EXAMENSARBETE
Mätvärden från förebyggande underhåll av reglersystem
Kommunikation
Annika Dagberg 2016
Högskoleingenjörsexamen Elkraftteknik
Luleå tekniska universitet
Institutionen för teknikvetenskap och matematik
i
Mätvärden från förebyggande underhåll av reglersystem
Kommunikation
Annika Dagberg, Luleå tekniska universitet
28 juni 2016
Arbetet utfördes i gruppen GY-MU Underhållsteknik vid Vattenfall Vattenkraft, april 2016 Handledare på företag: Greger Fransson
Examinator: Math Bollen
ii
Sammanfattning
Denna rapport kan ses som ett underlag för fortsatt arbete för att sammanställa information och parametrar gällande förebyggande underhåll av reglersystem hos Vattenfall Vattenkraft AB.
Rapporten är framtagen utifrån behov att synliggöra resultatet från det förebyggande underhållet av reglersystemet i vattenkraftverk. Här beskrivs det förebyggande underhållet, reglersystemet och företagets stödsystem för det förebyggande
underhållet i korthet. Inom företag fungerar stödsystem som en länk i kommunikation mellan olika avdelningar eller mellan anställda vid samma avdelning. Här beskrivs hur kommunikation kan påverka information.
Arbetet är genomfört som ett examensarbete under 10 veckors tid på distans.
Kontakten med företaget har främst skett via telefon, internet och enstaka besök vid vattenkraftanläggning. Under arbetet har tillgång till företagets stödsystem och intranet funnits. Analysen av stödsystemets innehåll har gjorts med hjälp av Excell, bland annat vid sortering i bokstavsordning.
I arbetet med rapporten har avsaknad av registrering i stödsystemet framkommit.
Även variation i terminologi och struktur vid registrering i stödsystemet finns. Detta bidrar till svårigheten att i nuläget använda stödsystemet för analys av det
förebyggande underhållet. Det pågår en rensning och strukturering av innehållet i stödsystemet och det har framkommit en outnyttjad möjlighet att registrera parametrar från det förebyggande underhållet.
Hos dem som arbetar med det förebyggande underhållet har viss uppgivenhet med stödsystemet framkommit men även en önskan att se resultat av tidigare gjort underhåll finns.
iii
Innehållsförteckning
1 Introduktionen ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Mål och omfattning ... 1
1.3 Metod ... 2
1.4 Resultat ... 2
2 Rapport ... 3
2.1 Teori ... 3
2.1.1 Förebyggande underhåll ... 3
2.1.2 Reglersystemets och dess avgränsning ... 4
2.1.3 Stödsystem för underhållsverksamhet ... 5
2.1.4 Kommunikation och informationsöverföring ... 6
2.2 Metod ... 7
2.3 Analys ... 7
2.3.1 Det förebyggande underhållet i praktiken ... 7
2.3.2 Reglersystemet ... 8
2.3.3 Stödsystem ... 8
2.3.4 Kommunikation och struktur i underhållssystemet, SAP ... 9
2.3.5 Utvärdering av metod ... 10
3 Slutsatser ... 11
1
1 Introduktionen
1.1 Bakgrund
Nyligen firades 100 år vid den äldsta kraftanläggning i Vattenfall Vattenkrafts ägo.
Tillverkningsperioden av aggregat är spridd över decennier vilket innebär variationer i design, teknik och material. Den geografiska spridningen av anläggningar har
inneburit att de varit självförsörjande med drift, underhåll och kunnande. I Sverige har arbetsmarknaden i trakter med kraftanläggningar bidragit till att personalen stannat länge, vilket inneburit stor erfarenhet över tid i processer.
I industrin har behovet av dokumentation, spårbarhet och resurshushållning ökat till följd av globalisering och ekonomi. Detta har för underhållet av
vattenkraftsanläggningar medfört införande av gemensamma dokumentationssystem med samlad information för att öka enhetlighet och tydliggöra jämförandet av olika processer, risker, material och utrustning. Även behovet av gemensamt språkbruk och terminologi har ökat i samband med antalet nya kontakter och mer informationsutbyte på distans utan möjlighet att erfara samma referensram.
I projektbeskrivningen har Vattenfall vattenkraft formulerat bakgrunden till uppdraget:
• Vattenfall Vattenkraft bedriver en omfattande
underhållsverksamhet på sina kraftverk och underhållsstrategin är i huvudsak tillståndsbaserat underhåll. Detta innebär att de flesta åtgärder är kontroller av tillstånd och då är det av största vikt att resultaten kan bedömas på ett standardiserat sätt.
• Ett system som återfinns på alla kraftverk är tryckoljesystem.
Dessa används för att reglera turbinen. Det finns i huvudsak två varianter, lågtrycksystem 40 bar och högtryckssystem 160 bar.
