ОАО «Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт (ОАО «ВТИ») Учёт, статистическая обработка и анализ показателей технического использования, надёжности и экономичности оборудования ТЭС Заведующий сектором ОАО «ВТИ», к.т.н. Римов Алексей Андреевич

2 Содержание 1. Что пользователь ожидает найти в статистическом справочнике по оборудованию? 2. Необходимость контроля и мониторинга технического состояния оборудования – требование законов и НД 3. Показатели надёжности, технического использования и экономичности энергетического оборудования. Методические аспекты учёта и обработки исходных данных 4. Организация сбора и обработки исходных данных по оборудованию - в период существования РАО «ЕЭС России», - свёртывание работы в соответствии с приказом Минэнерго, - лучшие мировые практики, - доводы и рецепты противников статистики. 5. Приложения Использование трендов показателей. Использование статистических распределений показателей. Надёжность, экономичность и риск эксплуатации оборудования блочных электростанций.

3 1. Что пользователь ожидает найти в статистическом справочнике по оборудованию? 1.Значения показателей интересующего пользователя оборудования, которые дают представление о возрасте оборудования, его загрузке, надёжности, эффективности. 2. Возможность сравнения показателей конкретного оборудования с показателями однотипного оборудования. 3. Возможность сопоставления показателей разнотипного оборудования. 4. Сведения об имеющихся закономерностях изменения показателей в зависимости от факторов, влияющих на оборудование в процессе эксплуатации. 5. Помощь в обосновании решения по интересующему пользователя оборудованию.

Закон об энергетике Закон о промышленной безопасности опасных производственных объектов Закон об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Руководящие документы РАО «ЕЭС Росси» Стандарты организаций электроэнергетики Концепция обеспечения надёжности в энергетике (проект Минэнерго РФ ) 4 2. Необходимость контроля и мониторинга технического состояния оборудования следует из требований законов и НД Вывод: Учёт и обработка показателей технического использования, надёжности и экономичности оборудования является частью системы контроля и мониторинга его технического состояния

5 3. Показатели надёжности, технического использования и экономичности энергетического оборудования Показатель Длительность учётного периода времени Коэффициент рабочего времени, Кр = Тр/ТкКратная одному календарному году Коэффициент технического использования, Кти = (Тк-Трем)/Тк Кратная одному календарному году Коэффициент простоя в резерве, Крез = Трез/Тк Кратная одному календарному году Коэффициент использования установленной мощности, Киум = Э/Тк*Nу Кратная одному календарному году Средняя нагрузка, Ncр = Э/ТкКратная одному календарному году Коэффициент неплановых простоев, Кнп = (Тв + Тз)/Тк Не менее 3*То Коэффициент готовности, Кг = Тр/(Тр + Тв)Не менее 3*То Коэффициент плановых ремонтов, Кпр = Тпр/Тмц Кратная межремонтному циклу Удельный расход условного топлива на энергоустановку, В Месяц, квартал, год Удельный расход тепла на турбину, QМесяц, квартал, год

4. Организация сбора и обработки исходных данных по оборудованию в период существования РАО «ЕЭС России» РД «Методические указания по составлению отчета тепловой электростанции о техническом использовании оборудования» (макет 15511) РД «Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования» (макет 15506) РД «Инструкция по расследованию и учету технологических нарушений в работе энергосистем, электростанций, котельных, электрических и тепловых сетей» 6

из Приложения 1 к Приказу Минэнерго России от 7 августа 2008 г. N 20 ПЕРЕЧЕНЬ ИНФОРМАЦИИ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМОЙ СУБЪЕКТАМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ Сведения о технологических нарушениях на электростанциях и в сетях НЕ ПРЕДУСМОТРЕНА ОТЧЁТНОСТЬ по РД «Инструкция по расследованию и учету технологических нарушений в работе энергосистем, электростанций, котельных, электрических и тепловых сетей» Сведения о работе тепловой электростанции 2.4. Сведения о производстве электроэнергии и тепла 2.6. Сведения об использовании установленной мощности электростанций НЕ ПРЕДУСМОТРЕНА ОТЧЁТНОСТЬ по РД «Методические указания по составлению отчета тепловой электростанции о техническом использовании оборудования» РД «Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования» ВЫВОД: Приказ Минэнерго не обеспечивает сбор и обработку сведений о техническом использовании, надёжности и эффективности установленного на энергетических объектах оборудования. 7

