-szczególnych branż jest archiwizowana, przetwarzana i wyko-rzystywana w LM System PRO+®.

W ramach umowy zawartej z Przedsiębiorstwem UsługNaukowo-Technicznych Pro Novum Sp. z o.o. została opraco-wana szczegółowa dokumentacja systemu opartego na LMSystem PRO+® w zakresie monitorowania stanu technicznegourządzeń, takich jak: ● kotły fluidalne bloków nr 1 – 6: rury ekranowe, komory

ekranowe, walczaki,● urządzenia pomocnicze kotłów bloków nr 1 – 6: urządzenia

nawęglania, urządzenia odprowadzania popiołu.System służy przede wszystkim wspieraniu specjalistów

i inspektorów nadzoru w analizie wyników badań diagnostycz-nych. Zawiera moduły wyników badań (przedstawianych w pos-taci tabelarycznej jak i graficznej), moduły diagnozy i prognozy.

Wyniki powyższych badań przekazywane były dotychczasspecjalistom w formie papierowej, w grubych tomach zawie-rających obliczenia wytrzymałościowe, protokoły pomiarów,wnioski i zalecenia co do dalszej eksploatacji.

Często nie można było odnaleźć szukanych wyników po-trzebnych do szybkiej analizy.

Program posiada wbudowane moduły zarządzania:● usterkami występującymi w elektrowni,● wynikami badań zleconych przez specjalistów,● dokumentacją eksploatacyjną urządzeń,

Marek MrózPGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A., Oddział Elektrownia Turów

Informatyczne wsparcie systemów diagnostycznych i zarządzania wiedzą poprzez LM System PRO+®

w PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A., Oddział Elektrownia Turów

LM System PRO+® as an IT support for the diagnostic systems and knowledge management systems in PGE Górnictwo

i Energetyka Konwencjonalna S.A., Oddział Elektrownia Turów

W czerwcu 2010 roku w Elektrowni Turów został wdrożonySystem Zarządzania LM System PRO+®. System ten stanowi na-rzędzie wspierające podejmowanie decyzji w zakresie planowa-nia badań i remontów wybranego majątku produkcyjnego,umożliwiającego utrzymanie urządzeń energetycznych na akcep-towalnym poziomie technicznym z uwzględnieniem dyspozy-cyjność i kosztów. System wdrożono na „nowych” blokach 1 – 6.

W Specyfikacji Technicznej do tego zadania zostały wyzna-czone założenia, mające na celu:● selekcję i możliwość zarządzania informacjami dotyczący-

mi stanu technicznego urządzeń,● aktualizację informacji, ich archiwizowanie w postaci histo-

rii eksploatacji, ● uporządkowanie istotnych czynności związanych z utrzy-

maniem urządzeń poprzez System diagnostyczny, Plano-wanie badań i remontów i Analizę awaryjności,

● uporządkowanie i zapewnienie szybkiego dostępu do doku-mentacji związanej ze stanem technicznym urządzenia (wyni-ki badań, ocena stanu technicznego, czynności remontowe),

● stworzenie warunków do przekształcenia dużej liczby roz-proszonych informacji w wiedzę dotyczącą stanu technicz-nego majątku produkcyjnego,

● zapewnienie warunków do wdrożenia strategii remonto-wych opartych na:– aktualnym stanie technicznym urządzenia, – analizie niezawodności, – analizie ryzyka,

● zapewnienie warunków do wdrożenia systemu zaawansowa-nego wspomagania zarządzania, obejmującego wiedzę o ak-tualnym i prognozowanym stanie majątku produkcyjnego.Przed wdrożeniem Systemu Zarządzania LM System

PRO+® informacje i wiedza o stanie technicznym urządzeń blo-ków energetycznych 1 – 6 były rozproszone w różnych syste-mach cyfrowych, takich jak:● system Procontrol P14 dla bloków 1 – 3, ● system Melody dla boków 4 – 6,● w uzupełniających systemach cyfrowych umożliwiających

kontrolę prawidłowości przebiegu procesów oraz pracyurządzeń podstawowych, np.:– system firmy Bentley Nevada dla diagnostyki turbozes-

połów oraz pomp wody zasilającej,


● biblioteką rysunków i schematów urządzeń.

Moduł zarządzania usterkami występującymi w elektrowni

Usterki występujące w urządzeniach pracujących w elek-trowni zgłaszane są przez kierowników bloku w łatwy i czy-telny sposób osobom nadzorującym pracę urządzeń. Wy-eliminowanie obiegu papierowego zgłaszanych problemóweksploatacyjnych skróciło czas podejmowania decyzji co dodalszej pracy danego urządzenia lub elementu urządzenia.Natychmiastowe przydzielenie zgłaszanej awarii odpowied-niemu wydziałowi nadzoru przyspiesza przeprowadzenieoględzin i ustalenie zakresu naprawy.

Elektroniczny obieg usterek w elektrowni posiada wielepozytywów. Głównymi zaletami są:– możliwość sprawdzania, na jakim etapie jest zgłoszona

usterka (nowo zgłoszona, w realizacji, potwierdzenie zre-alizowania przez zgłaszającego, zakończona),

– możliwość stworzenia Karty Awaryjnej urządzenia, która słu-ży do tworzenia statystyki awaryjności i dyspozycyjności.

Istnieje możliwość elastycznego konfigurowania formy ra-portów w postaci statystyk, tablic, diagramów, wykresów, etc.

Rys. 1

Rys. 2. Karta Zakłócenia Pracy Urządzenia

Rys. 3. Przykład diagramu przedstawiającego statystykę przyczyn awarii urządzeń, opisanych w „Kartach awaryjnych”,

które zakłóciły prawidłową pracę bloków

Rys. 4. Liczba usterek odnotowanych na poszczególnych blokach

Rys. 5. Wielkość ponoszonych kosztów napraw spowodowanych wyłączeniami urządzeń

Innym, bardzo pomocnym i docenianym zakresem jestnadzór nad stanem technicznym walczaków. Wyniki badańwalczaków, które zostały przeprowadzane w Elektrowni Turów,zaimportowane na podstawie formatek do systemu, prezentu-ją łatwy w odczycie stan obecny. Prezentacje graficzne służąspecjalistom do szybkiego podejmowania decyzji co do zakre-su i lokalizacji napraw.

W ten sposób można szybko zlokalizować:● miejsca przeprowadzanych badań twardości i grubości

ścianki,● miejsca badań wizualnych, metalograficznych, ultra-

dźwiękowych,● miejsca z wynikami pomiarów odbiegającymi od warto-

ści dopuszczalnych.

Narzędziem równie istotnym, znajdującym się w opisieelementów, urządzeń i obiektów, jest „Karta urządzenia”. W takiej karcie po jednym kliknięciu widoczne są:● zapisane wszystkie parametry urządzenia zgodnie z DTR, ● terminy przeprowadzanych badań oraz protokoły tych

badań,


Moduł zarządzający wynikami badań

W module tym gromadzone są wszystkie zlecenia badań urzą-dzeń i elementów objętych szczegółową kontrolą i nadzorem.

W Elektrowni Turów takimi układami są:● układ ciśnieniowy (parownik, komory przegrzewaczy IN-

TREX, walczaki, rurociągi energetyczne),● układ odprowadzania popiołu (chłodnice boczne, chłod-

nice śrubowe),● układ podawania węgla (przenośniki, podajniki, zasobni-

ki węgla).Podczas rocznej eksploatacji systemu dużo danych his-

torycznych oraz na bieżąco przeprowadzanych pomiarachdotyczyło układu ciśnieniowego. Badania przeprowadzanena ww. układzie to przede wszystkim program badań opra-cowany przez specjalistów wydziału nadzoru kotłowegomający na celu ograniczenie i wyeliminowanie powstają-cych nieszczelności. W każdym dłuższym postoju kotła ba-dane są rury parownika w sposób pozwalający na bieżącąanalizę ich stanu technicznego oraz aktualizację prognozyprzez LM System PRO+®.

Analizując wyniki przeprowadzonych badań szczególnąuwagę zaczęto zwracać na obszary nad kanałami powrotny-mi z cyklonów na ścianie tylnej. W każdych następnych dłuż-szych postojach zlecane są pomiary grubości ścianek rurekranowych ze specjalnym wskazaniem na obszary, w któ-rych zaobserwowano postępującą degradację erozyjną.

Na podstawie wprowadzonych danych do systemu wy-generowany został raport o ubytkach. W raporcie zostałyujęte rury przeznaczone do wymiany bądź też napawań (wzależności od przyjętej granicy minimalnej grubości ścianki).Raport jest w postaci tabelarycznej, który można eksporto-wać do pliku EXCEL, WORD bądź też skopiować do innegodowolnego programu edytorskiego. Takie zestawienie prze-kazywane jest w formie zakresu prac wymagających wyko-nania do firmy, która zajmuje się naprawą lub też wymianązerodowanych odcinków rur.

Rys. 7. Raport o ubytkach

Rys. 6. Wprowadzone dane historyczne z 10 lat badań parownika (ściana tylna).

Na czerwono zaznaczono obszary najbardziej narażone na erozję

Rys. 8


Zdalna diagnostyka urządzeń cieplno-mechanicznychelektrowni, a w tym także głównych rurociągów parowych,wykorzystuje informacje pochodzące z dwóch źródeł:● badania wykonywane podczas postoju urządzenia,

● analiza bieżących warunków pracy na podstawie moni-torowania istotnych, z punktu widzenia trwałości urzą-dzenia, w tym możliwości identyfikowania stanów awa-ryjnych, cieplno-mechanicznych parametrów pracy.