• Tryckoljesystemen är en av de system som orsakar flest driftstörningar. Det finns ett stort antal FU1 åtgärder för dessa varav en stor del är kontroll av tillstånd
• För att kontrollera utrustningars och komponenters funktion och för att säkerställa en hög tillgänglighet mäts olika typer av
fysikaliska fenomen där olika typer av parametrar analyseras. Tex mäts lagerspel i radiallager på turbin och generator årligen. (1)
1.2 Mål och omfattning
Planerad tidsåtgång är 10 veckor inklusive rapportskrivning och opposition av arbetet.
Målet är en bra metod att återrapportera och bedöma parametrar från förebyggande underhåll i samband med inspektioner av reglersystemet hos Vattenfall Vattenkraft AB, eller som de själva formulerat det:
Att analysera olika typer av parametrar och koppla dessa mot möjliga effekter och lämpliga underhållsåtgärder. Analysen skall
1 Förebyggande underhåll (författarens fotnot)
2
generera en skala för parametrarna där varje steg i skalan skall kopplas till någon form av underhållsåtgärd.
Ett slutmål är att hitta en bra metod för att återrapportera och bedöma resultat från FU inspektioner och andra kontroller.(1)
1.3 Metod
I uppdragsbeskrivningen anges följande angående metod:
Arbetet utförs i samarbete med Vattenfall vattenkraft där mätvärden från underhållssystemet analyseras. Parametrarnas värden kan kopplas mot andra parametrar, tex lagerspel kan kopplas mot vibrationsnivåer etc. Ett system som kan användas i studien är tryckoljesystemet.(1)
Vid examensarbetets start gjordes en plan där tiden för examensarbetet indelades i perioder med avsikten att synliggöra arbetsprocessen.
1-2 veckor, 29/3-8/4 besök Älvkarleby, träff handledare, planera ytterligare möten, inhämta information om parametrar och underhållsåtgärder, bekanta mig med dokument, mer detaljerad plan, min insats, förfina det beställda arbetet med eventuella avgränsningar, kunskapsinläsning
4-5 veckor, 11/4-10/5 fortsatt kunskapsinläsning, parameteranalys, koppla parametrar till underhållsåtgärd, produkt till beställare, rapportanteckningar
2 veckor, 11/5- 25/5 rapportskrivande och bearbetning
1-2 vecka, rapportgranskning, redovisning, opponering och slutversion rapport En tidsatt plan ger möjlighet till en tidig upptäckt av förseningar eller svårigheter och därigenom ges möjlighet till omvärderingar av planerat arbete.
I försök att skapa förståelse för reglersystemet och dess underhåll har Excell använts för sortering av information
1.4 Resultat
I rapporten sammanställs information som kan vara till stöd för det fortsatta arbetet i processen att synliggöra parametrar från det förebyggande underhållet och att värdera dessa. En del i det fortsatta arbetet bör vara att öka medvetandet om kommunikation och hur innebörden påverkas vid överföring.
Vid genomförandet av uppdraget uppstår tidigt ändringar och förseningar jämfört med den ursprungliga planen och givna förutsättningar. Arbetet kommer mycket att bli en analys av den idag tillgängliga informationen.
3
2 Rapport
Här behandlas mer djupgående den kunskap som finns i ämnet, den använda metoden och de funna resultaten eller informationen.
2.1 Teori
I teoridelen är intentionen att ge en gemensam referensram för det material som sedan behandlas under analys.
2.1.1 Förebyggande underhåll
I denna studie har vi begränsat underhållet av reglersystemet till att omfatta det förebyggandet underhållet. I SS-EN 13306 går att läsa följande om förebyggande underhåll
7.1 Preventive maintenance Maintenance carried out at
predetermined intervals or according to prescribed criteria and intended to reduce the probability of failure or the degradation of the functioning of an item.
7.1 Förebyggande underhåll Underhåll som genomförs vid förutbestämda intervall eller enligt förutbestämda kriterier och i avsikt att minska sannolikheten för fel eller degradering av en enhets funktion.(2)
Det har kommit en senare utgåva(3) (som ersätter tidigare) endast skriven på engelska. Definitionen för förebyggande underhåll är densamma på engelska i de båda utgåvorna.
Utifrån informationsöverföringens svårigheter visas även det förebyggande underhållet i ett hierarkiskt schema enligt Figur 1.
4
Figur 1 Maintenance / Underhåll i hierarkiskt schema Källa:(3) 2.1.2 Reglersystemets och dess avgränsning
I korthet består ett vattenkraftverk av vattenvägar med yttre portar för stängning av vattentillflödet. I delen för energiöverföring finns generator och turbin. I generatorn omvandlas rörelseenergi till elektrisk energi och i turbinen överförs rörelseenergi från vatten till löphjul. Mellan löphjulet och rotorn i generatorn går en axel som i drift snurrar. För att få ut mesta möjliga energiöverföring styr ledskovlar vattnet mot löphjulet med sina löphjulsblad. Styrningen av ledskovlar och löphjulsblad sker med hjälp av reglersystemet. För att inte hela löphjulet och rotorn ska följa med det strömmande vattnet finns det bärlager som håller axeln på plats gentemot vattnets dragningskraft.