Сбор данных и обработка статистики в ведущих энергетических корпорациях WEC -c 1974 года сбор и обработка статистики по техническому использованию и надёжности электростанций. Объединяет к настоящему времени около 90 национальных энергетических советов. Установлено 7 – 8 основных «ключевых показателей»: EAF, UCF - коэффициенты энергетической готовности; UCLF - коэффициент неплановых упущенных возможностей (в долях от максимально возможной выработки энергии); РCLF - коэффициент плановых упущенных возможностей (в долях от максимально возможной выработки энергии); UERL - коэффициент неплановых потерь; LF - коэффициент загрузки (использования установленной мощности); UF - коэффициент использования – производная величина от LF и EAF; UAGS7- коэффициент неплановых отключений от системы. NERC оперирует 24 основными показателями аналогичного назначения (всего применяя около 140 показателей надёжности и технического использования). Помимо этого: база данных по инцидентам, произошедшим на элементах как основного, так и вспомогательного энергетического оборудования. Стандарты NERC по надёжности, обязательные к применению на территории США. VGB PowerTech e.V. Оптимизация технического использования, надёжности и эффективности европейских электростанций, входящих в ассоциацию. База данных «KISSY». Возможность членам ассоциации выполнять анализ статистики в режиме on-line. Как «работает» статистика для пользы западных энергетических компаний? Статистика позволяет: оценивать качество ремонтов оборудования оценивать коммерческую готовность выявлять пути улучшения технико-экономических показателей электростанции прогнозировать надёжность и техническое использование генерирующих мощностей в зависимости от вложенных средств 8

9 4. Организация сбора и обработки исходных данных по оборудованию. Доводы и рецепты противников статистики Статистика лжёт, поскольку «в одну реку нельзя войти дважды»: оборудование, отказывающее сегодня, уже далеко не то, которое отказывало 10 лет назад. Поэтому: работайте в соответствии с требованиями РД и слушайте мнение экспертов – в этом залог надёжной, безопасной и эффективной эксплуатации оборудования. Статистика лжёт, поскольку надёжность исходных данных сомнительна – они собираются и поставляются немотивированными людьми. Поэтому: работайте в соответствии с требованиями РД и слушайте мнение экспертов … Объём исходной информации непомерно огромен, её невозможно систематизировать и обработать. Поэтому: надо смотреть и делать выводы «по-крупному», а «частности» (т.е. техническое состояние, надёжность, риски оборудования) – удел владельца оборудования. «То там поработаем, то здесь поработаем»: не бойтесь бессистемного подхода к сбору исходной информации – ваша база данных будет пополняться естественным образом по мере выполнения вами новых работ по новым договорам.

10 Использование трендов. Пример неудовлетворительного планирования и выполнения ремонтов и замен. Динамика повреждаемости критических элементов пылеугольного энергоблока 300 МВт. Двухкорпусный котёл П-50

11 Надёжность и технический риск основного оборудования энергоблоков

12 Группы энергоблоков с повышенным индексом технического риска группы энергоблок ов Тип энерго- блоков, моно/дубль Количество энергоблок ов в группе Тип котла (изготовитель) Тип турбины Индекс надёжнос ти Индекс техническо го риска 1Моно9ТПЕ-214 (ТКЗ) К (ЛМЗ) 0,9882,63 2Моно2П-67 (ЗИО) К (ЛМЗ) 0,9862,98 3Моно5 БКЗ (БКЗ) К (ЛМЗ) 0,9853,14 4Дубль8 ПК-40-1,2 (ЗИО) К (ЛМЗ) 1,003,16 5Моно4ТП-92 (ТКЗ) К (ХТЗ) 0,9823,27 6Дубль3ТП-240 (ТКЗ) К (ЛМЗ) 0,9953,70 7Моно4ПК-33 (ЗИО) К (ЛМЗ) 0,9675,31 8Моно6П-57 (ЗИО) К (ХТЗ) 0,93610,7 9Моно2ПК-40 (ЗИО) К (ЛМЗ) 0,92410,9 10Дубль1П-49 (ЗИО) К (ХТЗ) 0,99112,7

13 Надёжность и риск эксплуатации сложных восстанавливаемых систем Электрические системы, сети Тепловая электростанция К К К ТА ТР У1 ТА ТР У2

Технологическая схема процесса Общий логико-вероятностный метод анализа надёжности и риска сложных систем Схема функциональной целостности (СФЦ) Логическая функция работоспособности системы Вероятностная функция 14 Моделирование работоспособного состояния системы Программное обеспечение: ПК АРБИТР

