Home

Ciclo de Rotinas

1. 79 Tabela 5 3 Informa es de ocorr ncias em equipamentos na UTE de Anaj s em 2008 80 Tabela 5 4 Resultados do ganho de informa o para as outras causas de desligamento 82 Tabela 5 5 Subconjuntos gerados pelo n A4 com valor SIM 83 Tabela 5 6 Subconjuntos gerados pelo n A4 com valor N O iieemeeemes 83 Tabela 5 7 Resultados do ganho de informa o a partir do n raiz 83 Tabela 6 1 Ficha t cnica das unidades geradoras quadro de comandos subesta o e rea de tancagem das usinas diesel tricas em 2008 sseeessessseessessesseeessseessressersseeesees 103 Tabela 6 2 Causas dos desligamentos nas usinas do sistema isolado em 2008 105 xvii Tabela 6 3 Distribui o dos tipos de desligamentos nas unidades geradoras 106 Tabela 6 4 Tipos das falhas no sistema de gera o nsesssssessssssessseersseeessressresseesseeeeseressrese 110 Tabela 6 5 Consumo espec fico e rendimento das unidades geradoras sssssessssseesseesseee 112 Tabela 6 6 Altera o na periodicidade de troca dos elementos consum veis das UTES 113 Tabela 6 7 Redu o dos custos dos elementos consum veis das UDGs 113 Tabela 6 8 Custo m dio da manuten o das UDGs e reeeerercerenaa 114 Tabela 6 9 Par metros operacionais das unidades geradoras das UTES 11
2. Causas diversas CAD Rede de distribui o Cada subsistema de uma unidade geradora composto por um conjunto de componentes os quais tamb m recebem uma codifica o operacional KKS A Tabela C 5 mostra os c digos dos componentes do subsistema de arrefecimento dos grupos geradores com suas respectivas descri es Os elementos que constituem um componente de um subsistema s o encontrados geralmente nas listas de pe as dos sistemas da UDG Ressalta se que a codifica o KKS foi aplicada em todos os componentes das UDGs formando uma grande base de conhecimento 165 Tabela C 5 Classifica o dos componentes do subsistema de arrefecimento das UDGs Subsistema Componentes Coletor de gua Radiador Bomba d gua B BA Ventilador ventoinha VEM POV TRC Rs VTE FAR MAC MGC Filtro de gua anticorrosivo FAA A Tabela C 6 mostra a classifica o dos elementos do componente do subsistema de arrefecimento das unidades geradoras com seus respectivos valores cr ticos iniciais Tabela C 6 Classifica o dos elementos dos componentes do coletor de gua das UDGs Componente C digo Elementos C digo pe RR 2 Acoplamemo da Tubula o 06 Tubula o da Sa da do Resfriador de gua 000 Tubula o de gua da Frente do Resfriador or 2 E CO ff do Parafusos de fixa o daubula o os 2 Tubula o de Bypass de Aga fo 3 C S 2 Polia de Condu o do A
3. 8 De acordo com ACHARYA et al 2000 a Jacksonville Electric Authority JEA instalou na Florida EUA uma usina termel trica a g s completamente automatizada gerenciada pela GE Power Systems a qual desenvolveu um programa chamado GE SPEEDTRONICIM MARK VI que um aplicativo que utiliza v rios m dulos de controle prote o monitoramento e opera o otimizada de sistemas de gera o de energia el trica KARDEC e NASCIF 2001 publicaram o livro Manuten o Vis o Estrat gica esta considerada uma obra de refer ncia na rea de manuten o de sistemas pois al m de trazer os conceitos inovadores e a experi ncia na manuten o exp e as defini es t cnicas gerais dos tipos de manuten o praticados em sistemas e processos produtivos Em 2001 De ANDRADE E SILVA e LUDERMIR publicaram um artigo motivados pela cria o de um sistema h brido com fun es b sicas locais visando simplifica o das regras utilizadas e explorando as vantagens dos diferentes tipos de metodologias para a solu o de problemas em uma nica estrutura ou configura o de rede neural As Centrais El tricas Brasileiras S A ELETROBR S do Minist rio de Minas e Energia MME atrav s do Grupo T cnico Operacional da Regi o Norte GTON editou em 2003 a primeira vers o do Manual de Recebimento Armazenagem Manuseio e Qualidade de Produtos Derivados de Petr leo em Usinas T rmicas com a contribui o de v rias concession ria
4. de cada neur nio artificial que comp e a rede e Passo 3 Na camada de sa da calcula se o erro entre a resposta desejada T e a resposta atual da rede O usando se a fun o de custo 6 que representa o erro quadr tico m dio mostrado na Equa o 5 12 1 n 0 0 5 12 i 1 Se 6 for menor que um valor m nimo preestabelecido o treinamento encerrado caso contr rio calcula se o sinal de erro atualizando se os pesos por retro propaga o Outra rela o pode ser escrita pois as respostas da rede neural podem ser consideradas em fun o da m dia ponderada dos est mulos ou seja como expresso na Equa o 5 13 0 f Net f E wu 5 13 Sendo que a derivada parcial escrita na forma da Equa o 5 14 a _ k O Net 5 14 wij a Net wij Considerando se que n Net X wy 5 15 i 1 E que Net a Neg G i 5 16 w O sinal de erro de uma rede neural PMC mostrado na Figura 5 4 pode ser calculado pela Equa o 5 17 os 5 17 o Net fat Os pesos sin pticos da rede podem ser atualizados pela Equa o 5 18 AW a 5 18 Wij 1 wg 5 18 e Passo 4 Defini o e c lculo do sinal de erro para cada camada da rede 94 e Passo 5 Para os neur nios artificiais da camada de sa da o valor do sinal de erro dj e da atualiza o dos pesos pode ser calculado como se segue os o us DO Sio Nen 00 o Net A C
5. Ferramentas An lise e ou Defini o das Ferramentas Ok Figura 3 6 Janela de cadastro dos elementos das usinas do software Ciclo de Rotinas A itera o mostrada na Figura 3 6 dividida na identifica o sistematiza o dos sistemas e subsistemas caracter sticas da manuten o cadastro e funcion rios e de materiais utilizados no sistema de gera o O desenvolvimento destas atividades precedem as tarefas do menu de Identifica o e ou Inspe o mostrado na Figura 3 3 sendo assim fundamental que todas as informa es obtidas devam ser utilizadas nas outras tarefas Recomenda se que os coordenadores gerentes ou respons veis pela gera o fa am parte da equipe de implanta o da metodologia Conforme pode ser visto no fluxograma do software ciclo de rotinas Figura 3 2 as informa es necess rias para o preenchimento dos elementos de cadastro de um sistema de gera o s o obtidas em um invent rio das caracter sticas deste sistema A identifica o completa dos componentes de uma UDG no sistema de gera o outra atividade que deve ser desenvolvida A Figura 3 7 mostra a janela de sistematiza o de unidades geradoras do software Ciclo de Rotinas com as tarefas e atividades a serem desenvolvidas durante a implanta o da metodologia Atrav s desta janela poss vel realizar a divis o e a classifica o dos elementos das UDGs em sistemas e subsistemas
6. Vcg de cada componente atrav s da Equa o 4 7 e e i l N J V 4 7 j onde N o somat rio de todos os ndices de criticidades atribu dos a cada um dos elementos do sistema de gera o Cg o n mero da criticidade de cada elemento e Cs a somat ria das criticidades dos elementos sistema ao qual o componente faz parte Reunindo as Equa es de 4 4 4 6 e 4 7 de forma que se possa ter par metro global para o c lculo da criticidade dos equipamentos Cro Equa o 4 8 que determinam quais os equipamentos de uma central usina ou de um conjunto de usinas que apresentam maior criticidade em fun o do seu desempenho operacional n C P n Ts io Sina ee de Som i 1 N i 1 Cospo Co F UTLO onde Trs a m dia do tipo de falhas que ocorreu no sistema em que o equipamento faz parte C 4 8 EQ No o n mero total de ocorr ncias desligamento racionamentos paradas da unidade geradora etc causadas pelos mesmos elementos do sistema que comprometem a continuidade de atendimento da central usina termel trica com dura o maior de tr s minutos e Nos o n mero de ocorr ncias por conjunto de subsistemas do sistema de gera o em n meros absolutos Outro par metro utilizado na composi o da criticidade dos componentes de um sistema de gera o a criticidade equivalente no tempo Crgrempo que obtida em fun o do percentual de utiliza o do elemento no siste
7. definida pelos termos prim rios desta vari vel e o quanto um dado elemento x do universo de 172 discurso U satisfaz o conceito representado por um conjunto fuzzy definido pelo valor da fun o de pertin ncia 4 x xeU S o as propriedades sint ticas e sem nticas que regem o comportamento do sistema de conhecimento fuzzy Elas definem a forma de utiliza o das vari veis lingu sticas As propriedades sint ticas definem a forma com que as informa es lingu sticas fuzzy s o armazenadas proporcionando a cria o de uma base de conhecimento com senten as devidamente estruturadas Estas propriedades sistematizam os processos de armazenamento buscando e processando os dados existentes Por sua vez as propriedades sem nticas s o as respons veis pela especifica o do modo como extra do e processado o conhecimento contido na estrutura definida pelas propriedades sint ticas armazenado na forma de declara es condicionais fuzzy ou regras de produ o fuzzy ALMEIDA e EVUKOFF 2003 E 2 Modelo de infer ncia fuzzy de Mamdani cai EE 12 O processamento das situa es Os indicadores de disparos das regras e os operadores utilizados em um sistema de conhecimento fuzzy s o definidos de acordo com a sem ntica pelo mecanismo de infer ncia Desta forma ent o executado o processamento do conhecimento ou da ordem a ser executada Modelos de infer ncia fuzzy espec ficos s o utilizados