5
Figur 2 Bild av Kaplanturbin med reglersystemets delar i grönt. Källa: (4) (benämningar författaren)
Figur 2 innehåller inte alla delar av reglersystemet bland annat saknas tryckoljeaggregat och kolvackar.
Reglersystemets funktion är att reglera hur vattnet flödar genom turbinen samt att upprätthålla tryck i bärlager. Tryckoljesystemet är det som styr regleringen av reglersystemet.
2.1.3 Stödsystem för underhållsverksamhet
I verksamhet kan stödsystem behövas för att hantera information om verksamheten. I NE står det om informationssystem att läsa:
”informationssystem, system som behandlar, dvs. insamlar, bearbetar, lagrar och distribuerar information. Termen har en allmän innebörd, men används oftast för datorstödda
informationssystem. I definitionen innefattas såväl ett systems tekniska utrustning som dess mänskliga aktiviteter och rutiner.
Exempel på informationssystem är system som ger stöd för att planera, övervaka eller styra en verksamhet i en organisation, t.ex.
orderbehandling, lagerhantering eller produktionsplanering, beslutsstödsystem, system för text- eller bildhantering, kalkylering, mejl, informationsdatabaser (som bibliografiska databaser eller databaser med samhällsinformation) och liknande.”(8)
Turbinaxel Generatoraxel
Ledskovelblad
Hydraulik
Löphjulsb lad Löphjul Bärlager
6
Stödsystem är ett generellare begrepp men i denna rapport syftar det på det informationssystem som mer specifikt är till stöd för underhållsarbetet inom Vattenfall Vattenkraft AB. I detta fall är det SAP PM och SAP DMS som främst används för hantering av riskbedömningar används även Hydra.
2.1.4 Kommunikation och informationsöverföring
I detta uppdrag kom kommunikation att få en viktig betydelse bland annat för insamlandet av analysmaterial varför den är en del av teorin.
På IEC:s hemsida beskrivs ”Role of terminology in scientific and technical communication” (5). De beskriver hur mycket som kan påverka överföring av information såsom bland annat avsändare, mottagare, omgivning och formuleringen av meddelandet. Här talar de om all sorts kommunikation muntlig, skriftlig eller annan. De beskriver även hur matematiska uttryck med samma logiska innebörd kan förmedla annat innehåll som i exemplet ” X=YZ and F=ma” (5).
På hemsidan ger de även modeller från två andra forskare, Shannon Figur 3 och Jakobson Figur 4. Luca och Goodwin gjort en tredje modell Figur 5. De tre modellerna återges här nedan med översättning av rapportens författare.
Figur 3 En modell för kommunikation, av Shannon, källa: (5) (författarens översättning)
Figur 4 En modell för kommunikation, av Jakobson, källa: (5) (författarens översättning)
Figur 5 En modell för kommunikation, källa: (5) (författarens översättning) För att underlätta förståelsen vid kommunikation och informationsutbyte gällande underhåll inom Europa har en europeisk standard tagits fram. Den gällande
7
europeiska standarden SS-EN13306:2010(3) är utgiven på engelska. Den gällande standarden skiljer sig i vissa delar av sina formuleringar och definitioner mot den tidigare utgåvan SS-EN13306(2) som är skriven på både svenska och engelska.
2.2 Metod
Arbetet påbörjades utifrån given information av Vattenfall vattenkraft AB, den planerade arbetsprocessen och stöd i ”Introduktion till forskningsmetodik” (6).
I Bell(6) beskrivs fallstudier som en metod där forskaren fokuserar på en händelse där intervjuer kan genomföras och insamlat material analyseras. Metoden ansågs lämplig att använda som en del i arbetet. Planen var att genomföra en djupintervju vid en anläggning gällande deras reglersystem. Därefter skulle bearbetning av materialet ske och ytterligare minst en intervju vid annan anläggning genomföras. Den andra
intervjun var planerad som en verifiering av den insamlade informationen samt en möjlighet att upptäcka olikheter mellan de geografisk spridda anläggningarna.
Det som genomfördes var det förberedande arbetet med litteraturstudier och viss grundläggande insamling av mätdata och information om underhållsarbetets process. I försök till att finna struktur av reglersystemet och dess underhåll har Excell använts för att bearbeta information hämtad ur stödsystemet.
2.3 Analys
I denna del av rapporten analyseras och struktureras den information som samlats genom uppdraget.
2.3.1 Det förebyggande underhållet i praktiken
I arbetet med underhåll krävs instruktioner för vilka inspektioner som skall
genomföras, hur de ska genomföras och av vem de ska utföras m.m. I detta arbete är stödsystemet ett viktigt verktyg för att arbetet ska fungera smidigt.
Generellt fungerar det så att systemet skickar ett meddelande om att underhåll skall genomföras ett år innan genomförandet av arbetet vid anläggningen. Därefter vidtar arbete med att planera genomförandet utifrån organisation, säkerhet, tillgänglig personal m.m. I planeringsfasen ingår även att se till att instruktioner för detaljer angående utförandet av tex provtagning av olja finns tillgängliga.