15 Основной графический аппарат СФЦ Чему соответствует Элемент системы Результат событий Последовательное соединение элементов Параллельное соединение элементов

16 Примеры схем функциональной целостности (СФЦ) энергетических объектов, оценка и анализ надёжности СФЦ электростанции СФЦ электрических систем, сетей Диаграммы вкладов элементов в надёжность системы

17 Оценка риска эксплуатации электростанции Риск (средний ущерб), сопутствующий эксплуатации ТЭЦ в течение одного года равен:

18 Апробация методики количественной оценки надёжности/рисков основного оборудования Методика апробирована в 2008 – 2009 г.г. в рамках разработки мероприятий, направленных на обеспечение надёжной эксплуатации и увеличение межремонтного периода основного оборудования: - 6 -ти энергоблоков Каширской ГРЭС ти энергоблоков Сургутской ГРЭС ми энергоблоков Ириклинской ГРЭС - 2-х энергоблоков Нижневартовской ГРЭС В частности, было установлено, что: - межремонтный период на основном оборудовании может быть увеличен до часов, однако, оптимальный уровень надёжности основного оборудования может быть обеспечен только в случае предложенной оптимизации сроков вывода оборудования в ремонт и своевременного проведения укрупнённых замен.

19 Алгоритм действий, направленных на оптимизацию уровня надёжности и риска энергетических объектов Сбор и обработка статистических данных по повреждаемости элементов оборудования. Оценка технического состояния оборудования по результатам его диагностики. Качественная оценка надёжности. Выявление необходимости количественной оценки надёжности/риска электростанции Формализация поставленной задачи: построение математической модели, адекватно описывающей надёжность/риск электростанции Определение количественных показателей надёжности/риска, как то: временной зависимости вероятности отказа, среднего времени наработки на отказ, коэффициента готовности, среднего ущерба и др. Установление оптимального (требуемого) уровня надёжности электростанции с учётом экономического фактора Исследование влияния изменения « весовых » показателей элементов, W, на надёжность/риск электростанции. Нахождение величин W (i) оптим Выявление критических элементов, их ресурса и « весовых » показателей,W, - положительных и отрицательных вкладов в надёжность/риск электростанции Определение соответствия между W (i) оптим и требуемым объёмом работ по повышению надёжности/уменьшению риска i-го элемента Планирование оптимальных сроков ремонтов и объёмов замен элементов оборудования

20 Использование баз данных и обработанной статистики для оптимизации надёжности/рисков энергетических объектов

21

22 Использование баз данных и обработанной статистики для оптимизации комплексного показателя электростанции Х1 = Киум Х2 = Nср/Nу Х3 = 1-Кнп Х4 = 1/B Сопоставительный анализ показателей надёжности, технического использования и экономичности блочных электростанций п/пIти Номер квадранта Код ТЭС Прогнозное увеличение ΔIти, %, в случае максимального увеличения ΔХ1=maxΔХ2=maxΔХ3=maxΔХ4=max 10,32I ,36I …………. ….…. ………….…. 511,85IV ,95IV

23 Принципиальные требования к сбору и обработке статистики по оборудованию 1.Обеспечение научно-техническим центром конфиденциальности предоставляемой информации 2.Работа должна выполняться на долгосрочной основе 3.В работу должно быть вовлечено максимально большое количество генерирующих компаний 4.Объём и периодичность предоставляемой информации должны быть минимально необходимыми и в тоже время достаточными для выполнения надёжного анализа и составления адекватных рекомендаций и прогнозов по оборудованию 5.Организации – поставщику сведений должно быть обеспечено получение выгоды за счёт предоставления статистических отчётов по надёжности, состоянию парка однотипного оборудования и методических рекомендаций по эксплуатации, ремонтам, продлению ресурса и др.

Статистическая информация и результаты оценки надёжности/рисков объектов нужны генерирующим компаниям государственным управляющим структурам Системному Оператору и сетевым компаниям заводам-изготовителям проектным организациям 24

Ближайшие задачи по восстановлению, учёту и обработке отраслевой отчётности по оборудованию распоряжение Минэнерго РФ о сборе данных по оборудованию энергетических объектов установление детализированного по элементам перечня оборудования электростанций, сетей, подлежащего мониторингу и статистической отчётности ревизия, актуализация существующих и разработка новых правил сбора, обработки и обмена статистикой, отвечающих современным условиям перехода к рыночным отношениям в электроэнергетике и потребностям в статистической информации со стороны генерирующих компаний, заводов-изготовителей, государственных управляющих структур 25

26 Спасибо за внимание