8. o e administrativas dos sistemas de gera o Novamente com o intuito de exemplificar a utiliza o desta ferramenta ser mostrada a aplica o do treinamento e aprendizagem de uma rede neural que utilizar as informa es 97 reais da base de conhecimento do ciclo de rotinas A RNA foi treinada usando se o algoritmo de retro propaga o de erro que se mostrou o mais eficiente O bom resultado atingido deve se ao fato do algoritmo usar o sinal do gradiente na atualiza o dos pesos sin pticos equivalentes s criticidades de cada componente ao inv s do m dulo do gradiente normalmente usado nos demais Dessa forma o algoritmo converge mais rapidamente no final do treinamento fornecendo resultados plenamente satisfat rios Assim como o software ciclo de rotinas a ferramenta computacional utilizada para desenvolver as RNAs foi a plataforma Java atrav s da cria o de um banco de dados com as informa es das causas dos desligamentos das UTEs em opera o Com esse aplicativo poss vel treinar e testar RNAs com diversas arquiteturas variar os par metros de treinamento escolher o algoritmo de aprendizado de melhor desempenho e produzir curvas de tima qualidade t cnica Foram realizados diversos testes usando se diferentes arquiteturas de redes neurais por m buscou se o desenvolvimento de redes com resposta r pida sendo adotada a arquitetura com uma camada intermedi ria escondida do tipo PMC com 35 neur nios arti
9. processasse a recupera o da m quina avariada 122 No tratamento das anomalias observou se que apesar de uma leve tend ncia de aumento do n mero de desligamentos das usinas da concession ria Figura 6 3 a cada ano novos problemas ficavam evidentes como visto nos gr ficos das Figura 6 9 a Figura 6 13 que mostra o levantamento das causas dos desligamentos das usinas do sistema isolado do Par no per odo de 2005 e 2009 A utiliza o da metodologia ciclo de rotinas propiciou uma ferramenta poderosa para os membros da equipe de manuten o da concession ria pois durante a fase de levantamentos dos desligamentos de 2003 a 2007 foi poss vel gerar gr ficos onde foram expostos os percentuais de participa o de cada tipo de falha em todas as usinas da concession ria Assim sendo foi poss vel observar a cada ano novos problemas ficavam evidentes como mostrado no gr fico da Figura 6 9 onde pode ser visto que em 2005 a maioria dos desligamentos foi devida as falhas no sistema de arrefecimento superaquecimento indisponibilidade de gera o por quebra de equipamentos e falhas no sistema de alimenta o de leo combust vel dos motores Avaria no Gerador 5 68 Outras Causas 7 26 Figura 6 9 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2005 Em 2006 Figura 6 10 a maioria das anomalias ocorreu devido a falhas no sistema de lubrifica o no sistema de alimenta o m qualidade do leo combust vel e
10. transformadores etc dentro dos seus mais variados sistemas e subsistemas 4 1 1 2 C digo do ponto de instala o Estes c digos s o utilizados na identifica o dos pontos de instala o dos equipamentos em uma usina ou na unidade instalada como por exemplo os equipamentos el tricos de controle e de instrumenta o nas suas respectivas unidades geradoras ou seja todos os arm rios pain is consoles etc que contiverem tais equipamentos s o codificados como parte de um subsistema 4 1 1 3 C digo de localiza o S o c digos utilizados para a identifica o de v rias estruturas na usina tais como galp es dos motores edif cios pisos pista de rolagem rea de tancagem subesta o sala de comandos e reas de prote o contra inc ndios Este c digo tamb m usado em liga o com a manuten o preventiva de elementos civis como edif cios e estruturas da usina Ainda mais este c digo pode ser usado para identificar a localiza o de componentes mec nicos em uma UDG da mesma maneira com que o c digo do ponto de instala o usado par identifica o de equipamentos el tricos e de controle e de instrumenta o 48 4 1 2 Formato do Sistema de Codifica o KKS Com o objetivo de padronizar toda a codifica o que foi aplicada nos grupos geradores das UTESs foi adotado na base de conhecimento do software Ciclo de Rotinas a codifica o KKS Conforme mostrado na Tabela 4 1 a classifica
11. 36 3 5 2 Caracter sticas do software ciclo de rotinas Antes de iniciar as tarefas da metodologia necess rio que sejam introduzidas no software todos os par metros da empresa e do local da instala o a fim de que se possa desenvolver metas e objetivos claros e tang veis Para o desenvolvimento desta a o ap s efetuar o cadastro da empresa basta clicar no menu Metas e Objetivos conforme mostrado na Figura 3 3 e descrev los conforme mencionado anteriormente amp Ciclo de Rorinas para Melhoria de Sistemas de Gera o de Energia x CICLO DE ROTINAS PARA MELHORIA DE SISTEMAS E PROCESSOS DE GERA O DE ENERGIA EL TRICA GETEC Grupo de Estudos em Tecnologias de Cormers o de Energia s a UN do E AN LISE DEFINIS MONITO Figura 3 3 Janela de inicializa o da metodologia Ciclo de Rotinas As normas procedimentos instru es t cnicas de servi o e outros documentos devem ser cadastrados na base de conhecimento do software e se poss vel atualizados a fim de que os mesmos possam fazer parte da base de conhecimento do software principalmente ao que tange a periodicidade de execu o pois no menu Atividades Opera es e Recursos mostrado Figura 3 3 devem ser cadastrados todos os elementos necess rios para o desenvolvimento das atividades e ger ncia da manuten o 37 imprescind vel que seja feito um levantamento invent rio fotogr fico das condi es atuais das
12. EPRI Instituto de Pesquisa de Energia El trica Electric Power Research Institute Engeman Software destinado a controle da engenharia de manuten o de empresas utilizado para o desenvolvimento dos planos e gerenciamento da manuten o GTDS Sistema de Diagn stico de Turbinas a G s Gas Turbine Diagnostic System GTON Grupo T cnico Operacional da Regi o Norte TEC Comiss o Eletrot cnica Internacional International Electrotechnical Commission ISO Organiza o Internacional de Padroniza o International Organization for Standardization MySQL Sistema de banco de dados ONS Operador Nacional do Sistema El trico PDCA Ferramenta de Gerenciamento de Sistemas Ciclo de Planejamento Realizar Monitorar e Agir Ciclo Plan Do Check and Act PhpMyAdmin Gerenciador de banco de dados SAP Software integrado de planejamento de recursos empresariais destinado gest o de empresas SIM Sistema integrado de manuten o xampp um servidor independente de plataformas Cap tulo 1 INTRODU O Com o avan o tecnol gico atual tem surgido no mercado uma grande quantidade de m todos e ferramentas de gerenciamento de sistemas de gera o de energia os quais trazem consigo mudan as culturais relevantes para o processo de manuten o em usinas termel tricas UTESs Foi constatado que h mais de duas d cadas as empresas e institui es de ensino em
13. Em algumas regi es como no Nordeste Centro Oeste e Sudeste existem usinas com motores diesel de m dio e grande porte que operam em regime de complementa o de carga sendo que estas UTES est o interligadas ao Sistema El trico Nacional e operam segundo as normas e ger ncia do Operador Nacional do Sistema El trico ONS 14 As UTEs tanto em sistemas isolados quanto no interligado s o gerenciadas pelas concession rias dos seus respectivos estados existindo algumas empresas que operam como PIE Algumas dessas empresas recebem subs dios governamentais para a compra do leo combust vel utilizado para a gera o de energia el trica atrav s da Conta de Consumo de Combust vel CCC controlada pela Eletrobr s ELETROBR S 2011 De acordo com a ANEEL 2011 especificamente nos sistemas isolados das regi es Norte Nordeste e Centro Oeste est o em opera o mais de quinhentas UTESs distribu das nas mais variadas localidades n o existindo crit rios e padroniza es quanto s instala es aos equipamentos geradores aos procedimentos de opera o e de manuten o ao controle e supervis o do consumo de combust vel e ndices de acompanhamento do desempenho das usinas espec ficos para a gera o entre outros Em usinas com motores diesel de pequeno e m dio porte os controles e acompanhamento dos par metros da gera o como a pot ncia para cada hora do dia a energia gerada em um determinado per odo a