● diagnozy postawione na podstawie przeprowadzonychbadań,

● aktualne prognozy trwałości,● historia usterek i napraw o szerszym zakresie, ● odniesienia do schematów i rysunków dotyczących da-

nego urządzenia lub elementu.

Moduł dokumentów

Moduł ten bardzo ułatwia pracę z dokumentacją dotyczą-cą urządzeń zainstalowanych w elektrowni. Powiązanie listy

urządzeń oraz filtrów, które służą odrzucaniu dokumentacjiniezwiązanej z tą, której szukamy, niezwykle ułatwia przeszuki-wanie zaimportowanych wcześniej dokumentów. Programogranicza obieg dokumentacji papierowej i czas przesyłaniasprawozdań, przynosi wymierne korzyści w postaci szybkiegoodnajdywania Dokumentacji Techniczno-Ruchowej urządzeńpotrzebnych przy zamówieniach i zmianach parametrów eks-ploatacyjnych oraz skraca czas w podejmowaniu decyzji.

Moduł biblioteki rysunków i schematów

Moduł ten, podobnie jak moduł opisany powyżej, jest rów-nież dużym ułatwieniem dla specjalisty opierającego się nadokładnych schematach, rysunkach czy też dokumentacjifotograficznej urządzeń. Rysunki i schematy niegdyś kreślonewyłącznie na papierze przechodzą już do „lamusa”. Dzisiejszeprogramy graficzne pozwalają – można stwierdzić w zależno-ści od wyobraźni i możliwości technicznych projektanta – nakonstruowanie, projektowanie i rysowanie schematów urzą-dzeń w dowolnej skali i o dowolnych parametrach, w konsul-tacji z eksploatującym. Obieg elektroniczny jest nieporówny-walnie szybszy i dokładniejszy w precyzowaniu żądanychzmian konstrukcyjnych. Dostęp do wymaganych schematówpoprzez tworzenie bibliotek i powiązań w systemie zarządza-nia LM System PRO+® jest dużym ułatwieniem i eliminujeilość przekazywanych wersji papierowych do elektrowni (przy-kładowo zamiast trzech, czterech i większej liczby kopii rysun-ków przekazywana jest płyta CD + 1 kopia wersji papierowej).

Pełne wykorzystanie możliwości Systemu nastąpi w nieda-lekiej przyszłości. Rozważa się zarówno rozszerzenie systemuna pozostałe elementy kotła i urządzenia bloku, jak równieżzaimplementowanie nowych funkcjonalności upraszcza-jących obsługę.

Rys. 9. Karta urządzenia

Wojciech Brunné, Jerzy Trzeszczyński Pro Novum Sp. z o.o.Janusz Haliński Geopomiar S.C.

Zdalna diagnostyka głównych rurociągów parowych bloków energetycznych

Remote diagnostics of main steam pipelines of power units


Pierwsze źródło danych to diagnostyka, wykorzystującabadania nieniszczące, niszczące, pomiary geometrii orazobliczenia do oceny stanu technicznego i opracowania pro-gnozy trwałości elementów krytycznych.

Przy opracowaniu oceny stanu technicznego opieramysię na naszej, uzgodnionej z UDT, metodyce postępowaniaw formie:● instrukcji badań i pomiarów diagnostycznych oraz oceny

stanu technicznego rurociągów wysokoprężnych i wy-sokotemperaturowych w elektrowniach i elektrociepłow-niach [1],

● rekomendacji w zakresie kwalifikowania urządzeń cieplno– mechanicznych bloków 200 MW w PKE S.A. do pracydo 350 000 godzin [2].Drugie źródło danych to monitorowanie w trybie on line

wybranych parametrów pracy rurociągów, co pozwala naocenę ich bieżącego stanu technicznego oraz aktualizacjęprognozy trwałości.

Na temat oceny stanu technicznego rurociągów istniejebogata literatura techniczna, m.in. [3 – 5]. Zdalna diagnosty-ka nie wprowadza w tym zakresie dodatkowych wymagań.Każdy, poprawny sposób określenia stanu technicznego rurociągów i ich prognozy trwałości może stanowić podsta-wę do kontynuowania ich bieżącej oceny w sposób zdalny– bezobsługowy.

Koncepcja zdalnej diagnostyki rurociągów parowych

Istotą zdalnej diagnostyki jest wybór parametrów pracy,których bieżące wartości można powiązać z warunkami pra-cy istotnie wpływającymi na stan techniczny poszczegól-nych elementów oraz całej konstrukcji. Następnie należyopracować algorytmy ich przetwarzania oraz kryteria ocenywyników obliczeń. Posiadając aktualną ocenę stanu tech-nicznego rurociągów można zsynchronizować procesy:– technologiczny,– diagnostyki,w taki sposób, że każde – istotne z punktu widzenia poten-cjalnego ubytku trwałości – „zdarzenia eksploatacyjne” możebyć w trybie „on line” analizowane pod kątem zmiany stanutechnicznego i redukcji prognozy trwałości. Wymaga to in-tegracji, za pośrednictwem bloku analitycznego, dwóch wy-żej opisanych źródeł danych.

Charakterystyczną cechą rurociągów parowych jest to,że nie wystarczy analizować cieplno-mechaniczne warunkipracy poszczególnych ich elementów, żeby mieć prawdziwy(pełny) obraz ich stanu technicznego. Należy jeszcze dyspo-nować odpowiednimi informacjami dotyczącymi przemiesz-czeń cieplnych całej instalacji.

Fotogrametryczny system detekcji przemieszczeń, opis techniczny

Fotogrametryczny system detekcji przemieszczeń służydo ciągłych, automatycznych pomiarów przemieszczeń róż-nego typu obiektów. Dedykowany jest w szczególności dopomiarów przemieszczeń reperów, zastabilizowanych na ru-rociągach parowych bloków energetycznych.

System zbudowany jest z zespołu kamer przemysło-wych i jednostki sterującej (komputera). Kamery są połączo-ne systemem kabli i przekaźników z jednostką sterującą, naktórej zainstalowane jest odpowiednie oprogramowanie. W skład systemu wchodzą ponadto repery pomiarowezastabilizowane na badanym obiekcie oraz repery odniesie-nia. Repery pomiarowe przewidywane dla pomiarów ruro-ciągów parowych to stalowe trzpienie przyspawane do ru-rociągu. W celu prawidłowej detekcji obrazu, repery musząposiadać kuliste końcówki. Podobną budowę muszą miećrównież repery odniesienia, z tym, że montowane będą onena stałych elementach konstrukcyjnych (ściany, słupy itp.).

Działanie systemu polega na cyklicznej rejestracji obra-zu, detekcji położenia reperów pomiarowych i obliczeniu ichwspółrzędnych. Po uruchomieniu systemu cykle wykony-wane są w sosób ciągły – po wykonaniu jednego cyklu auto-matycznie wykonywany jest cykl kolejny. Każdy cykl składasię z trzech zasadniczych etapów.● Etap wykonania zdjęć – w ramach tego etapu każda

kamera wykonuje zdjęcie, które następnie przesyłanejest do komputera i zapisywane na dysku w postaci plikujpg. Wykonanie zdjęć jest synchronizowane – wszystkiekamery wykonują zdjęcia w tym samym czasie,

● Etap detekcji obrazu – podczas tego etapu wykonywa-na jest analiza obrazów z wszystkich kamer. W efekcieotrzymuje się współrzędne tłowe (w układzie zdjęcia)reperów pomiarowych i reperów odniesienia dla każdejz kamer. Współrzędne te zapisywane są w plikach teks-towych na dysku komputera,

● Etap analityczny – etap ten dzieli się na dwie części:– obliczenie elementów orientacji kamer – wykorzystuje

się tutaj współrzędne tłowe reperów odniesienia; w części tej korygowane są i eliminowane ewentualnedrobne zmiany położenia i orientacji kamer, wywołanenp. drganiami;

– obliczenie współrzędnych reperów pomiarowych – wy-korzystuje się tutaj współrzędne tłowe tych reperóworaz obliczone wcześniej elementy orientacji kamer; w efekcie otrzymuje się terenowe współrzędne repe-rów pomiarowych w przyjętym przestrzennym ukła-dzie XYH.

Przykład rozmieszczenia kamer na głównych rurocią-gach parowych bloku 200 MW przedstawiono na rysunku 1,a panel fotogrametryczny na rysunku 2.

Rys. 1. Schemat rozmieszczenia reperów oraz kamer do śledzenia ich przemieszczeń na głównych rurociągach parowych bloku 200 MW


Blok analityczny

Blok analityczny usytuowany jest w Stacji ObiektowejLMSP, która zintegrowana jest z siecią IT elektrowni orazpoprzez VPN z serwerem Platformy Informatycznej LM Sys-tem PRO+® w Pro Novum. Jeśli elektrownia/centrum zarzą-dzania grupą elektrowni posiada wymieniony system infor-matyczny, to integracja z serwerem Pro Novum nie jest ko-nieczna, chyba, że eksperci Pro Novum realizują maitenancew zakresie informatycznym oraz support ekspercki.

Koncepcja platformy informatycznej LM System PRO+®

oraz przykłady jej obiektowych aplikacji były m.in. prezentowa-ne na poprzednich Sympozjach organizowanych przez Pro No-vum oraz opublikowane w Biuletynie Pro Novum na łamachEnergetyki [6 – 7] i w innych czasopismach branżowych [8 i 9].

