Aplicação de técnicas de manutenção preditiva aos equipamentos de uma central hidroeléctrica

Abstract

A manutenção das centrais hidroeléctricas tem assumido uma posição estratégica em busca de melhores desempenhos e alargamento dos períodos de indisponibilidade destas. Os custos associados a uma indisponibilidade de uma central são avultados, fruto do mercado competitivo e da dimensão das operações de manutenção pelo que a antecipação à falha e um planeamento exaustivo poderão beneficiar os resultados financeiros das organizações. A manutenção preditiva tem, portanto, ganho algum destaque na gestão estratégica destas grandes organizações. Várias técnicas preditivas têm sido estudadas e aplicadas nas centrais hidroeléctricas entre as quais e destaca a análise de vibrações partindo de sistemas de monitorização instalados permanentemente nos grupos geradores. Neste presente trabalho, realizado em ambiente empresarial numa empresa de produção de energia eléctrica – EDP Gestão da Produção de Energia, S.A. – em particular no Centro de Produção Cávado-Lima, recorrendo a fonte hídrica, foram abordados os vários sistemas de monitorização e protecção de vibrações das várias centrais. No decurso do trabalho foram encontrados problemas associados aos equipamentos instalados, analisadas as suas consequências e propostas algumas melhorias com vista à sua melhor utilização. Baseado na literatura e na análise do equipamento instalado na central hidroeléctrica – Central de Caniçada - verificou-se que o sistema de monitorização de vibrações é insuficientes para a implementação de uma filosofia de manutenção preditiva o que resultou no aprofundamento da análise do sistema e consequente proposta de redesign do sistema de monitorização de vibrações com vista a alcançar uma filosofia de manutenção preditiva. Durante o decorrer do trabalho de dissertação realizaram-se, também, ensaios de vibração na central hidroeléctrica do Alto Rabagão, obtendo-se resultados que corroboram a ideia de aumento da eficiência de manutenção preditiva através de análise de vibrações. Os resultados são apresentados e discutidos com base na legislação associada, especialmente relativamente à análise dos espectros de frequência. Por último, salienta-se que o desenvolver deste trabalho resultou numa iniciativa de melhoria denominada de “Optimização da operacionalidade dos sistemas de monitorização de vibrações (SMV)” que integra as iniciativas Lean do Centro de Produção Cávado-Lima do programa Lean EDP Way do Grupo EDP.

The maintenance of hydropower plants has taken a strategic position in search of better performance and extend its operational long-term without restrictions. The costs associated with an outage of a hydro power plant are very high and, due to the competitive market and the dimension of the maintenance, the anticipation of failure and extensive maintenance planning can increases the organization profits. Predictive maintenance has therefore gained some prominence in this matter. Several predictive techniques have been studied and applied in hydropower plants. However, vibration analysis stands the more used. Vibration monitoring systems installed in generator sets are used for that. In this present work, contextualized in an industrial environment at EDP were studied the various vibration monitoring and protection systems of several plants. Alongside of this approach, problems were found associated with equipment installed which resulted in their analysis and proposals for improvement. Based on the literature review and the study equipment installed in a particular hydropower plant - Caniçada hydropower plant - it was found that the vibration monitoring system is insufficient for implementing a predictive maintenance philosophy which resulted in the most comprehensive study of the system and proposed redesign of system to achieve a philosophy of predictive maintenance. During the internship at EDP were also made vibration tests at a hydropower plant - Alto Rabagão - those results support the idea of efficient predictive maintenance using vibration analysis. The results are presented and discussed based on theoretical grounds, especially regarding the analysis of the frequency spectra. Finally, it is noted that the development of this work resulted in an improvement initiative denominated "Optimization of operationality of vibration monitoring systems" that integrates Lean initiatives of Cávado-Lima Production Center by the Program Lean EDP Way of EDP Group.