Efter att ha sökt uppgifter om genomförda mätningar i systemet så framkom att det är de avvikande värdena som återrapporteras till stödsystemet i form av en rapport.
Endast i undantagsfall registreras de värden som uppmäts inom givna gränsvärden.
Vid införskaffande av en enhet har tillverkaren ofta angivit inom vilka gränsvärden enheten uppfyller krävd funktion. Bilaga 1 är ett exempel på instruktion för underhåll och återrapport som utförts.
De instruktioner som anger i detalj hur underhållet skall genomföras finns i vissa fall som kopplade dokument i stödsystemet men det framkom att de ofta förvaras i form av papperskopior vid anläggningen. Har papperskopiorna förkommit, eller som vid nyanskaffade apparater inte hunnit registreras i stödsystemet, får driftteknikerna eller planerare kontakta leverantören för utrustningen för tillgång till eventuella
gränsvärden, underhållsanvisningar eller ritningar.
I detta arbete framkom även signaler om svårigheter i samband med framtagandet av dokument lagrade i stödsystemet. I nuläge har jag inte kunnat bedöma om det beror på
8
svårighet att navigera i systemet eller bristande handhavande vid registrering av dokument.
Driftpersonal och planerare anser att tillgång till tidigare gjorda bedömningar skulle underlätta arbetet när motsvarande underhåll skall genomföras på nytt.
2.3.2 Reglersystemet
Efter mycket sökande samt besök vid anläggningen hittas ”Beskrivning av
reglersystem Stensele G1 NK007-01-400 2009-08-20.” återgiven i Bilaga 2. Bilagan innehåller en beskrivning av systemet, dess enheter och deras funktioner. Det finns även hänvisningar till andra dokument som beskriver enheter i detalj eller visar ritningar för systemet varav Bilaga 3 är ”Ritning 839210 Tryckoljeaggregat”. I
dokumentet finns även en hänvisning till ”Ritning 839198 Hydraulschema” denna har inte återfunnits men en ritning ”839298 Oljerör reglerutrustning” finns. I Bilaga 3 finns ingen hänvisning till ritning 839298 varav det uppstår utrymme för tolkning. Är det ett skrivfel, en ritning gjord efter dokumentet skrevs eller så är ”Hydraulschema”
och ”Oljerör reglerutrustning” två olika saker. För en erfaren drifttekniker innebär detta troligtvis ingen svårighet men bidrar inte till tydlighet för den oerfarne.
2.3.3 Stödsystem
På företagets intranet skriver Vattenfall Vattenkraft AB om stödsystemet:
SAP
Underhållsverksamheten inom BU Hydro sköts av flera enheter, men med en gemensam plattform - SAP.
Det är i SAP-PM vi handhar vårt anläggningsregister och vår underhållsplan, det vill säga förebyggande underhåll och avhjälpande underhåll.
Anläggningsregistret beskriver varje komponent i våra
vattenkraftstationer. Varje komponent har ett systemnummer i en given struktur.
I SAP-DMS ligger alla våra viktiga dokument, varav många är kopplade till systemnummer i anläggningsregistret.(7)
Via stödsystemet SAP finns tillgång till ritningar och beskrivande dokument. I ett stort system är det viktigt att följa de givna beskrivningarna för registreringar i systemet för att informationen skall bli spårbar. Det kan i dessa system annars bli information som registreras med fel sökkoppling och därför är svåra att återfinna.
I stödsystemet SAP finns möjlighet att registrera mätdata från underhållssystemet, hur många mätdata som kan registreras per givet underhållsmeddelande eller
systemposition är något oklart.
Ett annat stödsystem eller stödverktyg som finns är Hydra vilken används till att bland annat göra riskbedömningar. I samband med införandet av hydra genomfördes FMEA bedömningar av anläggningarna. I en FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) görs en bedömning av riskerna i samband med att ett fel inträffar och vilka följder det får.
9
Reglersystemet tillhör en överordnad grupp med nummer 400 och ett dokument
”FMEA 400.3”(8) innehåller information motsvarande en FMEA gällande en del av reglersystemet, se Tabell 1
Tabell 1 FMEA visande bedömning av del av reglersystemet
I ett fortsatt arbete kan detta material vara ett stöd i analysen av vilken effekt ett felaktigt eller uteblivet underhåll kan få.
Redan första dagen av mitt arbete fick jag ett exempel på ett underhållsarbete med provtagning där många parametrar hade aggregerats till en symbol för bedömningen av dessa. I Bilaga 4 kan bedömningen ses med symbolen ring med v i. i original är symbolen grön. Här påvisar detta ett godkänt provresultat. I en del länder visar ”v” att något är rätt medan det i Sverige även förekommer som påvisande av fel. Laboratoriet som utförde analysen hade infört ett bedömningssystem med fem nivåer alla visade med färg och form.