Analiza sygnałów fotogrametrycznych oraz wybranychdanych ruchowych odbywa się pod kontrolą programu LMSerwis PRO, stanowiącego jeden z pakietów funkcjonalnychplatformy informatycznej LM System PRO+ (rys. 3).

Efektem pracy systemu są automatycznie generowane okre-sowe raporty, które w najbardziej nieabsorbującej obsługęwersji generują komunikat typu: poprawnie/nieprawidłowo.

Raporty mogą być komentowane przez ekspertów w for-mie wniosków i zaleceń.

Podsumowanie

Możliwości systemu bezobsługowej diagnostyki on-line

rurociągów parowych

● Monitorowanie istotnych, z punktu widzenia trwałości(żywotności) elementów krytycznych, parametrów pracy.

● Monitorowanie zachowania się całej konstrukcji, pośred-nio, także stanu zamocowań rurociągów.

● Czas pracy rurociągów, w tym czas pracy „pod ciśnie-niem – bez przepływu” dla części rurociągów występują-cych w takich stanach pracy.

● Identyfikacja stanów pracy bloku.● Wykrywanie stanów awaryjnych w postaci tzw. uderzeń

hydraulicznych i/lub wodnych.● Identyfikacja źródeł pochodzenia zakłóceń jw.● Bieżąca aktualizacja prognozy trwałości (żywotność).● Aktualny stan techniczny rurociągów.● Automatyczne dokumentowanie historii eksploatacji.● Rozwiązywanie indywidualnych problemów, np. dopusz-

czalnego oddziaływania rurociągów na turbinę, popraw-ności regulacji zamocowań, etc.

Podstawowe warunki wdrożenia

zdalnej diagnostyki rurociągów

● Rurociągi posiadają aktualną ocenę stanu technicznegooraz prognozę dalszej eksploatacji.

● Instalacja reperów i kamer do śledzenia przemieszczeńrurociągów.

● Instalacja Stacji Obiektowej LMSP w elektrowni.● Ustanowienie połączenia VPN Stacji Obiektowej LMSP z ser-

werem w Pro Novum na czas uruchomienia systemu i sup-portu eksperckiego (opcja) lub serwerem Platformy Infor-matycznej w centrum zarządzania grupy elektrowni, jeśliwyposażono się wcześniej w takie oprogramowanie.Uwaga: Do czasu instalacji reperów i kamer system możespełniać swoją funkcję wykorzystując moduł wykrywaniai identyfikacji zakłóceń na podstawie typowych paramet-rów ruchowych.

Korzyści z wdrożenia

zdalnej diagnostyki rurociągów parowych

● Bezobsługowy nadzór nad stanem technicznym rurocią-gów.

● Ocena aktualnego stanu technicznego rurociągów napodstawie wszystkich istotnych informacji diagnostycz-nych i eksploatacyjnych.

● Niskie koszty nadzoru diagnostycznego przy zachowaniunajwyższych standardów technicznych.

● Spełnienie przepisów Urzędu Dozoru Technicznego.● Zarządzanie wiedzą o stanie technicznym rurociągów

„z jednego miejsca”, np. inżynierii centrum usług wspól-nych grupy elektrowni.

● Zapewnienie bezpiecznej pracy, przy niskich kosztachnadzoru diagnostycznego, rurociągów, których czas eks-ploatacji zamierza się przedłużyć ponad 300 000 godzin.

LITERATURA

[1] Instrukcja badań i pomiarów diagnostycznych orazoceny stanu technicznego rurociągów wysoko-pręż-nych i wysokotemperaturowych w elektrowniach i elek-trociepłowniach. Instrukcja Pro Novum nr I/PN-122/1

[2] PN/90/2522/2010 Rekomendacje w zakresie kwalifikacjiurządzeń cieplno-mechanicznych bloków 200 MW w PKES.A. do pracy do 350 000 godzin. Katowice 2011

Rys. 2. Panel fotogrametryczny

Rys. 2. Panel fotogrametryczny


Problem uszkodzeń elementów układów technologicz-nych elektrowni i elektrociepłowni powodowanych zjawi-skiem FAC (Flow Accelerated Corrosion, korozjo-erozji) jestznany w energetyce od ponad 40 lat, a sam mechanizmniszczenia jest obecnie dobrze zdefiniowany wraz z określe-niem czynników krytycznych dla wystąpienia tego nieko-rzystnego i groźnego w efektach zjawiska. Problem FAC do-tyczy zarówno jednostek konwencjonalnych z różnymi ukła-dami pracy kotłów (kotły parowe, kotły odzysknicowe), jakrównież jednostek atomowych. Pomimo obecnego, bardzodobrego rozpoznania podstaw zjawiska FAC w zakresieprzyczyn, mechanizmu oraz lokalizacji uszkodzeń, w dal-szym ciągu stwierdza się przypadki powtarzających się po-dobnych uszkodzeń w obszarach, w których występowałypoprzednio. Przyczyn takiego stanu rzeczy może być wiele,lecz najczęstsze wskazują na:● brak zrozumienia charakteru zjawiska oraz roli czynni-

ków koniecznych do wystąpienia,

● błędną interpretację charakteru historycznych uszko-dzeń,

● brak podejmowania działań eliminujących przyczynę, a nie skutek uszkodzenia,

● utrzymywanie „status quo” w zakresie korekcji fizyko-chemicznej czynnika obiegowego bez względu na cha-rakter stwierdzanych uszkodzeń,

● brak reakcji po modyfikacjach konstrukcji urządzeń, w tym zmian materiałów konstrukcyjnych, w zakresieutrzymywanych parametrów fizykochemicznych czynni-ka obiegowego.

Finalnym efektem procesów niszczenia powodowanychprzez FAC, oprócz szeregu bezpośrednio związanych innychtypów uszkodzeń, są rozerwania stalowych elementówukładów technologicznych (rurociągów, płaszczy zbiornikówitp.) skutkujących wypływem czynnika obiegowego do oto-czenia.

[3] Brunné W.: Stały nadzór nad stanem technicznym ruro-ciągów wysokoprężnych w elektrowniach i elektro-cie-płowniach. Energetyka 2002, nr 11

[4] Brunné W.: Możliwości wydłużania żywotności głów-nych rurociągów parowych do założonego czasu pracy.Energetyka 2002, nr 12

[5] Brunné W., Zbroińska-Szczechura E.: Rekomendacje w za-kresie badań i oceny stanu technicznego urządzeń ciep-lno-mechanicznych podlegających Urzędowi Dozoru Tech-nicznego, których czas pracy może przekroczyć 300 000godzin. XII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe „Diag-nostyka i remonty długo eksploatowanych urządzeń ener-getycznych”, Wisła 2010

[6] Trzeszczyński J.: LM System PRO® jako nieodzownaczęść systemów wspomagania zarządzania elektrow-nią. VIII Sympozjum Informacyjno-Szkoleniowe „Diag-nostyka i remonty długo eksploatowanych urządzeńenergetycznych. Jak długo mogą jeszcze pracować sta-re urządzenia cieplno-mechaniczne?”, Ustroń 2006

[7] Trzeszczyński J.: Concept and Present State of Imple-mentation of LM System PRO® – the System Support-

ing Maintenance of Thermo-Mechanical Power Equip-ment. 3rd ETC Generation and Technology Workshop“Life Time Management of Pressurized Equipment”,Dublin, Irlandia 2007

[8] Trzeszczyński J., Murzynowski W. Białek S.: LM SystemPRO®+ oprogramowanie wspierające zarządzanie mająt-kiem produkcyjnym elektrowni. Nowa Energia 2009, nr 5

[9] Trzeszczyński J., Murzynowski W., Białek S.: Zarządza-nie wiedzą o stanie technicznym majątku produkcyjne-go grupy elektrowni z wykorzystaniem platformy infor-matycznej LM System PRO®+. XII Sympozjum Infor-macyjno-Szkoleniowe „Diagnostyka i remonty urządzeńcieplno-mechanicznych elektrowni. Modernizacje urzą-dzeń energetycznych w celu przedłużenia ich eksploa-tacji powyżej 300 000 godzin”. Wisła 2010

Paweł Gawron, Sylwia DaniszPro Novum Sp. z o.o.

Uszkodzenia typu FAC (Flow Accelerated Corrosion)

a bezpieczeństwo pracy w kontekście przedłużania czasu pracy urządzeń

Flow Accelerated Corrosion (FAC) a work safety in the context of lifetime extension of power equipment


W tabeli 1 zamieszczono zestawienie najczęstszych ob-szarów występowania uszkodzeń typu FAC (jednofazowegoi dwufazowego) dla jednostek konwencjonalnych.

Jak wynika z powyższego zestawienia obszar występo-wania uszkodzeń typu FAC w układach konwencjonalnychograniczony jest do układu zasilającego (rurociągów głów-nych i pomocniczych, podgrzewaczy regeneracyjnych,odgazowywaczy), a więc elementów poza głównymi urzą-dzeniami wytwórczymi. Z uwagi na typową lokalizacjępowyższych elementów w planie przestrzennym elektrow-ni/elektrociepłowni pokrywającą się zwykle z ciągami komu-nikacyjnymi oraz liczbę stwierdzanych uszkodzeń typu FACprzy bardzo poważnych skutkach, jakie mogą one nieść zasobą (w historii energetyki zanotowano wiele wypadków, w tym śmiertelnych na skutek uszkodzeń typu FAC), wska-zanym jest podjęcie działań pozwalających na lepsze zrozu-mienie zjawiska z identyfikacją faktycznego stanu elemen-tów w obszarach potencjalnych uszkodzeń. Nawet niewiel-kie uszkodzenia typu FAC wymagają podjęcia działań korek-cyjnych, aby ograniczyć ich wpływ na bezpieczeństwo pra-cy oraz niezawodność i dyspozycyjność urządzeń. Ma toszczególnie ważne znaczenie w przypadku długo eksploato-wanych jednostek energetycznych w niesprawdzonychobszarach, gdzie uszkodzenia typu FAC są prawdopodobne,a nie zostały do chwili obecnej stwierdzone lub wystąpiły i nie zostały zidentyfikowane jako uszkodzenia typu FAC.