14. F UTIL i j RE aa 4 13 UTILO 1 j Utilizando tamb m o conceito de indicadores de produtividade Ap ndice D chega se a produtividade da unidade geradora Equa o 4 14 _ D 1 E 4 14 Ficando a composi o da criticidade dos componentes calculada pela Equa o 4 15 sendo os o desvio padr o das medidas SANTOS e NASCIMENTO 2010b 57 Coomp Cro Corempo Cos 0 EOs 4 15 4 3 4 Determina o dos componentes cr ticos Este um procedimento desenvolvido para a metodologia ciclo de rotinas e que visa determinar os componentes cr ticos dos sistemas de gera o Ser aplicada a sequ ncia para a determina o da criticidade dos componentes das UTEs da concession ria do estado do Par por m em fun o do grande n mero de dados a serem processados para exemplificar a determina o da criticidade dos componentes foram utilizadas as informa es dos desligamentos em 2008 e as caracter sticas das unidades geradoras da UTE de Anaj s De forma a isolar ainda mais as causas das ocorr ncias a fim de identificar o componente do subsistema mais cr tico e a UDG respons vel pelo maior n mero de desligamentos ou seja identificar as maiores prioridades para a programa o de manuten o nas UDGs da UTE de Anaj s visando reduzir as causas das anomalias foi realizada uma consulta no hist rico de ocorr ncias da usina Na Tabela 4 3 que mostra os desligamentos ocorridos na UTE de Anaj s em 2008 por
15. UNIVERSIDADE FEDERAL DE IT AJUB INSTITUTO DE ENGENHARIA MEC NICA PROGRAMA DE POS GRADUA O EM ENGENHARIA MECANICA CICLO DE ROTINAS PARA MELHORIA DA MANUTEN O EM UNIDADES DIESEL DE GERA O DE ENERGIA ELETRICA Eraldo Cruz dos Santos Itajub Minas Gerais Brasil Novembro de 2012 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB INSTITUTO DE ENGENHARIA MEC NICA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA MEC NICA Eraldo Cruz dos Santos CICLO DE ROTINAS PARA MELHORIA DA MANUTEN O EM UNIDADES DIESEL DE GERA O DE ENERGIA ELETRICA Tese submetida ao Programa de P s Gradua o em Engenharia Mec nica como parte dos requisitos para obten o do T tulo de Doutor em Engenharia Mec nica Curso Doutorado em Engenharia Mec nica Area de Concentra o Convers o de Energia Orientador Prof Dr Marco Ant nio Rosa do Nascimento Co orientador Prof Dr Christian Jeremi Rodriguez Coronado Itajub Minas Gerais Brasil Novembro de 2012 iii UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB INSTITUTO DE ENGENHARIA MEC NICA p PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA MEC NICA Eraldo Cruz dos Santos CICLO DE ROTINAS PARA MELHORIA DA MANUTEN O EM UNIDADES DIESEL DE GERA AO DE ENERGIA ELETRICA Tese aprovada por banca examinadora em 13 de novembro de 2012 conferindo ao autor o t tulo de Doutor em Ci ncias em Engenharia Mec nica Banca Examinadora Prof Dr Marco Ant nio Rosa do Nascimento Orientador P
16. comissionamento dos equipamentos existentes na base de conhecimento do programa E Avalia o das condi es P Hist rico das operacionais e do plano Ocorr ncias de manuten o Condi es sa Hx iniciais Co N E4 S Fun o de Ativa o An lise dos Resultados Sa da Decis es Entrada E2 Ocorr ncias no sistema A es a serem Adotadas Criticidades em ordem decrescentes Defini o da solu o Fun o Soma ou Maior valor En Pesos Sin pticos Criticidade Equivalente Figura 5 3 Modelo de perceptron proposto pela metodologia do Ciclo de rotinas para a tomada de decis o 90 Baseado em HAYKIN S 1999 os valores apresentados s unidades de entrada E E En s o multiplicados pelos seus respectivos pesos sin pticos ou criticidades equivalentes Cm C Cm Desta forma poss vel perceber que a criticidade expressa for a de liga o entre dois neur nios quaisquer Em um sistema ou processo deve ser armazenada apenas uma condi o padr o Co para o equipamento cujo valor deve sempre ser igual a unidade e o peso associado a esta entrada denominado de bias Os valores das entradas das ocorr ncias multiplicados pelas suas respectivas criticidades s o os elementos formadores da fun o soma que deve gerar o sinal de sa da yx e pode ser expresso da atrav s da Equa o 5 9 Yk Co E E Ca E a Cro HEn s Eri 5
17. dividido como mostrado na Tabela G 2 180 Tabela G 2 Programa de manuten o b sico para grupos geradores EESTI Realiza o de testes com o grupo gerador ap s sua revis o ou na sua Comissionamento recep o definindo as suas condi es faixa operacionais e entregando o mesmo para a opera o e 2 O e a Realiza o de elementos consum veis como filtros carga de leo Peri dica lubrificante etc seguida de verifica o da exist ncia de vazamentos realiza o de reapertos e ajustes nos componentes do grupo gerador 6 000 12 000 20 000 24 000 Realiza o de inspe es visando verificar as condi es operacionais 3 000 9 000 Intervalar dos componentes dos sistemas do grupo gerador regulando os injetores 15 000 18 000 e engraxando os componentes e removendo os poss veis vazamentos 21 000 Verifica o dos componentes dos sistemas do grupo gerador avaliando Parcial se suas condi es operacionais e substituindo somente os que se encontram avariados ou descalibrados 6 000 10 000 12 000 Revitaliza o com substitui o completa de todos os componentes dos sistemas do motor do alternador do quadro de comandos e transformador preparando o para o comissionamento Fonte SANTOS Eraldo C 2004 12 000 20 000 24 000 O objetivo criar uma cultura de repasse de informa es entre a equipe de opera o e de manuten o das centrais usinas melhorando assim
18. manuten o Nesta etapa s o feitas as configura es e o detalhamento das atividades a serem Planejamento executadas para atingir os objetivos e metas estipuladas S o elaborados os planos de Normaliza o e a es a determina o atribui o das fun es dos colaboradores envolvidos com o Treinamento processo produtivo os cronogramas f sicos e financeiros as normas e procedimentos operacionais al m de treinamentos Estas atividades t m o objetivo de efetivar os planos ou programas de manuten o e gerencial desenvolvidos e estudados nas atividades anteriores de forma a execut lo com Execu o e ou m xima efici ncia e efic cia visando sempre otimiza o de todos os par metros que Otimiza o possam contribuir para uma boa avalia o ou a melhoria dos processos das usinas Nesta atividade podem ocorrer visitas t cnica nas instala es das UTEs para avalia o do desenvolvimento das atividades e verifica o da execu o das tarefas Esta fase do Ciclo de Rotinas tem como objetivo verificar se a Execu o Otimiza o dos planejamentos foram feitos de forma eficiente e eficaz ou se Monitoramento as atividades desenvolvidas atingiram os objetivos e metas estabelecidas criando ou e ou Controle utilizando par metros de controle para os sistemas Nesta fase s o identificados os equipamentos e instrumentos de controle a serem implantados nas usinas para facilitar o monitoramento dos par metros operacio
19. o ou da ordem de servi o o software desenvolvido conduz o operador para uma 91 investiga o nas condi es padr es do equipamento em an lise seguida de uma an lise na fun o fuzzy de hist rico de ocorr ncias no sistema de gera o O diagn stico da ocorr ncia e as melhores sugest es para a solu o das anomalias s o mostrados para o operador do sistema que analisa os resultados e define as a es a serem tomadas As escolhas feitas pela pessoa respons vel pela manuten o passar o a fazer parte da base de conhecimento do programa e portanto ser o disponibilizadas para outros casos A arquitetura do PMCs utilizada na metodologia Ciclo de Rotinas est apresentada na Figura 5 4 onde Ni Nh e No correspondem respectivamente aos n meros de elementos das camadas de entrada intermedi ria e de sa da Os vetores E O e T representam o est mulo apresentado entrada a resposta da rede aquele est mulo e o resultado desejado fornecido pelo supervisor ys 2 0 No N gt E a 4 E E w Sinal de Erro Figura 5 4 Representa o do perceptron de m ltiplas camadas Na metodologia Ciclo de Rotinas optou se por criar redes PMCs com cinco possibilidades de solu o de problemas de forma que fosse poss vel treinar uma vasta quantidade de situa es e em cada uma delas conforme mostrado na Figura 5 4 identificar os sinais de erro nas camadas de sa da das redes p
20. An lise por diagrama de blocos ADB a an lise de causas e consequ ncias e a engenharia de confiabilidade entre outras De forma conjunta com as avalia es do processo e da efetividade do ciclo de rotinas realiza se o tratamento dos riscos do sistema processo pois as etapas anteriores contemplaram a identifica o a an lise a sistematiza o a padroniza o o planejamento a execu o o monitoramento e avalia o dos riscos oriundos do processo de sorte a formar um lastro informativo sobre as potencialidades das perdas e danos pass veis de ocorr ncia no sistema 160 O processo de gerenciamento da metodologia Ciclo de Rotinas complementado pelo tratamento dos riscos no qual uma das seguintes decis es dever ser tomada elimina o redu o reten o ou transfer ncia dos riscos identificados A equipe formada nesta fase dever conhecer os pontos fr geis cr ticos do processo a fim de proteg los contra poss veis danos evitando a paralisa o do mesmo por longos per odos ou a perda da produ o Assim sendo este conhecimento facilitar e A avalia o das atividades do Ciclo de Rotinas sempre visa compara o dos resultados antes durante e ap s a execu o das atividades visando detectar o Como estava o sistema ou processo antes da implanta o da metodologia o Os limites operacionais do processo produtivos foram controlados e ajustados o O que melhorou ou piorou o Quanto foi reduzido