2.3.4 Kommunikation och struktur i underhållssystemet, SAP
För att utföra ett underhållsarbete behövs instruktioner vad som skall göras. I SAP finns möjlighet att lägga in sådan information. Det kan ske i ett fält begränsat till 40 tecken, i ett fält kallat långtext med textutrymme motsvarande en A4-sida eller som ett kopplat dokument. I kopplat dokument är det vanligt att ritningar eller längre beskrivningar hittas.
I stödsystem finns strukturer för hur information tas fram och bearbetas. Information kan sorteras utifrån olika sökmodeller eller som i tabeller där rader och kolumner utgör en viktig struktur i sortering av information.
För att få kunskap om vilken sorts instruktion det finns för reglersystemets underhåll har enkel sortering utförts med hjälp av Excell. Här framkommer att texterna varierar i sin form enligt nedan hämtade exempel 1-4 vilket försvårar överskådlighet.
Exempel 1: ”Tryckgivare 1 100 bar accumulat”
Exempel 2: ”Tryckgivare 100 bar accumulat”
Exempel 3: ”Tryckgivare 100 bar ackumulat”
Exempel 4: ”Tryckgivare 100 bar ackumulator”
I Figur 6 visas ett annat exempel där ett mellanslag före M fått till följd att ordningen vid sortering i alfabetisk ordning av kolumn ”Beteckning” inte följer den förväntade ordningen. Vid sortering hamnar ” Manometer tryckoljeklocka.” före siffran 1 i listan.
I Figur 6 får vi även ett exempel på hur ordningen av orden i fältet ”Beteckning”
10
påverkar sorteringen och medför att ”100 bar tryckfilter” och ”tryckfilter 100 bar” får olika ordning i listan.
Figur 6 Utdrag ur SAP sorterat utifrån kolumn "Beteckning" i alfabetisk ordning Dessa varierade texter samt skillnaden i hur information har kopplats har gjort att systemet inte kan användas optimalt och för författaren av rapporten innebär det mycket förvirrade samtal och förklaringar samt frågor för att inse att systemet inte kan ge upplysning om sökta parametrar.
Parallellt med författarens arbete pågår en stor omstrukturering och rensning i systemet vilket kommer underlätta i framtiden. Genom arbetet har även författarens insikt ökat gällande möjligheter som finns i underhållsystemet när det används rätt.
I dagsläge registreras endast avvikande mätvärden i SAP. Det innebär att
bedömningar som avviker från uppsatta gränsvärden föranleder nytt meddelande om underhåll om det inte kan åtgärdas omedelbart. Allt som är OK eller där underhåll genomförs enligt instruktion bockas av som gjort på utskriven arbetsorder, ett exempel på detta finns i Bilaga 1. I dagsläge kan ett meddelande innehålla många olika mätvärden som skall kontrolleras, detta syns inte tydligt i stödsystemet.
Det har framkommit viss frustration och uppgivenhet inför arbetet med SAP hos personalen. Många olika typer av sökningar kan göras och sökningarna kan anpassas utifrån egna standarder men om ett dokument registreras med otydliga referenser eller mot felaktigt fällt återkommer det inte nästa gång motsvarande underhållsarbete ska genomföras.
2.3.5 Utvärdering av metod
En tidsplan upprättad vid arbetets start visade sig vara ett bra stöd för omvärdering av uppdraget utifrån de förändringar som inträffade.
En annan strategi var att på ett tidigt stadium planera för besök med intervjutillfällen vid en anläggning. Omständigheter förflyttade besöket i tid vilket innebar att det kom sent för att resultatet av besöket skulle kunna bearbetas utifrån den ursprungliga målsättningen, men planen var bra.
Genom den bearbetning som gjorts av information funnen i stödsystemet för
underhåll har insikt uppnåtts vad gäller betydelsen av gemensam terminologi, struktur vid registrering av information och fördelar med bra bilder för att tydliggöra viss information.
Under arbetets gång har även kontinuerliga anteckningar gjorts. Dessa har sedan varit bra stöd för minnet och för det slutliga skrivandet av rapporten. Vid avstämningen av arbetet efter genomfört uppdrag har även gett möjlighet att se den kunskapsutveckling som skett. Efter 10 veckors arbete är det lätt att glömma hur mycket som var nytt, svårt och okänt vid starten.
11
3 Slutsatser
SAP innehåller mycket information om underhållssystemet vilket kan ses i avsnitt 2.3.3. Det innehåller dock endast begränsad information om mätvärden genomförda vid förebyggande underhåll av reglersystemet.
I avsnitt 2.3.4 framgår det att informationsmängden lätt blir oöverskådlig i ett system som SAP om det inte används efter planerad intention. För att underlätta
underhållsprocessen och få möjlighet att aggregera värden för underhållet på reglersystemet med hjälp av SAP är det viktigt att fortsätta det påbörjade arbetet gällande rensning och strukturering.
För att öka andelen registreringar av mätdata, vilket innebär extra jobb i början, är det viktigt att finna ett incitament för dem som planerar och utför underhållet. Önskan att lättare kunna följa mätvärdena över tid finns men även viss uppgivenhet gentemot SAP.