Realizowane obecnie lub planowane modernizacje blo-ków 200 MW (jak również 120 MW) mające na celu wydłu-żenie czasu ich pracy do 350 tys. godzin (i więcej), czyli per-spektywę dalszej ich ok. 20-letniej eksploatacji, nastawionesą na spełnienie wymagań ochrony środowiska w zakresieemisji zanieczyszczeń (NOx, SOx, CO2) i obejmują swym za-kresem przede wszystkim główne urządzenia wytwórcze.Zakres działań remontowych w układach wody zasilającej(rurociągi główne i pomocnicze, wymienniki ciepła, zbiorni-ki wody zasilającej i odgazowywacze), czyli obszary poten-cjalnie narażone na FAC, z wyjątkiem koniecznych wymianwkładów rurowych wymienników (w tym kondensatorówturbinowych) jest symboliczny. W efekcie czas pracy niektó-rych elementów układów wody zasilającej często jest równyz całkowitym, dotychczasowym czasem eksploatacji danejjednostki, a w perspektywie pozostaje dalsze kilkadziesiąt latpracy. W sytuacji tej prawdopodobieństwo wystąpieniauszkodzeń (także tych na rurociągach największych średnic)

znacząco wzrasta i musi być brane pod uwagę z uwagi nabezpieczeństwo pracy ludzi i urządzeń.

Mechanizm, skutki

Odporność korozyjna elementów stalowych w układachwody zasilającej uzależniona jest od wytworzenia się wła-ściwych, tlenkowych warstewek ochronnych. W zależnościod warunków fizykochemicznych panujących w obiegurodzaj tlenków (a także wzajemny ich udział) wchodzącychw skład tej warstwy może być różny. Proces niszczenia naskutek FAC rozpoczyna się w momencie, kiedy istniejącawarstwa ochronna magnetytu ulega „rozpuszczeniu” wprzepływającym turbulentnie strumieniu wody (FAC jedno-fazowe) lub mokrej pary (FAC dwufazowe). Proces ten pro-wadzi do redukcji grubości warstewki ochronnej, a w dal-szym etapie do szybkiego ubytku grubości ścianki.Możliwość wystąpienia zjawiska FAC jest o tyle groźna, żeszybkość ubytku grubości materiału może sięgać 3mm/rok, uszkodzenie następuje nagle i może mieć katastro-falny wymiar (głównie ze względu na możliwe miejscawystępowania).

Występowanie zjawiska FAC w danym obszarze w żad-nej mierze nie wyklucza możliwości występowania innychrodzajów korozji (pitting, zmęczenie korozyjne i termiczne,korozja podosadowa, kawitacja i inne).

Intensywność procesu niszczenia (FAC jednofazowy) jestzależna od wzajemnej interakcji trzech podstawowych czyn-ników:● warunków fizykochemicznych w układzie wody zasilającej

– potencjał utleniająco-redukcyjny– odczyn pH

● hydrodynamiki przepływu czynnika w danym obszarze– prędkość przepływu– geometria– temperatura

● rodzaju materiałów konstrukcyjnych.

Warunki

fizykochemiczne

Tworzenie się odpowiednio trwałej warstewki ochron-nej tlenków na powierzchniach metalu uzależniona jest odstosowanej korekcji chemicznej wody. W zależności od cha-rakterystyki danego układu, w tym głównie obecności

Tabela 1


lub nie metali nieżelaznych, rodzaj prowadzonej korekcjichemicznej czynnika wpływa na wielkość potencjału utlenia-jąco-redukcyjnego.

W układach, w których dozowane są środki redukcyjne,a tym samy ilość obecnego tlenu w układzie jest bliska zeru,maleje wartość potencjału utleniająco – redukcyjnego i wzras-ta prawdopodobieństwo wystąpienia FAC. Z drugiej stronyutrzymanie redukcyjnych warunków środowiska jest koniecz-ne dla zabezpieczenia elementów wykonanych ze stopówmiedzi, stąd w układach technologicznych, w których są oneobecne, nie ma możliwości całkowitego wyeliminowaniazjawiska FAC tylko poprzez ingerencję w parametry fizyko-chemiczne czynnika obiegowego.

Na rysunku 1 przedstawiono mechanizm tworzenia orazmorfologię warstewek ochronnych w warunkach redukcyj-nych i utleniających.

W warunkach redukcyjnych warstewkę ochronną ma-teriału (w temperaturach poniżej 3000C) stanowi prak-tycznie magnetyt. Jego tworzenie związane jest z bezpo-średnią reakcją żelaza z wodą oraz dyfuzją jonów żelazapoprzez porowate, już wytworzone tlenki. W normalnychwarunkach szybkość procesu warunkowana jest szybko-ścią procesu dyfuzji, aż do osiągnięcia warunków rów-nowagi. Trwałość warstewki magnetytowej jest równieżściśle związana z odczynem pH i dla warunków tempera-turowych, jak w typowych układach wody zasilającej,minimum rozpuszczalności osiągane jest dla wartościok. 9,4 – 9,6.

Na rysunku 2 przedstawiono zależność rozpuszczalnościmagnetytu w funkcji pH i temperatury.

W warunkach utleniających (potencjał utleniająco-re-dukcyjny > 0 mV) porowata warstwa magnetytowa „usz-czelniana” jest tworzącymi się tlenkami typu FeOOH i Fe2O3 ograniczając tym samym możliwość dyfuzjijonów żelaza od powierzchni metalu do czynnika obiego-wego. Z uwagi na blisko dwa rzędy mniejszą rozpusz-czalność tych tlenków w porównaniu z magnetytemutrzymywanie środowiska utleniającego (w układachgdzie jest to możliwe) zmniejsza, a nawet zatrzymujepostęp FAC, który przy niskim potencjale utleniająco-redukcyjnym i analogicznych warunkach hydrodyna-micznych miałby miejsce.

W laminarnych warunkach przepływu warstewki och-ronne wytworzone tak w warunkach utleniających jak i redukcyjnych zabezpieczają w dostatecznym stopniupowierzchnię metalu. Zjawisko FAC związane jest nieroz-erwalnie z pracą elementów układu w warunkach reduk-cyjnych w obszarach, w których temperatura pracy przy-pada na maksimum rozpuszczalności magnetytu (ok.1500C).

W turbulentnych warunkach przepływu czynnika (FACjednofazowy), będących w głównej mierze efektem zmiangeometrii układu (kolana, trójniki, zawory, redukcje, kryzyitp.), naruszona zostaje równowaga pomiędzy szybkościąprzyrostu warstewek ochronnych a ich „zmywaniem”przez strumień czynnika. Przyrost warstewki magnetytowejjest zbyt wolny, aby zrekompensować starty na grubościwarstewki ochronnej, która tym samym w niedostatecz-nym stopniu chroni powierzchnię metalu. Proces możetrwać aż do całkowitego pozbawienia materiału warstewkiochronnej, co daje charakterystyczne obrazy uszkodzeńtypu FAC.

Rys. 1

Rys. 2


Na rysunku 3 przedstawiono typowe obrazy uszkodzeń elementów powodowanych przez FAC jednofazowe.

Hydrodynamika przepływu

Oprócz ww. czynników chemicznych na intensywność pro-cesów typu FAC wpływają również hydrodynamiczne warunkiprzepływu strumienia czynnika obiegowego, a w szczególności:● temperatura czynnika, która oprócz wpływu na rozpusz-

czalność magnetytu, wpływa na właściwości czynnika obie-gowego (gęstość, lepkość, wartość współczynnika przeni-kania masy i inne),

● prędkość przepływu, która nie ma prostego przełożenia naintensywność prosesu niszczenia, ale ma związek z tur-bulencją strumienia czynnika obiegowego; na rysunku 4przedstawiono zależność szybkości ubytku materiału w funkcji prędkości przepływu i temperatury;

● transport masy, charakteryzujący wielkość transportumateriału (głównie magnetytu) z powierzchni elementudo czynnika obiegowego;

● geometria, „lokalizująca” miejsce prawdopodobnegowystąpienia uszkodzeń typu FAC; specyficzne układygeometryczne przyczyniają się do zwiększania transfe-ru masy wskutek lokalnych zmian w prędkości i turbu-lencji przepływu; doświadczenia wskazują, że uszko-dzenia typu FAC nie zachodzą praktycznie na odcin-kach prostych, a głównie w miejscach hydrodynamicz-nych zaburzeń przepływu; korelację pomiędzy wielko-ściami charakterystycznymi przepływu, geometriąukładu a wielkością transferu masy opisuje szeregliczb kryterialnych (m.in. Sherwooda, Reynoldsa), copozwala na algorytmiczne zdefiniowanie i zlokalizowa-nie potencjalnych miejsc uszkodzeń w danym układzietechnologicznym.