21. Associa o Brasileira de Normas T cnicas NBR 8422 1984 Motor Auxiliar para Grupo Diesel Gerador de Embarca es Verifica o do Desempenho em Bancada Rio de Janeiro RJ ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas NB 130 NBR 5477 1997 Apresenta o do Desempenho de Motores de Combust o Interna Alternativos de Igni o por Compress o diesel Rio de Janeiro RJ ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas NBR 5462 1994 Confiabilidade e Manutenabilidade Rio de Janeiro ABRANTES J 2009 Gest o da qualidade Editora Interci nciau Rio de Janeiro RJ ACHARYA Ashok D WOODS Tim L 2000 GE SpeedtroniciM Mark VI Integrated Control System at Jacksonville Electric Authority JEA POWER GEN 00 ALMEIDA P E M EVSUKOFF A G 2003 Sistemas Fuzzy In REZENDE S O Org Sistemas Inteligentes fundamentos e aplica es S o Paulo Manual 169 202 pp ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica 2011 http www aneel gov br acessada em 14 02 2011 ANP Ag ncia Nacional do Petr leo http www anp gov br acessada em 11 02 2011 ANP Ag ncia Nacional do Petr leo LEI 11 097 2005 Introdu o do Biodiesel na Matriz Energ tica Brasileira Bras lia DF BARBOSA R S 2010 Diagn stico de Falhas de Turbinas a G s com o Uso de L gica Fuzzy Disserta o de Mestrado Pontif cia Universidade Cat lica do
22. ZLOLO OY9 cCOGSeVIN _ Suwwng EIS i c6oeooe Bam N S Js lewsues u 096 SE0E E9998VIN _ Suwwng 666VTUTT do uso epee ENFICNY TSVIFNF Id FNISAI OLFAFW SNIINYJOI A TFNOID TA ww an e o eeen oe for poo a amag OGNFIVOD 14 ONAVIO YOVNI SFORILATASAIA SVNISA SVA WI V NVI IQ VIUY T SAQ FISTIAS SOINFHOD IA OUAVA SVUOAVAT SIAVAINA SFA FOINDAI VH JIA i 900 US SLIINJJOSAq SLUIS Sep WFLMUL L op LAY o op risogns SOPULUION op OIPEND SLIOPEIO sopepiun SEP LINUD L LYOTA T 9 EPLL 104 6 2 Atividades e Tarefas da Metodologia Ciclo de Rotinas nas UTEs do Sistema Isolado Nos itens que se seguem s o apresentados os resultados obtidos com a utiliza o das atividades da metodologia ciclo de rotinas nas UTEs com motores diesel nas usinas da regi o norte do Brasil 6 2 1 Identifica o e ou inspe o De acordo com a descri o do desenvolvimento desta tarefa buscou se identificar as falhas que mais comprometessem a fun o do sistema de gera o de energia Para tal utilizou se a metodologia Ciclo de Rotinas iniciando se as atividades pela realiza o de um invent rio completo das condi es operacionais das UTEs com motores diesel da concession ria do Estado do Par Considerando se que a gera o de energia el trica nas localidades atendidas pela concession ria do Par em servi o p blico era por vinte e quatro horas uma das ocorr ncias identi
23. calculada pela Equa o 18 mostrada anteriormente O custo do trabalho ou seja de desenvolvimento dos servi os de manuten o e opera o um importante componente do custo da manuten o Este baseado na taxa hor ria para os diversos servi os desenvolvidos durante a conserva o hiberna o e reativa o dos equipamentos de uma usina A aferi o dos custos dos servi os feita pela avalia o dos resultados obtidos no encerramento das ordens de servi o e de manuten o previstas planejadas e executados ao longo do tempo Eles tamb m devem atender as exig ncias dos acordos sindicais locais e das leis federais variando de pa s a pa s 4 5 2 Custo da perda de produ o O custo da perda de produ o em um sistema de gera o de energia pode ser estimado usando se a Equa o 4 22 CPP TOU PPE p 4 22 onde CPP o custo da perda de produ o de energia PPE a perda da produ o de energia em MWh e p o pre o de venda da eletricidade gerada em R MWh A perda de produ o deve ser calculada a partir dos dados de falha em componentes e equipamentos A combina o do custo da perda de produ o com o custo da manuten o resulta no custo equivalente consequ ncia da falha em valores monet rios Para o mercado brasileiro de energia a avalia o do custo da perda de produ o devido indisponibilidade da usina termoel trica conforme a Resolu o Normativa 310 08 da ANEEL
24. custos gerais elementos consum veis material permanente etc e de manuten o dos equipamentos para procedimentos que n o dependem do hist rico do tempo operacional do equipamento al m dos custos com seguros de equipamentos impostos e outras taxas operacionais Para a presente an lise os custos s o divididos em tr s classes como apresentado na Figura 4 4 o custo operacional fixo o custo operacional vari vel e os custos imprevistos 65 Os custos vari veis O amp M incluem os custos que s o dependentes da quantidade de energia gerada ou do hist rico do tempo de opera o do equipamento Ambas as classes de custos dependem da pol tica de manuten o aplicada nos equipamentos da usina termel trica Custos fixos de manuten o e opera o Custos de uma Usina Termel trica Custo vari vel operacional e de manuten o Custos Administrativos Figura 4 4 Custo de uma usina termel trica Os custos administrativos est o relacionados aos gastos com pessoal material manuten o incluindo as falhas inesperadas ocorridas nos equipamentos que requerem a es corretivas da manuten o Estes custos consideram pe as sobressalentes horas de trabalho horas extras e custos de express o monet ria devido falha do equipamento principalmente o custo de perda de produ o de energia ou outros insumos 4 5 1 Custo da manuten o corretiva Por outro lado os custos comuns de manut
25. depende de acordo bilateral entre as empresas geradoras de energia e a ANEEL Estes acordos determinam os pre os e volumes de venda da energia el trica durante certo per odo ANEEL 2012 67 No caso de falha do equipamento o desempenho da UTE pode ser afetado de diferentes formas Se a oferta de energia menor que o volume de vendas definido no acordo operativo da Resolu o 310 08 a empresa geradora de eletricidade deve sofrer penalidades incluindo o pagamento de multas ou redu o do volume de vendas em contratos futuros Estas penalidades afetam o custo da perda de produ o e a disponibilidade percentual da usina 4 5 3 Custos de manuten o A metodologia Ciclo de Rotinas utiliza informa es gerais dos custos os quais podem ser previstos ou de execu o Os custos previstos s o aqueles que se obt m no momento em que se programa a execu o de um servi o e os de execu o s o obtidos apoios a realiza o dos servi os de manuten o e que fazem parte do fechamento das ordens de servi o aberta na programa o dos servi os eles s o Y Custo de Troca dos Equipamentos Crge destina se a obter um subtotal dos componentes dos subsistemas que a partir de uma investiga o inicial foi detectada a necessidade de troca Estes custos surgem quando o usu rio seleciona os componentes que devem ser substitu dos O c lculo b sico deste custo feito a partir do somat rio da multiplica o dos valores unit rios
26. e Em verde tra o e ponto consumo espec fico para m quinas de pequeno porte novas ensaiadas em bancada de testes do fabricante e Em laranja linha cont nua curva de tend ncia de comportamento do consumo espec fico das unidades geradoras de pequeno porte operando na UTE de Anaj s entre os anos de 2008 e 2009 Pode ser observado na Figura 6 8 que a caracter stica do consumo espec fico da UTE de Anaj s ao longo do ano apresenta uma tend ncia de redu o do consumo espec fico com oscila o por m importante ressaltar que este par metro encontra se acima do valor de refer ncia estipulado pela Eletrobr s para este tipo de equipamento gerador Indicando que nesta usina devem ser tomadas a es de manuten o a fim de reduzir o consumo espec fico Ap s a identifica o dos elementos mais cr ticos de cada usina como mostrado nas Tabela 6 10 a Tabela 6 12 onde tamb m podem ser vistos os levantamentos do hist rico das maiores criticidades das UTEs no per odo de 2005 a 2007 juntamente com seus c digos KKS e os nomes dos componentes al m dos diagn sticos e progn sticos e a es sugeridas para se sanar cada uma das ocorr ncias o programa calcula as criticidades e reajusta os valores cr ticos de cada componente estudado Tabela 6 10 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2005 Usina C digo KKS Componcnis do sistema Qualidade da gua de arref
27. e Estabilidade perman ncia no tempo permitindo a forma o de s rie hist rica 168 Rastreabilidade facilidade de identifica o da origem dos dados em seus registros de manuten o Representatividade atender s etapas cr ticas dos processos serem importantes e abrangentes D 4 Par metros de medida Segundo o ENAP 2003 os par metros de medidas a serem utilizados tipos de indicadores podem ser reunidos em D 5 Efic cia Qualidade caracter sticas t cnicas asseguradas ao produto servi o Continuidade do atendimento do servi o Disponibilidade de atendimento Custo conjunto de valores retirados da sociedade e aos quais se agrega valor para esta mesma sociedade Atendimento garantia de entrega dos produtos servi os no prazo local e quantidade Moral n vel m dio de satisfa o das pessoas da organiza o Seguran a seguran a f sica das pessoas e usu rios em rela o aos produtos servi os Desempenho consequ ncias dos produtos servi os em rela o ao cliente e ou sociedade Fazer a coisa certa do jeito certo Efici ncia Produtividade Efetividade Impacto tica cumprimento de normas regulamento procedimentos leis e c digos de conduta Elementos do sistema de indicadores Numa organiza o os indicadores s o decorrentes da gest o estrat gica valores miss o vis o de futuro fatores cr ticos para o xito e metas estrat gicas da gest o operacional m