Det fortsatta arbetet med att aggregera mätdata och senare koppla dem till värdering för att synliggöra deras status kan underlättas genom användandet av den FMEA analys som gjorts och återfinns i avsnitt 2.3.4.
Utfallet av uppdraget blev ett annat än det ursprungliga det har synliggjort svårigheter i underhållssystemet och vikten av att använda en gemensamt definierat språkbruk vilket belyses i avsnitt 2.1.4.
12
Referenser
1. Vattenfall. Aggregering och presentation av funktionsstatus för underhållsbeslut.
Vattenfall;
2. SS-EN 13306. SIS; 2001.
3. SS-EN 13306:2010. SIS; 2010.
4. S_vs_kaplan_schnitt_1_zoom.jpg (JPEG-bild, 500 × 500 pixlar) [Internet].
[citerad 15 juni 2016]. Tillgänglig vid:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/S_vs_kaplan_schnitt_1_z oom.jpg
5. Luca M, Goodwin J. Role of terminology in scientific and technical communication [Internet]. IEC. [citerad 28 maj 2016]. Tillgänglig vid:
http://www.iec.ch/standardsdev/resources/terminology/
6. Bell J. Introduktion till forskningsmetodik. 3., [rev.] uppl. Lund: Studentlitteratur;
2000. 201 s.
7. Ljunggren M. SAP [Internet]. 2012. Tillgänglig vid:
http://vattenfallintranet/sv/sap.htm?WT.ac=search_success 8. Vattenfall Vattenkraft AB. FMEA 400.3. 2000.
9. informationssystem - Uppslagsverk - NE [Internet]. [citerad 16 juni 2016].
Tillgänglig vid:
http://www.ne.se.proxy.lib.ltu.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/informa tionssystem
1
Bilaga 1
1
Bilaga 2
BESKRIVNING AV REGLERSYSTEM
Stensele G1 NK007-01-400 2009-08-20
1 INLEDNING
Ritning 839198 Hydraulschema
Reglersystemet är uppbyggt av standardiserade hydraulikkomponenter och arbetar med 14.0 MPa nominellt tryck. Systemet består i huvudsak av följande enheter:
• Ledkransstyrning
• Löphjulsstyrning
• Tryckoljeaggregat
• Kolvackumalatorsystem
• Hydraulisk/elektrisk mekanisk rusningsvakt
• Ledkransspärr
2 LEDKRANSSTYRNING (MONTERAD PÅ TRYCKOLJEAGGREGAT)
Ritning 839214 Styrenhet, se funktionsbeskrivning i kapitel 8.
3 LÖPHJULSSTYRNING
Ritning 839255 Tryckoljebox 839198 Hydraulschema
Propotionalventilen (pos 150) för löphjulsskovlarnas omställning, omvandlar löphjulsregulatorns styrsignal till ett oljeflöde proportionellt mot signalens storlek och leder via tryckoljeboxen och oljerör i axeln ner tryckolja till löphjulsservomotorn.
Ventilen är av fabrikat Parker (se separat broschyr).
Reglersystemet för inställning av löphjulsvinkeln är ett slutet system.
Återföringsgivaren (pos 158) för löphjulsläget är placerad på
generatortoppen (tryckoljeboxen) och är mekaniskt förbunden med löphjulsskovlarna. Löphjulsregulatorn beräknar för varje pådragsläge och fallhöjd en motsvarande löpskovelvinkel för att uppnå maximal verkningsgrad med hjälp av ett antal i regulatorn inprogrammerade kombineringssamband.
Kombineringen bör kontrolleras regelbundet genom att jämföra
ledskovelvinkel (skala), fallhöjd, kombineringssamband (diagram) med löpskovelvinkel (skala).
Redan vid en avvikelse på 1° från rätt kombinering blir det en verkningsgradsförlust på 1 %.
Motsvarande förlust vid felaktig fallhöjdssignal fås vid ca 5 % av
2 fallhöjden.
4 TRYCKOLJEAGGREGAT
Ritning 839210 Tryckoljeaggregat 839198 Hydraulschema
Tryckoljeaggregatet består i huvudsak av en oljetank (pos 16) samt två pumpar (pos 9 och 10) monterade på en balkram, en tredje pump (pos 33) monterad ovanpå oljetanken.
Två av pumparna (pos 9 och 10) fungerar som huvudoljepumpar, varav den ena går kontinuerligt under drift och den andra styrs av nivåvakt på kolvackumulatorn.
Pumparna är tryckkompenserade kolvpumpar, d.v.s. de varierar automatiskt flödet efter behov för att hålla trycknivån konstant.
Trycknivån ställs in på pilotventilen (pos197) som är förbunden medelst slang (pos198) till pumpens ställdon.