Materiały

konstrukcyjne

Typowe materiały konstrukcyjne używane w układachwody zasilającej (stale ferrytyczne) są podatne na uszkodze-nia typu FAC. Jednak już niewielki dodatek chromu (równieżmiedzi i molibdenu), na skutek zmiany morfologii warstewkitlenkowej (tworzenie się spineli żelazowo – chromowych) zna-cząco podnosi odporność materiału na tego typu uszkodze-nia. Doświadczenia wskazują, że przy zawartości chromu napoziomie 1 – 1,25% wag., uszkodzenia typu FAC nie wystę-pują, ale już dodatek ok. 0,1% wag. Cr powoduje znacz-ną redukcję możliwości wystąpienia tego typu uszkodzeń. Z powyższego faktu wynika, że racjonalne jest zastępowanieuszkodzonych na skutek FAC fragmentów układu elementa-mi wykonanymi ze stali z zawartością chromu na poziomieok. 1,25% wag.

Uszkodzenia na skutek turbulentnego przepływu czynni-ka dwufazowego (FAC dwufazowy) zachodzą ilekroć turbu-lentny strumień mieszanki wodno-parowej wchodzi w kon-takt z powierzchnią stali węglowej. Mechanizm oraz czynni-ki wpływające na uszkodzenia są podobne jak w przypadkuprzepływu jednofazowego z tą różnicą, że proces zachodzinajintensywniej w obszarach o wyższej temperaturze (175 – 1800C), a na skutek niekorzystnego współczynnika po-działu zawartości amoniaku i tlenu pomiędzy fazą ciekłą i parową, utrzymywanie reżimu utleniającego nie prowadzido ograniczenia intensywności procesu niszczenia. Gene-ralnie przepływ dwufazowy charakteryzuje się większą tur-bulencją od jednofazowego, stąd intensywność zjawiskamoże być większa. Obraz uszkodzenia jest odmienny jak dlaprzepływu jednofazowego, jednak nadal charakterystycz-nych dla uszkodzeń typu FAC (rys. 5).

Oprócz faktu niszczenia elementów układu wody za-silającej na skutek FAC, produkty korozji z tych procesów są wprowadzane wraz z wodą zasilającą do kotła powodującprzyspieszony wzrost ilości zanieczyszczeń na wewnętrz-nych powierzchniach rur ekranowych. Powoduje to przyczy-nowy związek pomiędzy ilością gromadzących się produk-tów korozji w kotle a występowaniem korozji rur ekrano-wych, szczególnie w miejscach o dużej gęstości strumieniacieplnego.

Rys. 3

Rys. 4


Możliwe rozwiązania

Krótkoterminowe

W przypadku stwierdzenia uszkodzenia jedynym możli-wym działaniem jest wymiana uszkodzonego elementu, z tym, że wymiana może być dokonana z użyciem elementuwykonanego z tego samego materiału lub, co jest wysocewskazane, ze stali o zawartości chromu powyżej 1,25% wag.Działanie takie likwiduje możliwość wystąpienia kolejnychuszkodzeń w danym obszarze, pozostawienie starego mate-riału odsuwa jedynie w czasie moment kolejnej usterki.

Długoterminowe

Jakiekolwiek działania długoterminowe mające na celuminimalizację zjawiska FAC muszą być skorelowane z fak-tycznym stanem urządzeń w układzie wody zasilającej i ro-dzajami materiałów w nim występujących.

Na rysunku 6 przedstawiono zestawienie głównych czyn-ników wpływających na intensywność zjawiska FAC.

Kontrola jednego lub dwóch powyższych czynników z utrzymywaniem ich wartości poza obszarem niebezpiecz-nym (dla danego elementu w układzie wody zasilającej)pozwala na kontrolę zjawiska FAC i praktyczne wyelimino-wanie możliwości jego wystąpienia.

W praktyce z uwagi na znaczące ograniczenia (np. brakmożliwości zmiany geometrii układu, ograniczenia przepływuitp.), tylko niektóre z wyżej wymienionych czynników są mo-dyfikowalne. Największe pole manewru dotyczy zastępowa-nia elementów zidentyfikowanych jako krytyczne dla FAC nawykonane z materiałów odpornych na ten rodzaj uszkodzeńoraz fizykochemicznych warunków w układzie wody zasilają-cej związanych z rodzajem prowadzonej korekcji chemicznej

czynnika. O ile w układach bez metali nieżelaznych dobrym i w większości przypadkach możliwym rozwiązaniem jestutrzymywanie wartości potencjału utleniająco-redukcyjnegow zakresie 0 mV – 100 mV, to w układach z elementami nieże-laznymi sytuacja jest bardziej skomplikowana.

Podsumowanie

Pomimo dobrego rozpoznania zjawiska erozjo-korozji(FAC) uszkodzenia tego typu są w dalszym ciągu szeroko spo-tykane, a zniszczenia przez nie powodowane mogą być bar-dzo znaczące i niebezpieczne dla ludzi.

W długo eksploatowanych jednostkach energetycznychprawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzeń na skutekFAC znacząco wzrasta również w obszarach, w których dochwili obecnej tego typu uszkodzeń nie stwierdzano.

Systemowa kontrola zjawiska FAC jest możliwa do reali-zacji, wymaga jednak objęcia swym zasięgiem szerokiegozakresu skorelowanych zagadnień (chemicznych, materiało-wych, badawczych i innych).

LITERATURA

[1] Power Plant Boilers Maintenance, Inspection andMonitoring. London 2006

[2] Dobosiewicz J.: Niektóre procesy fizykochemiczne zachodzące na powierzchni kotłów walczakowych,IXKonferencja N-T. Szczyrk 2003

[3] McIntyre S. M.: Boiler tube failures, Boston. New Jer-sey Ashland 2006

[5] Recommendations for an effective Flow AcceleratedCorrosion program, EPRI, 1996

[6] Guidelines for controlling flow-accelerated corrosion infossil and combined cycle plants, EPRI, Palo Alto,CA:2005, 1008082

[7] Dooley Barry R., Shields Kevin J., Shulder Stephen J.:Lesson learned from fossil FAC Assessments, PowerPlant Chemistry 2010, 12(9)

[8] Uchida S., Naitoh M, Okada H., Uehara Y., Kosizuka S.,Svoboda R., Lister D.: Effects of water chemistry onflow accelerated corrosion an liquid droplet impinge-ment ac-celerated corrosion, Power Plant Chemistry2009, 11(2)

[9] Dooley Barry R.: Flow accelerated corrosion in fossiland combined cycle/HRSG plants, Power Plant Che-mistry 2008, 10(2)

[10] Zbroińska-Szczechura E., Dobosiewicz J.: Uszkodzeniaerozyjno-korozyjne urządzeń pracujących w układziewodno-parowym bloków energetycznych, Chemia i Diagnostyka dla Energetyki. Szczyrk 2007

Rys. 5

Rys. 6


W Polsce buduje się coraz liczniejsze zasobniki ciep-ła. Kilka z nich to jednostki o dużej pojemności, działające w elektrociepłowniach współpracujących z dużymi systemamiciepłowniczymi. Największy z dotychczas zbudowanych pow-stał w EC Siekierki w Warszawie. Doświadczenia z eksploatacjidużych zasobników – o pojemności podobnej jak warszawski,a nawet większych – budowanych w innych krajach nie dająsię w pełni przenieść na grunt krajowy [1 – 4, 9], szczególnie w przypadku bardzo dużej elektrociepłowni o złożonym ukła-dzie technologicznym.

Efektem korzystania z zasobnika w elektrociepłowni jestmożliwość zwiększenia przychodów ze sprzedaży energii elek-trycznej poprzez jej maksymalizację w okresach wysokich cen.Tam gdzie instalacja wyposażona jest w turbiny przeciwpręż-ne, możliwości zarządzania wielkością produkcji są ograniczo-ne. Zapotrzebowanie na ciepło jest czynnikiem silnie limitują-cym generację elektryczności.

Optymalny sposób korzystania z zasobnika, szczególnie w obiekcie o złożonej strukturze technologicznej, trudno jestwypracować wyłącznie na podstawie doświadczenia i intuicjioperatorów. Na decyzję o doładowaniu lub rozładowaniu gowpływ ma wiele istotnych czynników, w tym: prognoza obcią-żenia (związana z prognozą pogody), aktualny stan sieci (dyna-mika zmian temperatury i przepływu – obecna i prognozowa-na), aktualny stan źródła ciepła (które z urządzeń są czynne,stan ich obciążenia, możliwości technologiczne i efektywnośćzmian, włączeń lub wyłączeń). W gospodarce skojarzonej is-totnym czynnikiem są także kwestie związane ze sprzedażąenergii elektrycznej. W warunkach rynkowych, obok realizowa-nych na bieżąco kontraktów, pojawia się potrzeba korzystaniaz rynku bilansującego, możliwość sprzedaży energii na gieł-dzie, a także możliwość podwyższania i obniżania mocy elek-trycznej odpowiednio do zmienności cen za energię. Zadaniekomplikuje się, jeżeli związane jest z przygotowaniem progno-zy obciążeń w horyzoncie kilku dni. Dla tego typu zagadnieńbrak jest doświadczeń w zakresie stosowania metod optyma-lizacji, zwłaszcza przy uwzględnieniu dużej dynamiki zmianwarunków ekonomicznych (zmienne regulacje i ceny).

W związku z powyższymi uwarunkowaniami z inicjatywyVHP dla zasobnika w EC Siekierki został zaprojektowany orazwdrożony system doradczy dedykowany do wspomaganiaplanowania jego pracy. Realizatorami były ITC PW oraz TT.