28. i 180 Tabela H 1 Matriz de gravidade urg ncia e tend ncia eee 182 Tabela H 2 Matriz GU asas spesssariogonsio rasa atira adia Dessa AG RL FAS E RESES EA quad a ENEE 182 Tabela H 3 Exemplo de matriz GUT para prioriza o de problemas 183 Tabela H 4 Exemplo de a es a serem realizadas por tipo de falha 183 Nomenclatura Simbologia e Abreviaturas Nomenclatura CAD Custo administrativo R Ccpu Custo de pessoal da usina R Ccp Consumo di rio de combust vel N dia Cco Consumo de combust vel timo l dia Ccer Custo do somat rio dos contratos firmados com empresas terceirizadas R Cesp Consumo espec fico de combust vel de uma unidade geradora kWh Cespo Consumo espec fico de combust vel timo de uma unidade geradora kWh CF Custo fixo R Cre Custo de funcionamento dos equipamentos R Crc Custo fixo de funcionamento dos componentes R CIM Custos imprevistos R Crrc Somat rio dos custos individuais de cada item do sistema R CMC Custo total da manuten o corretiva R Cmcm Custo de material de consumo na manuten o R CPP Custo da perda de produ o de energia R CST Custo dos servi os de terceiros R Cre Custo de troca dos Equipamentos R Crsm Custo total dos servi os de manuten o R CV Custo vari vel R Cuom Custo unit rio de opera o e
29. manuten o devem dar aten o a causa As ou seja falhas nos sistemas de prote o dos motores Assim fica facilitado trabalho do respons vel pela programa o da manuten o pois baseado nas informa es da base de conhecimento e com as informa es cruzadas com o hist rico de falhas das UDGs ele saber qual a causa e o tipo de falha mais cr tica para cada usina cadastrada apresentando ainda os procedimentos a serem aplicados em cada caso propiciando um ganho de tempo valioso na isola o da falha e na execu o das atividades de manuten o Aos que est o em treinamento ou tem pouca experi ncia o sistema se mostra mais amig vel n o levando o usu rio a ter que tomar decis es que podem atrasar mais ainda o diagn stico da falha ou encarecer o custo da manuten o N o obstante as outras possibilidades de causas de falhas por desligamentos nos sistema de gera o n o t o prov veis tamb m podem ser investigadas Atrav s dos dados contidos na Tabela 5 3 chegou se na representa o gr fica da rvore de decis o onde nem todos os atributos envolvidos est o presentes Isto ocorre devido forma com que os dados est o dispostos na base de dados isto conforme os dados sofram modifica es ou tenha novas inclus es a rvore poder ganhar mais n veis e consequentemente mais n s Ao detectar uma falha o sistema busca indicar o tipo e sua criticidade para o sistema de gera o e disponibiliza um bot o d
30. ncia Componente do Grupo Gerador Desligamento Motor Diesel Ad Sistema da Unidade Geradora Subsistema da Unidade Geradora Sistema de Arrefecimento X Material Respons vel pela Falha do Sistema de Gera o Bomba Equipamento Parado 7 Descri o da Causa da Ocorr ncia Data da Parada Hora da Parada Descri o do Procedimento de Retomo do Sistema de Gera o Natureza do Servi o Prioridade Nome do Funcion rio Responsalvel pela Informa o Matricula ou N mero de Identifica o AE Li bos 8Y be el e A Figura 4 2 Janela de cadastro de ocorr ncias do software Ciclo de Rotinas u 4 3 Indicadores Utilizados em Usinas Termel tricas Independentemente do tipo sistema de gera o termel trico se a vapor se a g s ou com a utiliza o de motores diesel todo plano programa de gerenciamento da manuten o deve requerer a utiliza o de indicadores de desempenho efici ncia dos sistemas a serem estudados a fim de proporcionar par metros de compara o do qu o eficiente est sendo a presta o do servi o Para tal neste t pico foram reunidos alguns indicadores de produtividade espec ficos para as usinas termel tricas a saber 53 4 3 1 Defini o de indicadores Os indicadores s o ferramentas utilizadas como balizadores ou padr es dos processos ou sistemas eles fornecem resultados significativos das condi es operacionais para a realiza o de m
31. para melhoria do processo B 7 Monitoramento e ou controle Esta fase inicia antes do t rmino da fase anterior da metodologia Ciclo de Rotinas e t m como objetivo verificar se a execu o otimiza o est sendo realizada de forma eficiente e eficaz em rela o ao planejamento ou seja se as atividades em desenvolvimento est o viabilizando o atingimento dos objetivos e das metas estabelecidas anteriormente Essa fase busca implantar os mecanismos de monitoramento de supervis o de medi o e de controle do processo produtivo atrav s de softwares instrumentos equipamentos al m da utiliza o de indicadores de desempenho que balizaram a tend ncia no desenvolvimento das tarefas Sendo assim adotam se os passos descritos abaixo Formar as equipe de monitoramento e ou controle Com os relat rios parciais gerenciais de execu o e ou otimiza o selecionar os indicadores mais representativos para o tipo de processo ou sistema onde se est implantando a metodologia Verificar se os equipamentos instrumentos aplicativos ou outros dispositivos que possam quantificar ou medir os elementos do processo produtivo Acompanhar os ndices criados ou escolhidos em rela o s metas e objetivos definidos anteriormente 159 e Realizar inspe es in loco nas instala es da organiza o visando detectar desvios nos objetivos e metas tra ados e Realizar o levantamento estat stico dos ndices num determina
32. podem ser multiplicados pelos seus respectivos pesos wk Wk2 Wkn Desta forma o peso passa a expressar a for a de liga o entre dois neur nios quaisquer O valor de entrada xo sempre igual a 1 e o peso associado a esta entrada denominado de bias w Os valores das entradas multiplicados pelos seus respectivos pesos s o apresentados fun o soma que gera o sinal de sa da yz Normalmente os valores dos pesos de uma rede neural s o armazenados em um vetor e este vetor est associado mem ria da rede Quando ocorre um processo de treinamento eles t m os seus valores modificados constantemente e por este fato costuma se dizer que o conhecimento adquirido por uma rede est contido nos pesos Desta forma HA YKIN 1999 afirma que o aprendizado ocorre quanto todos os pesos de entrada t m seus valores ajustados para gerar uma sa da pr determinada 5 2 2 Neur nio da metodologia ciclo de rotinas Na metodologia Ciclo de Rotinas foi desenvolvido um perceptron especialista classificador bin rio como mostrado no esquema da Figura 5 3 ROSENBLATT 1958 O processo se inicia no momento que ocorre uma anomalia no sistema automaticamente s o geradas as ordens de servi o OS onde s o expostas as informa es das condi es normais de opera o e do plano de manuten o da UDG seguida por uma an lise da UTE As compara es das condi es s o feitas com rela o ao teste de recep o ou
33. sendo que elas foram implantadas em todos os componentes dos GGs Figura C 1 Exemplo de codifica o operacional simplificada implantada em uma UDG Dando sequ ncia ao procedimento de classifica o dos componentes da metodologia ciclo de rotinas outras classifica es s o atribu das aos sistemas e subsistemas que comp e as unidades geradoras pode ser vista na Tabela C 4 que mostra a sistematiza o e a classifica o dos sistemas e subsistemas das UDGs A classifica o mostrada na Tabela B 4 facilitou o desenvolvimento de procedimentos e normas de opera o e de manuten o para as UDGs e a elabora o de treinamentos e reciclagem do pessoal envolvido com a gera o de energia Estes treinamentos e reciclagens passaram a ser planejados e executados pela equipe de implanta o da empresa 164 Tabela C 4 Classifica o dos sistemas e subsistemas das unidades diesel geradoras SISTEMAS E SUBSISTEMAS DAS UNIDADES DIESEL GERADORAS UDG Sistema C digos Subsistemas C digos Arrefecimento Lubrifica o Regula o de velocidade or Prote o do motor Motor Se o dianteira Se o traseira Painel do motor Sistema de transmiss o de pot ncia STP Acoplamento RES RE ES E E TA Rotor 014 Venio or Poo OOO 08 CC 05 Cagen 00 Rel s 023 e controle RDL Alternador gerador el trico GER Sistema de prote o
34. sm SIM 0763 SIM 0863 SIM cg SIM 0 9M o FFE FOS FAI FQE FME SIM SIM _ o SM o SIM q SIM Wa Vs RY a TNA S 0 5 FAM FCC FIS FMA FIG Sendo assim Ips SIM 2 126 Lindo ee Ce O a NAP 0 333 M4C 0 333 FFE FOS FAI FQE FME N O 0 333 N O 6333 N O 333 N O 333 N O N O 0 FAM FCC FIS FMA FIG Deste modo Ips N O 2 761 O c lculo do ganho de informa o para As ser 82 5 FFE 6 FOS 5 FAI 1 FQE Gainf S A 1 gt Ibs gt b I I gt Ip I t gt Ip 5 4 E 3 E 3 7 2 7 Z Lz ME La esa e Jeso E 24 2 4 Ze 7 sm 7 sm 7T sm 7 siM 7 sm 7 SUSIM Gainf S A 1 5 0763 5 0863 p gr or ug dp ag 0405 3 3 E CAR SR CR A a Gainf S A 4 497 O mesmo processo e realizado para o c lculo do ganho de informa o efetuado para a causa do desligamento As foi feito para os demais atributos e causa DESL onde foram obtidos os resultados mostrados na Tabela 5 4 onde podem ser vistos os resultados do ganho de informa o para as outras causas dos desligamentos ocorridos na UTE de Anaj s em 2008 Tabela 5 4 Resultados do ganho de informa o para as outras causas de desligamento C LCULO DAS DICES DE DESORDEM E GANHO DE INFORMA ES Ips SIM ANO Gainf 3 055 1 832 4 484 O atributo As possui o maior valor de Gainf logo ele ser o atributo usado como n inicial da rvore Determin