För att uppnå längsta möjliga livslängd på ingående komponenter och samtidigt minimera driftstörningar, är aggregatet försett med en separat filterkrets bestående av en skruvpump (pos 33) och ett filter (pos 36) med elektrisk smutsindikering (pos 35). Pumpen förser
huvudoljepumparna med filtrerad olja.
Observera!
Filterpumpen skall alltid vara i drift. Filtret skall vid smutsindikering bytas omgående (med stoppad pump).
För att ytterligare öka livslängden på huvudoljepumparna leds olja från filterkretsen via fasta strypningar (pos 28 och 29) in i pumphusen. Oljan smörjer och kyler pumparna. Flödet är ca 2 LPM. Trycket i pumphusen får inte överstiga 0.5 bar.
Bytet av filterinsats kan göras under drift. Stoppa pumpen (pos 33).
Innan ny patron monteras kontrollera att inga partiklar/föroreningar finns kvar i filterburken.
Systemet är utrustat med 4 tryckvakter (pos 42, 43, 44 och 45) för följande funktioner:
Frigivning 12.6 MPa
Lågt Tryck Stopp 11.9 MPa
Lågt Tryck Nödstopp (luckfällning) 11.2 MPa Högt tryck. Stopp av pumpar. 15.4 Mpa
3
Vid inställning av vakterna används ventil (pos 22) för att sänka trycket och huvudoljepumpen för att höja trycket i systemet.
Tryckoljeaggregatet är utrustat med en tryckbegränsningsventil (pos 11), inställd att öppna vid ett tryck ca 20 % över det nominella
arbetstrycket. Temperaturvakt (pos 18) ger signal vid hög temperatur på oljan. Nivåvakten (pos 25) ger signal vid hög respektive låg nivå i
oljetanken. Nivåvakten
(pos 24) låg/låg nivå stoppar alla pumpar.
Aggregatet är också utrustad med ett luftfilter(andningsfilter) (pos 68) samt nivåglas (pos 21) och tömningsventil (pos 31) med snabbkoppling (pos 30), samt fyllningsanslutning (pos 37).
4.1 Dubbelfilter
Ett dubbelfilter (pos 4) förser proportionalventilens pilotsteg,
start/stoppventil, rusningsventil och smörjning TO-box med filtrerad olja.
De två filtren har separata differenstryckvakter (pos 47 och 75).
Byte av filter kan utföras i drift. Ventil (pos46) användes för att växla filter.
Vid smutsigt filter kopplas (manuellt med ventil pos46) oljeflödet över till det andra filtret och den smutsiga filterpatronen utbytes. Filterkoppen rengörs innan den nya patronen monteras.
5 KOLVACKUMULATORSYSTEM
Ritning 839219 Kolvackumulator (3 kontakter) 839218 Kolvackumulator (2 kontakter) 839198 Hydraulschema
För att säkerställa stängning av turbinen samt för att kunna
åstadkomma snabb stängning av ledhjul är turbinen utrustad med ett kolvackumulatorsystem.
Systemet består av fyra kolvackumulatorer (pos 88, 95, 102 och 109) på vilka en lägesindikator är monterad. Indikatorn har dels visuell indikering och dels två stycken nivåkontakter för alarm vid felaktig nivå.
Ackumulator (pos 88) har dessutom en kontakt för start av reservpump.
Till varje ackumulator är fem gasflaskor kopplade för att åstadkomma en tillräcklig gasvolym.
Ackumulatorsystemet är dimensionerat för att vid pumpbortfall klara två ledkransslag (öppning-stängning) med tillräckligt sluttryck, förutsatt att man har nominellt utgångstryck och volym (adiabatisk tillståndsändring
= 1.4).
Systemen förladdas med kvävgas från standard AGA-flaskor, som ansluts med hjälp av en medlevererad laddningsutrustning till respektive systems gasfyllningsventil.
4
Vid slutjustering av nivån skall huvudpumpen vara i drift och ventil (pos 22) något öppen samtidigt som gas fylls eller töms genom respektive ventil.
Laddning skall utföras vid medeltemperatur i lokalen. Systemet tillåter en temperaturvariation på max ±10 °C. Se separat instruktion
”Förladdning av kolvackumulator” i pärm 2, flik 5.
Kolvtätningarna kontrolleras genom att med pumpen trycka upp kolven mot ackumulatorns lock. Eventuellt läckage observeras i ventil (pos 91, 98, 105 och 112). Detta prov görs endast om man misstänker fel på nivåer.
6 HYDRAULISK/ELEKTRISK MEKANISK RUSNINGSVAKT
Ritning 839250 Rusningsvakt
839251 Rusningssäkring typ.1 839248 Rusningssäkring typ.2 839198 Hydraulschema
För att hindra turbinen, att vid fel, gå mot fri rusning finns en rusningsvakt. Den består av rusningspendel och rusningssäkring.
6.1 Rusningspendel
Rusningspendeln (pos 139) är försedd med två av varandra oberoende pendelarmar (vikter) som påverkas av centrifugalkraften.
Utslagsvarv ~ 103 rpm för båda.