Celem tego oprogramowania jest wspomaganie pracy operato-ra poprzez wyznaczenie prognozy optymalnego ładowania i roz-ładowania zasobnika, wyznaczanie planów produkcji lub opty-malizacji procesu ładowania zasobnika w celu spełnienia zało-żonego planu produkcji energii elektrycznej.

Obiekt rozważań

Prezentowane wdrożenie zrealizowano w EC Siekierki na-leżącej do VHP. W jej układzie technologicznym można wyróżnićdwie zasadnicze części: kolektorową i blokową. Podstawę częścikolektorowej stanowi układ 5 turbin i 4 kotłów pracujących nawspólny kolektor. W tej części EC tylko jedna turbina posiadamożliwość pracy kondensacyjnej. Pozostałe maszyny są prze-ciwprężne lub upustowo-przeciwprężne. Podstawę części bloko-wej stanowią 4 bloki ciepłownicze, w tym 3 wyposażone w tur-biny przeciwprężne. Część podstawową układu podgrzania wo-dy sieciowej stanowią podgrzewacze podstawowe zasilane z po-szczególnych turbin. Do pracy szczytowej służą szczytowe pod-grzewacze zasilane z upustów turbin i kotły wodne. Zasobnikciepła jest przystosowany do współpracy z poszczególnymi blo-kami lub/oraz częścią kolektorową. Takie rozwiązanie pozwala naelastyczne zarządzanie jego pracą. Rozważany zasobnik ciepłajest to zbiornik bezciśnieniowy z poduszką parową. Jego podsta-wowe parametry przedstawiono w tabeli 1.

Wojciech Bujalski, Krzysztof BadydaInstytut Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej (ITC PW)Marcin BłasiakVattenfall Heat Poland S.A. (VPH)Michał WarchołTransition Technologies S.A. (TT)

Optymalizacja pracy dużego zasobnika ciepła na przykładzie wdrożenia w Vattenfall Heat Poland S.A.Optimization of operation of a large heat accumulator basing on the implemented solution at Vattenfall Heat Poland S.A.

Tabela 1

Zestawienie podstawowych parametrów zasobnika ciepła


Opis modelu matematycznego

System doradczy ma za zadanie optymalizować pracę za-sobnika. Zasobnik współpracuje z wybranymi urządzeniami wy-twórczymi. Jego funkcjonowanie powoduje oddziaływanie nacałość układu technologicznego. W związku z tym w celu opty-malizacji pracy zasobnika niezbędne okazuje się modelowaniepracy wszystkich elementów struktury technologicznej EC.

Funkcja celu

Jako funkcję celu wybrano zysk operacyjny obliczanywedług formuły wyrażonej wzorem (1). Z tej zależności wy-nika, że uwzględniane są koszty: paliwa, rozruchów i odsta-wień urządzeń, emisji – w tym emisji CO2, koszty ciepła zgro-madzonego w zasobniku. Po stronie przychodów uwzględnio-no tylko przychody z tytułu sprzedaży energii elektrycznej. Nieuwzględniono natomiast przychodów ze sprzedaży ciepła,ponieważ sterowanie pracą EC nie wpływa generalnie na wiel-kość jego sprzedaży. Dzięki zastosowaniu zasobnika ciepło np.może być produkowane na zapas i gromadzone w danymcyklu prognostycznym. Aby tego zjawiska uniknąć zastoso-wano element kary za wykorzystanie ciepła zgromadzonego w zasobniku.

(1)

Gdzie: i – indeks kolejnych kroków obliczeniowych, j – indeks kolejnych urządzeń uruchamianych, k – indeks kolejnych urządzeń odstawianych, Ki

EnEl – przychody z tytułu sprzedaży energii elektrycz-nej w kolejnych krokach obliczeniowych,

KiEmis – koszty emisji,

KiPal – koszty paliwa w kolejnych krokach obliczenio-

wych, Ki

Rozruch – koszty dla poszczególnych urządzeń poniesio-ne w związku z rozruchem urządzeń, jakie zos-

– tały wykonane, Kk

Odstaw – koszty dla poszczególnych urządzeń poniesio-ne w związku z odstawianiem urządzeń, jakie

– zostały wykonane, ∆KZasobnika – koszt wynikający z różnicy ciepła i ceny sprze-

daży ciepła, jakie zostanie zgromadzone na– początku i na końcu rozważanego czasu,

KiKara – wartość kary (strata) związana z niedotrzyma-

niem wielkości produkcji energii elektrycznej,zgodnie ze zgłoszonym grafikiem.

Model matematyczny

Na rysunku 1 przedstawiono ideowy schemat działaniamodelu. Jego zadaniem jest wyznaczenie produkcji energiielektrycznej i zużycia paliwa na podstawie zadanego obcią-żenia cieplnego. Na podstawie tych wielkości możliwe jestwyznaczenie przychodów i zysków, a co za tym idzie zyskuz działalności operacyjnej.

Algorytm obliczeń przedstawiono na rysunku 2. Obli-czenia zasilane są dwoma rodzajami informacji określanychna rysunku mianem danych żywych i prognostycznych. Da-ne żywe są odczytywane z elektronicznych systemów stero-wania EC. Służą one do odtworzenie stanu obiektu w mo-mencie rozpoczęcia obliczeń. Są to na przykład: stan nała-dowania zasobnika, informacja o stanie obciążenia poszcze-gólnych urządzeń itp. System wymaga następującychdanych prognostycznych: prognoza zapotrzebowania naciepło, prognoza cen energii, prognoza produkcji energiielektrycznej dla czasu, dla którego została zgłoszona, pro-gnoza dostępności urządzeń.

Po pobraniu danych system w pierwszej kolejności pro-wadzi weryfikację danych. Po jej wykonaniu generowanajest prognoza pracy zasobnika i pozostałych urządzeń. Jakwspomniano, w celu zamodelowania pracy układu niezbęd-ne jest opracowanie modelu matematycznego całej instala-cji. Model elektrociepłowni zbudowano na podstawie linio-wych modeli poszczególnych maszyn i urządzeń. W związkuz tym, że prognozy zapotrzebowania na ciepło i energięelektryczną są obarczone stosunkowo dużymi błędamidokładność zaproponowanej klasy modeli można uznać zawystarczającą do tego typu obliczeń. Modele poszczegól-nych urządzeń nie zostały zaprezentowane jako powszech-nie znane i opisane w literaturze, na przykład w [6 – 8].

Model zasobnika do celów prognozowania zapotrzebo-wania na ciepło dla rzeczywistych układów musi opisywaćdwa elementy, tj. stan naładowania zasobnika w momencieuruchomienia obliczeń oraz odwzorowywać zmiany nała-dowania zasobnika (ilość ciepła zgromadzonego i strumieńciepła pobieranego/ładowanego). Rozważany jest zasob-nik wodny wyporowy, w którym ciepło gromadzone jestpod postacią gorącej wody. Dostarczanie ciepła realizowanejest poprzez pompowanie do jego wnętrza gorącej wody odgóry przy jednoczesnym odbieraniu od dołu wody zimnej.W trakcie rozładowania prowadzony jest proces odwrotny.

W celu określenia ilości ciepła zgromadzonego w zasob-niku, jego model został podzielony na strefy. Ilość stref zale-ży od gęstości rozlokowania pomiarów temperatury. W modelu założono, że w każdej ze stref panuje stała tempe-ratura. Bliższy opis modelu zasobnika, który wykorzystanodla potrzeb omawianego zadania, przedstawiono we wcześ-niejszych publikacjach autorów [2, 3].

Rozwiązanie zadnia optymalizacyjnego

W przypadku obliczeń wykonywanych dla prognozowa-nia pracy zasobnika horyzont czasowy rozważany w obli-czeniach powinien wynosić minimum 24 godziny. W wielu przy-padkach konieczne jest uwzględnienie okresu np. 7-dniowego (specyfika odmienności stanów obciążenia

Rys. 1. Schemat ideowy działania modelu


wariantów – przy tak złożonej konfiguracji jak w EC Siekierkii w okresie przejściowym, kiedy jest wiele możliwości zas-pokojenia zapotrzebowania. Urządzenia mogą być urucha-miane w różnym czasie, ten czynnik prowadzi do kolejnegozwiększenia liczby wariantów obliczeniowych. Nakładaniena siebie konfiguracji układu i różnych chwil czasowych uru-chamiania poszczególnych urządzeń prowadzi do zwielokrot-nienia wskazanej wcześniej liczby wariantów. Rozwiązywaniepo wielokroć skomplikowanego zadania optymalizacyjnegopowoduje wydłużenie czasu obliczeń do poziomu absolutnieniemożliwego do akceptacji.

W związku z powyższym dla rozważanego przypadkuopracowane zostało rozwiązanie zastępcze. Uruchomienia i odstawienia urządzeń są wykonywane według specjalnegoalgorytmu. Na jego potrzeby opracowana została specjalnaheurystyka, która ma za zadanie odwzorować wiedzę doty-czącą optymalnego zestawu urządzeń. Heurystyka ta jest roz-wiązaniem autorskim wykonawców. Zawiera ona w sobiekombinację obliczeń optymalizacyjnych i wiedzy eksperckiej.Jednym z jej elementów jest określenie zestawu urządzeń,jakie mogą zaspokoić daną wielkość zapotrzebowania. W układach bez zasobnika jest to zadanie trywialne. Na pod-stawie dopuszczalnych minimalnych i maksymalnych mocyposzczególnych urządzeń oraz ich dostępności wyznacza sięwszystkie możliwe zastawy urządzeń, jakie mogą pracowaćprzy danym zapotrzebowaniu. W układzie, w którym jestzainstalowany zasobnik, zadanie znacznie się komplikuje.Opisana powyżej zależność przestaje obowiązywać, ponie-waż pewne niedomiary lub nadmiary mocy mogą być pokry-te z zasobnika lub w zasobniku zgromadzone. Przy czym stanbieżący zasobnika w poszczególnych krokach jest zależny od stanów pośrednich. Do rozwiązania tego zadania opraco-wano tzw. algorytm tunelowy [1, 3]. Algorytm ten określa

Rys. 2. Schemat wykonywania obliczeń optymalizacyjnych

w weekendy). Optymalizacja pracy zasobnika wymaga tego,aby wszystkie stany obciążenia były rozważane jednocześ-nie, ponieważ wielkość jego naładowania zależy od obciąże-nia w poszczególnych stanach obiektu.