35. 1994 The Fuzzy Systems Handbook AP Professional CUMMINS Brasil S A 1983 Manuais de Opera o e Manuten o Motores Diesel DE ANDRADE E SILVA R B e LUDERMIR T B 2001 Hybrid systems of local basis functions IOS Press Intelligent Data Analysis vol 5 pp 227 244 DONNE M ALBINI P THERKORN D TAMS A 2006 Integrated Monitoring and Diagnostic System for Power Plant Services POWER GEN 06 ENAP Escola Nacional de Administra o P blica 2003 Indicadores de Desempenho Bras lia DF ELETROBR S Centrais El tricas Brasileiras S A 2011 http www eletrobras gov br acessado em 20 02 2011 ELETROBR S Centrais El tricas Brasileiras S A MME 2003 Minist rio de Minas e Energia Grupo T cnico Operacional da Regi o Norte GTON Manual de Recebimento 133 Armazenagem Manuseio e Qualidade de Produtos Derivados de Petr leo em Usinas T rmicas Rio de Janeiro RJ ELETROBR S Centrais El tricas Brasileiras S A 2005 Resolu o Normativa N 163 05 ANEEL Sistema de Coleta de Dados Operacionais SCD Especifica o T cnica Rio de Janeiro RJ FAST M ASSADL M 2008 Condition Based Maintenance of Gas Turbines Using Simulation Data and Artificial Neural Network A Demonstration of Feasibility Proceedings of ASME Turbo Expo 2008 Power for Land Sea and Air GT2008 Berlin Germany FIGUEIREDO Moacyr D 1996 Metodologia p
36. 2008 117 Figura 6 8 Monitoramento das curvas de consumo espec fico para UTE de Anaj s 118 Figura 6 9 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2005 i 122 Figura 6 10 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2006 123 Figura 6 11 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2007 123 Figura 6 12 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2008 124 Figura 6 13 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2009 l 125 Figura 6 14 Evolu o das causas dos desligamentos nas usinas do Estado do Par 125 Figura A 1 Unidades geradoras a diesel na UTE Goi nia II 137 Figura A 2 Diagramas termodin micos para os motores do ciclo diesel a px veb Tx s 140 Figura A 3 Rela es de pot ncia de gera o ceeeeseerserseneesaceresrecesscerearereraaresseraceraterasa 141 Figura B 1 Procedimento global de identifica o de necessidades sseneeeesereeeeeeeeereereeseeee 148 Figura C 1 Exemplo de codifica o operacional simplificada implantada em uma UDG 173 Figura E 1 Processo global Fuzzy utilizado no ciclo de rotinas ii 173 Figura E 2 Motor de infer ncia Fuzzy utilizado no ciclo de rotinas 175 Figura E 3 Representa o dos m todos de defuzzyfica o 176 Figura F 1 Algor timo para costru o da rvore de decis o 177 xvi Lista de Tabelas
37. 5 sujeira e Investiga o sobre a qualidade do Combust vel E microrganismos combust vel entregue e armazenado nas usinas teste de laborat rio Tubula o de Atua o correta do sistema de prote o da UDG por m as diversas sa das causam Sensor de UDG sai de P E 101VMAOIMCI E o ueima em outros componentes Yia Mard Pregsao nis opera o por Bea de ja E das 006SP0O0005 4 Oleo sobrecarga e RE condi es operacionais e refor o das prote es Fonte SANTOS e NASCIMENTO 20103 Tabela 6 12 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2007 Usina C digo KKS Componente Diagn stico Progn stico A o Adotada do sistema E T Necessidade de treinamentos ao dificuldade de novos operadores e de reciclagem aos 01COTO4FOPO Falha da aliena operaco operadores antigos da usina 18FOM0002 Opera o PE Realiza o de treinamentos e sincronismo da UTE acompanhamento dos coordenadores da manuten o el trica e mec nica Cotijuba Aumento das sa das da UTE em As UDG saem de fun o de um grande consumidor n o 01 VMAO3SPR Sensor de opera o por atua o registrado serraria na localidade Vila Mandi sobre do sistema de Utiliza o de duas UDGs para atender 015RSV0003 E i velocidade prote o por a carga as quais passariam a operar sobrecarga com metade de sua capacidade nominal Foi verificada falha operacional nas manobras de sincronismo das UDGs Perda
38. DIO DA MANUTEN O DE UNIDADES GERADORAS R X 1 000 00 Pequeno Pori M dio Pone 2100 1500 moo 1200 500 662 Grande Porte A redu o de custos mostrada na Tabela 6 8 ocorreu devido padroniza o das listagens de materiais e dos procedimentos utilizados nas revis es juntamente com a terceiriza o de alguns dos servi os de manuten o realizados SANTOS E C 2004 Os par metros operacionais tamb m foram foco de estudos pois com a realiza o de testes de comissionamento nas usinas foi poss vel levantar as condi es operacionais e padronizar os limites de opera o das UDGs conforme mostrado na Tabela 6 9 que exp e um resumo de algumas grandezas monitoradas 115 Tabela 6 9 Par metros operacionais das unidades geradoras das UTESs Grandezas Unidade Faixas Tens o de gera o 4805 Tens o da rede de distribui o 13800 5 Pequeno porte Corrente Grande porte 4160 10 Pot ncia Nominal Quilowatt Com a defini o dos par metros de opera o e padroniza o dos limites para todas as usinas foi poss vel monitorar estas grandezas e detectar os equipamentos que estavam apresentando tend ncia de causar desligamentos no sistema de gera o 6 2 5 Planejamento normaliza o e treinamento Para a utiliza o da metodologia Ciclo de Rotinas foi necess rio desenvolver novas ou atualizar as v rias normas al m de alguns procedimentos de manuten o e opera o existentes
39. Desligamntos 40 30 20 nna 10 2005 2006 2007 2008 2009 Anos Figura 6 14 Evolu o das causas dos desligamentos nas usinas do Estado do Par 126 Atrav s da an lise nas tend ncias das curvas apresentadas na Figura 6 14 percebe se que alguns tipos de falhas de desligamentos apresentam forte tend ncia de crescimento como o caso dos desligamentos causados por falha ou avaria nos componentes dos pain is e quadro de comandos das UDGs e as falhas causadas por erros de manobra ou de monitoramento ou ainda de sincronismo por parte dos operadores das usinas Contudo importante notar que em 2008 e 2009 o n mero de desligamentos nas usinas da concession ria foram praticamente os mesmos por m os percentuais de algumas causas tiveram maiores ndices em rela o a outros A utiliza o da metodologia Ciclo de Rotinas aliado ao uso do software Ciclo de Rotinas tanto na fase de levantamentos de dados como durante a sua utiliza o proporcionou uma s rie de informa es uteis para a equipe de manuten o da concession ria que passou a realizar interven es programadas nas suas UDGs evitando o uso de manuten o corretiva Outra importante contribui o da metodologia para a equipe de manuten o da concession ria a cria o de uma base de conhecimento na qual foram introduzidas as experi ncias e conhecimentos dos membros da equipe de manuten o para se
40. Rio de Janeiro PUC Rio 132 BARBUCCI P BELLAGAMBA S Riga B TOMASI R TIRONE G 2004 Application of a Diagnostic Tool to Improve the Operation of Gas Turbine Fleet ENEL POWER GEN EUROPE 04 BAUCH V KILLICH M 2005 Diagnostics for condition based maintenance on steam turbines and generators POWER GEN 05 BINDERT A WENDEL C HOOF M 2004 Risk Management and Optimised Maintenance Monitoring the Condition of Generators by Using Modern Diagnosis Tools POWER GEN EUROPE 04 Barcelona BROWNE R J CANE B J WINTER P 1999 Risk Based Optimization of Plant Maintenance Programmers POWER GEN EUROPE 99 BURTON James G ABBOTT Patrick D 2004 Predictive Maintenance for Fossil Fueled Power Boilers POWER GEN EUROPE 04 Barcelona CARVALHO D R 2005 rvore de Decis o Algoritmo Gen tico para Tratar o Problema de Pequenos Disjuntos em Classifica o de Dados Tese de Doutorado Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ Rio de Janeiro RJ CIHAN H DAGLI amp ANNA L BUCZAK amp DAVID L ENKE amp MARK EMBRECHTS amp OKAN ERSOY 2007 Intelligent Engineering Systems Through Artificial Neural Networks Amer Society of Mechanical CONDE C L R 2006 An lise de dados e Defini o de Indicadores para a Regula o de Usinas Termel tricas do Sistema Isolado Tese de Doutorado Universidade Federal do Par UFPA Bel m PA 179 p COX E