6.2 Rusningssäkring
Rusningssäkringen är försedd med två elektriska brytare (pos 136 och 138, elektrisk rusningssäkring) och två hydraulventiler (pos 135 och 185, hydraulisk rusningssäkring).
• De elektriska rusningssäkringarna ger stoppimpuls.
• De hydrauliska rusningssäkringarna ger stopp.
När ledkransen är stängd och stoppventilen är i stoppläge ges order om återställning av rusningssäkringarna, detta sker enligt sekvensschema 839204, förutsatt att båda har löst ut.
Hydraulcylindrar (pos 169 och 170) för återställning av rusningsvakter manövreras av 3/2 magnetventil (pos 171), ventilen är monterad på konsolen för rusningssäkringar.
7 FÖRLÄNGD STÄNGNINGSTID
5
Ledkransen har brutet stängningsförlopp, dvs. sista delen av stängningen går långsammare. Den långsamma stängningstiden aktiveras alltid såväl vid snabbstopp som vid normalstopp.
Vid snabbstopp leds olja direkt från proportionalventilen till servomotorns stängningssida, samtidigt går olja från servons öppningssida via ventil (pos 5, 6 och 55) till tank. Ventil (pos 147) aktiveras vid brytpunkten, varvid ventil (pos 5) stängs och reducerar oljeflödet och därmed stängningstiden.
• Med ventil (pos 147) intryckt (ventil pos 5 stängd) justeras den långsamma stängningstiden (helt servoslag) med ventil (pos 6).
• Med ventil (pos 147) opåverkad (ventil pos 5 öppen) justeras den snabba stängningstiden (helt servoslag) med ventil (pos 5).
8 FUNKTIONSBESKRIVNING
8.1 Start
När startimpuls ges startas huvudoljepumpen (pos 9 alt. 10).
Ledkransspärren (pos 166) manövreras från, indikeras av
gränslägesbrytare (pos 164). Förutsatt att tryck och nivåer m.m. är korrekta, ges automatisk impuls till ventil (pos 59), som driftställer ventil (pos 56).
Smörjoljetrycket till tryckoljeboxen öppnas med ventil (pos 151).
Tryckvakt (pos 159) indikerar frigivning, (160 stoppar turbinen vid för lågt smörjoljetryck.)
Samtidigt indikeras drift av tryckvakt (pos 65). Tryckstyrda backventilen (pos 52) öppnar tryck till ledkransens pilotventil (pos 53) och
snabbstoppsenheten (pos 54) driftställs. Proportionalventilernas effektförstärkare initieras av tryckvakt drift (pos65).
Ledkransen manövreras av proportionalventil (pos 53 och 55) och löphjulet av proportionalventil (pos 150).
Turbinregulatorn öppnar ledskovlarna till startpådrag, samtidigt som löphjulet ställs om till startvinkel.
Vid ökande varvtal kopplas kombineringen in och turbinregulatorn justerar varvtalet till 100 % och maskinen är klar för infasning på nätet.
8.2 Drift
Normal drift är Automatik. För handhavande vid underhållsarbeten se sektion 6, skötselanvisningar.
Observera!
Följ alltid avställningsinstruktion vid underhållsarbeten.
8.3 Normalstopp
6
Vid ett normalt stopp avlastas turbinen ner till tomgång, varefter ventil (pos 60) får stoppimpuls.
Ventil (pos 56) ställs om till stoppläge. Tryckstyrd backventil
(pos 52) stängs, samtidigt ställs ventil (pos 55) i stängningsriktning och ledkransen stänger. Proportionalventilernas effektförstärkare till
löphjulet och ledkransen avaktiveras av tryckrelä drift (65) varvid löphjulsskovlarna stannar i aktuellt läge.
Smörjtrycksventilen (pos 151) stänger när varvtalet på turbinen har kommit ner till mindre än 0,5 % varv (kryprelä).
8.4 Nödstopp
Samma förlopp som vid normalstopp, men turbinen avlastas inte.
Stoppimpulsen till (pos 61 och 56) utlöses momentant.
8.5 Arbetsskydd vid arbete i turbin
Under allt arbete i turbinen av sådan art att personal kan komma till skada, skall reglersystemet göras trycklöst genom att blockera start av tryckoljepumpar och öppna ventil (pos 22) (försiktigt) för att långsamt dränera trycket i kolvackumulatorn.
Observera!
På gassidan finns trycket kvar (förladdningstrycket).
Observera!
Löphjulet står ej stilla även om systemet är trycklöst. Det öppnar sakta på grund av egenvikten och inre läckage.
Avstängningsventiler för att stänga av trycket till enskilda komponenter skall normalt vara öppna.
9 LEDKRANSSPÄRR
Ritning 842547 Ledkransspärr 839198 Hydraulschema
Spärren (pos 166) manövreras av en 4/2 ventil (pos 162) via strypventil (pos 163). Aktuellt läge visas av gränsläge ”till” (pos 165) och gränsläge
”från” (pos 164).
1 Bilaga 3
2
3
1 Bilaga 4