Krok obliczeniowy na potrzeby prowadzonych obliczeńprzyjęto równy jednej godzinie. W szczególnych przypad-kach może być realizowany okres 15-minutowy. Przy okre-sie obliczeniowym od 1 doby do 7 dób niezbędne okazujesię obliczenie jednocześnie od 24 do 672 stanów obciąże-nia. Dla przeciętnej elektrociepłowni liczba zmiennych decy-zyjnych (podlegających optymalizacji) dla jednego stanuobciążenia wynosi od ok. 10 nawet do 50 lub więcej. Przytak przyjętych założeniach liczba zmiennych decyzyjnych dlacałego zadania (łącznie dla wszystkich stanów obciążenia)wynosi od 240 do 33 600. Widać, że wielkość zadania silniezależy od przyjętych założeń. Czas obliczeń bardzo silniezależy od liczby zmiennych decyzyjnych poszukiwanych w jednym ich cyklu. Rozwiązanie zadania optymalizacji w rozważanym przypadku okazało się bardzo pracochłonne.Był to jeden z czynników silnie limitujących możliwości systemu doradczego. Maksymalny czas realizacji obliczeńod wprowadzenia danych do uzyskania rezultatu wynika z uwarunkowań uczestnictwa użytkownika w handlu energiąelektryczną na rynku bilansującym oraz na giełdzie energii.Jest to około 15 minut od wprowadzenia danych do uzyska-nia poprawnego rozwiązania.

Ponieważ procesowi optymalizacji podlegał również wy-bór zestawu pracujących urządzeń pojawiła się koniecznośćpowtarzania obliczeń dla różnych ich zestawów. Liczba kom-binacji zestawu urządzeń zależy od konfiguracji układu orazstanu obciążenia. Może to być jedna jedyna możliwa konfi-guracja układu (np. maksymalne obciążenie, kiedy wszyst-kie dostępne urządzenia muszą pracować) lub dziesiątki jej


wielkość mocy, jaka może być pokryta przez układ zasobni-kiem.

Praca zasobnika zmienia dopuszczalne zestawy pracują-cych urządzeń. Np. chwilowe niedobory mocy cieplnej mogąbyć pokrywane z zasobnika. Aby było to możliwe musi byćspełniony warunek ilości energii dostępnej w danej chwili w zasobniku oraz maksymalnej mocy, jaką należy pobrać z zasobnika. Trajektoria prowadzenia zasobnika określa ilośćciepła w nim zgromadzoną w danej chwili. Tunel dopuszczal-nych stanów to obwiednia wszystkich trajektorii, któremożna zrealizować przy danej trajektorii konfiguracji beznaruszania ograniczeń.

Opis systemu optymalizacyjnego

Zaprojektowany system doradczy ma stanowić narzędziedoradcze w procesie planowania produkcji w EC. Głównymjego celem jest obliczanie optymalnych przebiegów pracyposzczególnych urządzeń tak, aby zoptymalizować pracęukładu.

Architekturę informatyczną stanowiącą osnowę systemudoradczego do wspomagania planowania pracy zasobnikaprzedstawiono na rysunku 3. Centralnym elementem jestserwer ESS. Jego zadaniem jest przechowywanie i przeka-zywanie informacji między pozostałymi komponentami(wartości zmierzonych lub wyliczonych wielkości, ale takżegrafiki operatorskie). Swoje wartości przechowuje on w ba-zie MySQL.

Kolejnym elementem systemu jest zestaw zasilaczy(zaznaczony na czerwono). Zadaniem każdego z zasilaczyjest pobieranie wartości z odpowiedniego źródła i przeka-zywanie ich serwerowi. Dane żywe pobierane są z syste-mu PI za pomocą protokołu OPC przez zasilacz OPC-ESS.Wszystkie predykcje (zapotrzebowania na ciepło, ceny

energii na giełdzie czy dopuszczalne stany urządzeń) sąpobierane przez oddzielny zasilacz z innego źródła. Źródłempredykcji mogą być albo pliki w formacie MS Excel, albodane w bazie MS-SQL. Dane żywe przed dalszym użyciemsą walidowane. Realizuje to moduł walidatora danych.Walidacja danej polega na sprawdzeniu, czy jej wartość mie-ści się w zadanym zakresie i jeśli nie – „przycięciu” jej dotego zakresu i nadaniu odpowiedniego statusu.

Moduł agregatów ma za zadanie wyliczanie dopuszczal-nego przepływu ciepła do/z zasobnika oraz obliczanie ak-tualnych stanów wszystkich urządzeń na podstawie danychżywych (temperatury i ciśnienia pary świeżej, stanów palni-ków i mocy wentylatorów młynowych). Optymalizator wy-licza optymalne stany urządzeń na zadanym horyzoncieczasu. Wyniki optymalizacji (w postaci predykcji mocy urzą-dzeń) przekazuje serwerowi ESS. Prezentacji wyników obli-czeń dokonuje terminal ESS działający na stacji klienckiej.Wyświetla on szereg grafik z wartościami sygnałów (w pos-taci tabeli lub graficznie w postaci trendu) oraz może stwo-rzyć raporty w postaci plików MS-Excel. Terminal ESS służytakże do wprowadzania (zmieniania) niektórych wartościsygnałów za pomocą odpowiednich grafik.

Moduł koordynatora zadań uruchamia proces optymali-zatora w odpowiednim momencie. Gdy operator w graficewybierze rozpoczęcie optymalizacji terminal ESS zmieniwartość odpowiedniego sygnału w serwerze ESS. Zada-niem koordynatora jest śledzenie wartości tego sygnału i uruchomienie we właściwym momencie optymalizatora.Optymalizator może być również uruchamiany automatycz-nie w odstępach godzinowych. Za każdym razem moduł op-tymalizatora zostaje uruchomiony z nieco innymi opcjami,dotyczącymi miejsca zapisania wyników. Dzięki temu unikasię zamazywania wyników uzyskiwanych w kolejnychwywołaniach zadania optymalizacji. Kontrolę nad tym, gdziesą wyniki, której optymalizacji i kiedy je usuwać sprawujewłaśnie moduł koordynatora. Możliwości wykorzystaniasystemu komputerowego do optymalnego zarządzaniapracą zasobnika zostały omówione szerzej w [5].

Wykorzystanie zasobnika ciepła w celu zwiększenia produkcji

energii elektrycznej

Analizę wyników optymalizacji wykonanych za pomo-cą oprogramowania doradczego przeprowadzono na pod-stawie danych pochodzących z dotychczas wykorzysty-wanych programów wspomagających planowanie pro-dukcji. Jak wspomniano wcześniej, zasadnicze korzyści z wykorzystania oprogramowania doradczego wynikają z maksymalizacji zysków ze sprzedaży energii elektrycznejpoprzez minimalizację kosztów jej wytwarzania oraz opty-malnego wykorzystania dobowego profilu cen energiielektrycznej. Na rysunku 4 przedstawiono przykładowyprzebieg obciążenia cieplnego z okresu przejściowego w bieżącym roku dla siedmiu wybranych dni. Dla wybra-nych trzech dni z tego okresu wykonano optymalizację z wykorzystaniem trybu „zimowego”, czyli optymalizacjępracy urządzeń w dobie „n” oraz wykonania planu na do-by „n+1”, „n+2” oraz „n+3”.

Rys. 3. Architektura systemu informatycznego


Obciążenie cieplne EC Siekierki w tym okresie oscyluje w granicach maksymalnej mocy osiągalnej dla pracy w peł-nym skojarzeniu, okresowo ją przekraczając. W układziepracy bez zasobnika ciepła konieczne byłoby okresowewykorzystanie pracy szczytowych źródeł ciepła w postacikotłów wodnych. Odpowiednie zaplanowanie pracy zasobni-ka ciepła w horyzoncie dłuższym niż 24 godziny umożliwiawyrównanie obciążenia cieplnego jednostek wytwórczych,ograniczenie czasu pracy bądź też całkowite uniknięcie uru-chomienia jednostek szczytowych. Na rysunku 5 przedsta-wiono wynik optymalizacji dla danego okresu bez wykorzys-tania zasobnika ciepła.

Optymalizator obciąża urządzenia wykorzystując w pierw-szej kolejności część blokową o najwyższym współczynnikuskojarzenia, następnie turbiny części kolektorowej oraz okre-sowo uruchamia kotły wodne dla pokrycia okresów szczyto-wego zapotrzebowania na ciepło. System do ułożenia grafi-ku pracy wykorzystuje logikę odciążania urządzeń optymali-zując dzięki temu koszty rozruchów i regulacji urządzeń. W badanym okresie istotny jest także aspekt długości hory-zontu optymalizacji. System umożliwia optymalizację w okre-sie „n+3” oraz „n+6”. Na rysunku 6 przedstawiono grafikpracy urządzeń będący wynikiem optymalizacji w horyzoncie7-dniowym.