41. aissaaianigermasalopqa cusficini saga fail afalcaasfoptan sas g enaas 88 Figura 5 3 Modelo de perceptron proposto pela metodologia do Ciclo de rotinas para a tomada Figura 5 4 O RO A SP TO PODRE RENDER ER DRESDEN RAR E RES ER RR RR 89 Representa o do perceptron de m ltiplas camadas 91 XV Figura 5 5 Fun o tangente hiperb lica essssssesssessessessresressessresresstesrsseesteseresreseseresresseseest 98 Figura 5 6 Detec o neural de falhas para um PMC da UTE de Anaj s eeeeeeereresee 99 Figura 6 1 Distribui o das UDGs do sistema isolado no Estado do Par em 2008 101 Figura 6 2 Janela do software Ciclo de Rotinas padronizada para o acompanhamento das UDGs do sistema isolado no Estado do Par em 2008 102 Figura 6 3 Desligamentos ocorridos nas usinas do sistema isolado no Estado do Par no periodo de 200302000 E a A RER a 107 Figura 6 4 Curva de consumo espec fico de uma unidade geradora de m dio porte 111 Figura 6 5 Medidor de energia el trica multifun o instalado na sala de comandos da UTE de Santana do Araguaia PA 2008 seessssessesssessseessssessseesssessersseresseeessresseesseesseeesseet 116 Figura 6 6 Medidor de vaz o de combust vel instalado na tubula o de alimenta o dos motores da UTE de Santana do Araguaia PA 2008 ssssssesssesssesssssessseesssessesssee 117 Figura 6 7 Monitoramento das curvas de carga para UTE de Anaj s em
42. ap s suas ocorr ncias Este cen rio propicia o desenvolvimento de manuten o do tipo corretiva n o planejada pois por melhor que seja o sistema de comunica o da usina sempre haver um atraso nas a es corretivas de anomalias 15 Apesar de algumas empresas geradoras adquirirem softwares para gerenciamento dos processos de manuten o muitos controles ainda s o feitos por acompanhamentos paralelos planilhas do Microsoft Excel pois os programas computacionais n o se adequam ou n o atendem as condi es necess rias para o gerenciamento dos sistemas de gera o Outro aspecto relevante a ser contextualizado a falta de controle sobre a quantidade de desligamentos que ocorrem nas UTESs do sistema isolado Apesar do esfor o dos rg os e agencias de fiscaliza o e de regula o estes ndices s o altos e apresentam uma tend ncia de forte crescimento nos pr ximos anos Segundo a ANEEL 2011 o n mero de falhas no atendimento de energia de usinas em sistemas isolados brasileiro alto superando os 20 e apresentam uma tend ncia de crescimento acentuado De acordo com a ELETROBR S 2011 s o altas tamb m as perdas nos processos de distribui o armazenamento e consumo de combust vel acima de 18 o que mostra um completo descontrole ou inexist ncia de ndices de avalia o A grande quest o como determinar as falhas ou os pontos mais cr ticos dos sistemas de gera o a fim de minimizar tais falh
43. base no hist rico de ocorr ncias e na rvore de decis o Como produto final desta tese foi disponibilizado para as UTEs da concession ria do Estado do Par um software capaz de realizar a detec o de falhas e a elabora o de diagn sticos e progn sticos de 35 tipos de falhas nos sistemas de gera o de energia el trica com motores diesel apontando os tipos e equipamentos mais cr ticos de cada UTE sugerindo a es para sanar as anomalias Uma ferramenta importante do software desenvolvido o hist rico de falhas onde exibida uma lista das ocorr ncias mais cr ticas explicando caracter sticas relativas como a data e hora da ocorr ncia com gera o de alarmes descri o dos alarmes c digo do equipamento descri o do equipamento descri o da falha e as sugest es de a es corretivas a serem tomadas Com o conhecimento pleno das causas das anomalias e o controle dos par metros operacionais assegura se um retorno opera o normal de funcionamento das UDGs em menor tempo e com menos custos E em ltima an lise podem se estudar as decis es tomadas pelos operadores da usina engenheiros e t cnicos e pelos especialistas pela realiza o da manuten o para sanar os problemas ocorridos nas UDGs do sistemas de gera o Outra ferramenta importante trata da detec o dos componentes respons veis pelas falhas onde a partir da classifica o dos componentes via c digo KKS foi poss vel identificar a real
44. cada neur nio pertencente camada intermedi ria calcula se a derivada do erro atrav s da Equa o 5 29 aE SS aE aN O A O ma 30 E 2 a a 0 E 2 o o 0 3 29 k 1 k 1 Na qual pertence a uma camada intermedi ria escondida O nico termo diferente de zero o de l j e vale wjk No o gt o AO FE wje 5 30 3O Net Como k E 5 31 k a Net i Ent o No r o r jn f Net 50 f Net x k Wijk 5 32 k 1 Finalmente atualizam se os pesos ou criticidade na camada escondida atrav s da Equa o 5 33 No Awij n 0 Si p f Netj Y duma Ei 5 33 k 1 O algoritmo de retro propaga o embora aplicado com xito em v rias aplica es apresenta algumas dificuldades como por exemplo um tempo de converg ncia longo paralisia da rede e m nimo local CIHAN 2007 96 Outra quest o importante a sele o da taxa de aprendizado e da arquitetura da rede pois se as mesmas n o forem escolhidas adequadamente ou se o ajuste dos pesos for infinitesimal o tempo de treinamento cresce infinitamente Por outro lado a rede pode operar em uma regi o onde a derivada da fun o de ativa o seja nula ou infinitamente pequena provocando a paralisia da rede A Equa o 5 19 mostra que se a derivada da fun o de ativa o for nula o reajuste dos pesos tamb m ser nulo e o treinamento fica paralisado Outro ponto que merece destaque a possibilidade da
45. car ter emergencial em per odo sazonal ou de forma complementar e com carga parcial requerendo uma mudan a na ger ncia de manuten o das UTES O monitoramento simples feito a partir da utiliza o de instrumenta o de campo sensores medidores e transdutores n o capaz de identificar os mais variados tipos de anomalias e falhas que possam ocorrer nos sistemas das UDGs sendo necess ria a utiliza o de complexas ferramentas computacionais para diagn stico Tais ferramentas s o usualmente desenvolvidas pelos fabricantes das m quinas e oferecidas em um pacote pouco atrativo aos clientes devido aos seus altos custos e baixa disponibilidade de seus especialistas BARBOSA R 2010 Atualmente in meros s o os sistemas de gerenciamento da manuten o que visam detectar falhas em equipamento de gera o de energia pois o ndice de falhas nas usinas alto superando os 20 de disponibilidade ANEEL 2011 assim como alta tamb m as 4 perdas nos processos de distribui o de armazenamento e consumo de combust vel acima de 18 ELETROBR S 2011 necess rio ainda considerar que as degrada es do desempenho de alguns componentes das UDGs causar o com o tempo um aumento gradual na reposi o das pe as e elementos necess rios para se manter a opera o normal da usina quando comparado com a gera o nominal da mesma quantidade de eletricidade de uma UDG em perfeito estado Al m disso deve ser consid
46. caracter sticas semelhantes al m da execu o de reapertos retirada de vazamentos e regulagens Ao final das inspe es o respons vel pelos servi os dever encerrar as OSs Inspe o Geral Tipo C3g Inspe o programada com periodicidade m xima ou seja a cada 12 000 20 000 e 24 000 horas de opera o ap s a uma revis o geral conforme PI para o tipo de gerador a ser executada pela equipe de manuten o da empresa Nesta inspe o dever o ser executados os seguintes servi os desmontagem completa dos sistemas do motor e do gerador quadros de comandos e transformador com medi o avalia o e ou substitui o dos componentes que atingiram o fim de sua vida til encerrando as OSs ao final dos servi os Em algumas empresas as inspe es s o conhecidas por outras nomenclaturas e at podem ser desenvolvidas de formas diferentes por m com a mesma finalidade Para maior efetiva o dos programas de inspe es de um plano de manuten o torna se necess ria a ado o de medidas operacionais administrativas a serem executadas regularmente com periodicidades di rias semanais mensais al m de atribui es administrativas para todos os envolvidos no processo de gera o de energia que devem ser desenvolvidas em conjunto entre as coordena es ger ncias das equipes de manuten o e opera o das usinas termel tricas Tomando se como base os motores diesel o programa de manuten o de grupos geradores
47. conforme as propriedades sint ticas definidas isto o modelo de processamento definido para o sistema de conhecimento fuzzy depende basicamente da forma de armazenamento de informa es MAMDANI E H et al 1975 prop s um m todo de infer ncia que foi por muitos anos um padr o para a utiliza o dos conceitos da l gica fuzzy em processamento de conhecimento As regras de produ o em um modelo de Mamdani possuem rela es fuzzy tanto em suas situa es como em suas a es O modelo de Mamdani possui m dulos de interface que transformam as vari veis de entrada baseadas em grandezas num ricas em conjuntos fuzzy equivalentes e posteriormente as vari veis fuzzy geradas em vari veis num ricas proporcionais adequadas para os sistemas de atua o existentes Na Figura E l apresenta se um diagrama do modelo de infer ncia fuzzy de Mamdani utilizado num sistema de processamento de conhecimento fuzzy Nela o m dulo ou m quina de 1 Alguns autores descrevem a situa o como antecedente composto por um conjunto de condi es 13 A computa o de regras fuzzy chamada infer ncia de regra fuzzy A infer ncia um c lculo que consiste em agrega o e conclus o 14 Os processos de infer ncia s o as formas de se processar o conhecimento de uma base de conhecimento 173 infer ncia recebe os valores fuzzy resultantes do m dulo de infer ncia de entrada convers o escalar gt fuzzy processa as regras ex