W obu scenariuszach jeden z bloków jest niedostępnyw początkowym okresie i pojawia się w dobie n+2. W wy-nikach otrzymanych w trybie „zimowym” optymalizator niepodejmuje decyzji o uruchomieniu bloku, ponieważ czas od pojawienia się bloku w dyspozycji do zakończenia hory-zontu optymalizacji jest zbyt krótki i ewentualne kosztyodstawienia bloku wpływają na decyzję o pozostawieniu go w rezerwie.

Przy wydłużonym horyzoncie optymalizacji systempodejmuje decyzję o uruchomieniu bloku zaraz po zmia-nie jego statusu na dostępny. Dzieje się tak, ponieważ efekt ekonomiczny przy pracującym bloku jest większy niż w przypadku utrzymania kotłów wodnych dla potrzebsieci cieplnej. Powyższe wnioski w teorii wydają się byćoczywiste, jednak jeśli rozważymy różne warianty optyma-lizacji odpowiedź często nie jest jednoznaczna. W takichprzypadkach możliwość analizy wielowariantowej jest bardzo pomocna.

Jako kolejne ilustracje działania systemu doradczegoprzedstawiono grafiki pracy urządzeń w scenariuszu z moż-liwością wykorzystania zasobnika ciepła. Optymalizacjewykonano odpowiednio w trybie „zimowym (n+3) i „let-nim” (n+6).

Przy optymalizacji w horyzoncie krótszym widoczne jest wykorzystanie zasobnika skutkujące wyrównaniemobciążenia jednostek wytwórczych. Optymalizator tak jak w poprzednim przypadku stara się regulować urzą-dzeniami w sposób minimalizujący ogólny koszt wytwa-rzania energii maksymalizując jednocześnie przychody ze sprzedaży energii poprzez wykorzystanie zasobnikaciepła.

Porównując grafik pracy urządzeń bez zasobnika i ten z zasobnikiem widać wyraźnie różnicę polegającą na utrzy-maniu w wariancie z zasobnikiem obciążenia urządzeń skojarzonych w „dolinach” zapotrzebowania na ciepło na niezmienionym poziomie. Ciepło będące nadwyżkąużyte zostaje na naładowanie zasobnika, a energia elek-tryczna wyprodukowana na tym cieple sprzedawana jest narynku bilansującym lub giełdzie energii w zależności od profilu cen. Zysk powstaje także z ograniczenia pracykotłów wodnych. W wariancie z akumulatorem optymali-zator na samym początku podejmuje decyzję o rozłado-wywaniu zasobnika wiedząc, że wysokie zapotrzebowaniena ciepło pojawia się tylko przez pierwsze kilkanaściegodzin optymalizacji. Rozładowanie zasobnika pozwala na uniknięcie uruchomienia dwóch kotłów wodnych, a późniejsze ładowanie w dolinach zapotrzebowaniapozwala na ograniczenie kolejnych uruchomień źródełszczytowych.

Porównując wyniki optymalizacji pracy zakładu z za-sobnikiem ciepła przeprowadzonych w horyzoncie czte-rech i siedmiu dni (rys. 7 oraz rys. 8) widoczne jest, żedłuższy horyzont pozwala optymalizatorowi na dokład-niejsze przeanalizowanie sytuacji i podjęcie decyzji o uruchomieniu bloku ciepłowniczego w pierwszej możli-wej chwili i jednoczesne odstawienie kotła wodnego.Niestety, w okresie zimowym oraz przejściowym wydłu-żenie horyzontu wydłuża także znacząco czas optymaliza-cji.

Rys. 4. Przykładowyprzebieg obciążeniacieplnego EC Siekierki z okresu przejściowego.Wartości obciążeniaodniesiono do mocycieplnej osiągalnej dla pracy w pełnym skojarzeniu

Rys. 6. Wynik optymalizacji systemu doradczego w horyzoncie siedmiu dób, bez wykorzystaniazasobnika.Oznaczenia urządzeńprzyjęto identycznejak na rysunku 5(legenda)

Rys. 5. Wynik optymalizacji systemu doradczego w horyzoncie czterech dób, bez wykorzystaniazasobnika

Prace nad analizą efektów wykorzystania przedstawionegosystemu doradczego w EC Siekierki są kontynuowane wspól-nie przez cały zespół. Pełniejsza ocena, obejmująca efekty jegodziałania, także w szczytach obciążenia oraz poza sezonemgrzewczym będzie możliwa po skompletowaniu stosowanychdanych pomiarowych oraz prognostycznych. Istotne i intere-sujące jest również skonfrontowanie wyników (opartego naprognozach) działania systemu doradczego z rzeczywistymizdarzeniami eksploatacyjnymi.

LITERATURA

[1] Badyda K., Bujalski W., Świrski K., Milewski J., LewandowskiJ.: Badania numeryczne i optymalizacja zastosowania zasob-nika ciepła w sieci ciepłowniczej. Projekt badawczy nr N N5133589 37. Raport, ITC PW, Warszawa, październik 2010

[2] Badyda K., Bujalski W.: Modelowanie pracy zasobnika w celuprognozowania obciążenia elektrociepłowni. Rynek Energii2009, nr 6

[3] Badyda K., Milewski J., Bujalski W., Warchoł M.: Heat Accu-mulator in Large District Heating Systems-Simulation and Op-timisation. Proceedings of ASME Turbo Expo 2010: Power forLand, Sea and Air GT2010 June 14-18, 2010, Glasgow, Scot-land, UK. ASME Paper GT2010-22032

[4] Bujalski W., Badyda K., Milewski J., Warchoł M.: Utilization theheat accumulator in large heating system. Nanotechnology2010: Bio Sensors, Instruments, Medical, Environment andEnergy - Technical Proceedings of the 2010 NSTI Nanotechno-logy Conference and Expo. Paper 200, NSTI Nanotech 2010

[5] Deszczyński B., Świrski K., Badyda K.: Nowoczesne systemyinformatyczne dla optymalizacji pracy zasobnika ciepła. RynekEnergii 2010, nr 5

[6] Dotzauer R.: Simple model for prediction of loads in district-heating systems, Applied Energy 73, 2002

[7] Gustafsson S., Karlsson B.G.: Linear programming optimiza-tion in CHP networks, Heat Recovery Systems and CHP,Volume 11, 1991

[8] Lewandowski J.: Zagadnienia identyfikacji turbin parowych,.Politechnika Warszawska, Prace Naukowe, seria Mechanikaz. 125, 1990

[9] Opłocki D.: Problem współpracy źródła ciepła (elektrociepłow-nia) z akumulatorem ciepła. Opracowanie i analiza modeluukładu źródło - akumulator - odbiorca. Praca dyplomowa. ITCPW, Warszawa 2009

Podsumowanie

W EC Siekierki w Warszawie zainstalowany został naj-większy w Polsce zasobnik ciepła. W rezultacie wspólnychprac prowadzonych przez Vattenfall Heat Poland S.A., Insty-tut Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej i TransitionTechnologies S.A. opracowano oraz wdrożono na przełomielat 2010/2011 system doradczy służący wspomaganiu pracyoperatora poprzez wyznaczenie prognozy optymalnegoładowania i rozładowania zasobnika.

Zaproponowane rozwiązanie optymalizacyjne dotyczyelektrociepłowni o jednym z najbardziej złożonych układówtechnologicznych. Jego przygotowanie poprzedziły długo-trwałe prace realizowane w ramach zadań grantowych [1]oraz w bezpośredniej współpracy z VHP.

System okazał się narzędziem służącym istotnej popra-wie efektywności wykorzystania zasobnika w porównaniu z narzędziami stosowanymi dotychczas w EC. Jest on wyko-rzystywany do sporządzania optymalnej prognozy produkcjienergii elektrycznej na podstawie przewidywanego w hory-zoncie kilkudniowym obciążenia ciepłowniczego elektrocie-płowni.

Porównanie wyników optymalizacji wykonanych za po-mocą oprogramowania doradczego z wynikami optymaliza-cji za pomocą dotychczas wykorzystywanego narzędzia(ERO) przedstawiono na rysunku 9 dla przykładowo wybra-nego miesiąca (kwiecień 2011).

Przyrost efektów jest tu wynikiem szeregu czynników,między innymi: bardziej agresywnego wykorzystania możli-wości zasobnika ciepła będącego efektem świadomego wy-korzystania lokalnie pojawiających się ekstremów, optymali-zacji w dłuższym horyzoncie czasu, dodatkowo optymalizacjiuruchomień oraz odstawień urządzeń, doskonalszych mode-li urządzeń i algorytmów optymalizacji opartych na większejilości danych wejściowych, przede wszystkim prognostycz-nych.


Rys. 7. Wynik optymalizacji systemu doradczego w horyzoncie czterech dób, z wykorzystaniemzasobnika

Rys. 8. Wynik optymalizacji systemu doradczego w horyzoncie siedmiu dób, z wykorzystaniemzasobnika.Oznaczenia urządzeń przyjęto jak na rysunkach 5 i 7 (legenda)

Rys. 9. Porównanie wyników optymalizacji uzyskanych z wykorzystaniem systemu doradczego

oraz według dotychczas stosowanego narzędzia (ERO)

Zarządzanie majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni i … · Inżynieria świadczy usługi na...

Documents

Transcript of Zarządzanie majątkiem produkcyjnym grupy elektrowni i … · Inżynieria świadczy usługi na...