48. de cada componente que comp e o equipamento Vuc pela quantidade de componentes que ser o trocados Quer durante os servi os isto atrav s da equa o abaixo n Cr gt V Qcr 4 23 i l O Cre ser o primeiro subtotal analisado que dever ser armazenado no banco de dados do programa Ciclo de Rotinas v Custo de Funcionamento dos Equipamentos Crp este custo deve ser obtido pelos respons veis pela manuten o e opera o da usina e calculado pelo somat rio dos custos unit rios de opera o e de manuten o energia el trica combust vel elementos consum veis servi os necess rios etc Cuom de cada componente que faz parte de um sistema durante o per odo de manuten o do elemento do componente Pme como mostra a Equa o 4 24 n Cre DC Pye 4 24 i l 68 O Cre ser o segundo subtotal analisado e armazenado no banco de dados do programa Ciclo de Rotinas Y Custo de Servi o de Terceiros Csr constituem todos os custos de contrata o de servi os terceirizados para a realiza o dos servi os de inspe o e manuten o dos componentes dos subsistemas Assim como os outros custos este calculado pelo somat rio dos custos dos contratos firmados com as empresas terceirizadas Ccgr multiplicado pela quantidade dos servi os terceirizados Qsgr conforme mostrado na Equa o 4 25 n Csr Ea Quer 4 25 i l O Csr ser o terceiro subtotal ana
49. de excita o Realiza o de treinamentos e 014EXG0005 da UDG reciclagem para os operadores da UTE sendo realizada a revis o geral dos quadros de comandos OBEST ULM Excitatriz Fonte SANTOS e NASCIMENTO 2010a Durante todo o per odo de levantamento de dados de desligamento ou seja as informa es levantadas nos anos de 2005 a 2007 buscou se determinar os componentes os equipamentos e as usinas de maior ndice de criticidade ou seja as UTE que causavam maior n mero de desligamentos no sistema de gera o 121 Para cada condi o cr tica identificada nos levantamentos foram desenvolvidos pelos membros da equipe de manuten o da concession ria diagn sticos e progn sticos operacionais para sanar tais anomalias os quais serviram para refer ncia para as poss veis solu es a serem utilizadas nas t cnicas de l gica fuzzy e rvore de decis o Tabela 6 13 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2008 Usina C digo KKS Componcnis Diagn stico Progn stico A o Adotada do sistema Crescimento inesperado da carga das Sensor de localidades Operar com as tr s UDGs Vila Mandi 01VMAOIMCI Press o de Sa da do motor por leo em certos hor rios do dia conforme a curva de carga a fim de evitar desligamentos da UTE 006SP00005 sobrecarga Operac o indevida equipamento do autom tico e operavam ne 01JACO3MCIO V lvula p Epa as UDGs ou seja UDGs operavam
50. de manuten o das empresas mostram que n o existem procedimentos unificados para a execu o dos servi os nas UDGs as quais apresentam alto custo de manuten o aliado a baixa confiabilidade operacional das usinas como um todo 26 Cap tulo 3 CICLO DE ROTINAS PARA MELHORIA DE PROCESSOS E SISTEMAS Este cap tulo descreve os procedimentos e caracter sticas do desenvolvimento do Ciclo de Rotinas para Melhoria de Processos e Sistemas ou simplesmente Ciclo de Rotinas a ser implantado em sistemas termel tricos diesel de gera o de energia Este Ciclo de Rotinas utiliza v rios elementos organizacionais gerenciais e administrativos para identifica o an lise avalia o e tratamento dos riscos empresariais ou das causas que impedem que um projeto ou sistema atinja seus objetivos e metas No controle efetivo dos sistemas dos processos produtivos s o consideradas as falhas ocasionadas por defici ncia no desenvolvimento das fun es envolvendo elementos como os equipamentos os processos e as pessoas opera o identificando as causas das falhas Foram incorporados no Ciclo de Rotinas elementos das t cnicas gerenciais de manuten o como MCC Keizen 10S seis sigmas ciclo PDCA 5W2H as t cnicas do PCM os pilares do TPM an lise do modo de falhas e efeitos AMFE Keizen HazOp os ndices da engenharia de manuten o m todos de gerenciamento de sistemas e processos e da engenharia de confiabilidade processos es
51. de treinamento foram 1 para situa o em que ocorre algum tipo de falha no sistema de gera o e 1 para situa o em que n o ocorre algum tipo de falha Esse aumento do poder de discrimina o da RNA s foi poss vel pois foi usada como a fun o fuzzy de ativa o a tangente hiperb lica sigmoide cuja representa o est mostrada na Figura 5 5 que varia entre 1 e 1 limitando a sa da dos neur nios artificiais dentro dessa faixa sendo assim poss vel predizer a faixa de comportamento normal desejado para um RNA Figura 5 5 Fun o tangente hiperb lica Depois de devidamente treinada a RNA a fim de facilitar a identifica o dos tipos de falhas que mais influenciaram a rede buscou se generalizar as falhas na rede conforme mostrado na janela da Figura 5 6 que mostra a tela do ciclo de rotinas onde se representa a sa da dos 35 neur nios artificiais linhas da RNA e que por quest es de espa o e legibilidade s o apresentados apenas dez casos de falhas detectadas colunas Conforme pode ser visto na Figura 5 6 o resultado do teste final das unidades geradoras da UTE de Anaj s que envolveu mais de tr s centenas de cen rios e apresentou um erro percentual m ximo de 0 3177 o que significa que a RNA desenvolvida de fato aprendeu os padr es das ocorr ncias da usina para o per odo de estudo Considerando se que as RNAs s o t cnicas adequadas classifica o e portando boa op o para a detec o das
52. dos elementos da empresa Realizar a adapta o dos componentes para padroniza o e consequente redu o dos custos do processo Instalar a codifica o operacional resumida nos equipamentos e nos elementos dos subsistemas divulgando o significado dos c digos para os funcion rios envolvidos nos processo a fim de facilitar a identifica o causadores de anomalias Padronizar todos os tipos de sinaliza es c digos e sinaliza o de seguran a utilizadas no processo ou sistema Cadastrar no sistema gerencial automatizado todas as codifica es operacionais dos equipamentos assim como o Todos os funcion rios da empresa com fun o setor matr cula cargo forma de comunica o n mero de telefone do setor e mail etc o Todas as fontes de gera o com as quais a empresa trabalha o Todos os equipamentos instrumentos e outros elementos considerados relevantes para o processo ou sistema classificados em fam lias grupos ou itens de manuten o O Todos os subsistemas dos sistemas do processo e ou sistemas O Todos os materiais utilizados para a realiza o das manuten es o A localiza o dos setores da empresa o As equipes de manuten o O As ferramentas normais e especiais utilizadas na manuten o o Necessidade de pessoal para a realiza o dos servi os o As caracter sticas dos fornecedores dos materiais utilizados nos servi os de manuten o o O tempo m dio dos servi os O Os tipos de fal
53. energia el trica a fim de assegurar a continuidade do servi o de fornecimento de eletricidade Na base de conhecimento do software Ciclo de Rotinas devem contar os procedimentos de manuten o e as a es administrativas que normalmente s o praticadas pelos respons veis pela manuten o dos equipamentos de gera o da empresa 5 2 3 Neur nio para detec o de falhas Na metodologia Ciclo de Rotinas utilizado o algoritmo de retro programa o de detec o de falhas em redes neurais visando facilitar as an lises ou simula o de diversas arquiteturas de sistemas de gera o As an lises das redes PMCs s o realizadas durante a forma o da fun o de ativa o Figura 5 3 e Figura 5 4 onde se obt m al m das criticidades de cada componente envolvido na anomalia as possibilidades de solu o do problema detectado O algoritmo de retro propaga o de erro foi desenvolvido conforme os passos descritos a seguir e Passo 1 S o apresentados rede os pares de vetores de est mulos de entrada ou seja as anomalias do sistema E e os resultados desejados alvos Ty correspondentes dispon veis no mapeamento feito previamente pela an lise de falhas dos componentes ou por especialistas Chama se de Net a soma ponderada dos vetores est mulos de entrada pelos respectivos pesos sin pticos conforme a Equa o 5 10 93 e Passo 2 S o calculadas para todas as camadas e para as respostas O
54. es de manuten o que venha a ocorrer nas usinas termel tricas A Tabela A 3 apresenta os principais componentes dos sistemas e subsistemas em um grupo gerador estacion rio a diesel utilizado para a gera o de energia el trica Tabela A 3 Sistemas dos grupos geradores para gera o de energia el trica SISTEMAS DOS GRUPOS GERADORES PARA GERA O DE ENERGIA EL TRICA Sistema de for a Bloco Pist es Camisas Bielas Virabrequim Eixo de comando de v lvulas Se o dianteira trem de engrenagens Se o traseira Volante Cabe ote Sistema de combust vel v alimenta o de Bomba de combust vel Injetora PT etc Governador hidr ulico Registro da linha de alimenta o Linha da tubula o de alimenta o Injetores Linha de retorno de combust vel Registro da tubula o de retorno Filtros de leo combust vel do corpo do motor Tanque boia Filtros separadores de gua V lvula solenoide Sistema de arrefecimento Coletor de gua Radiador Bomba d gua Ventilador Correias Trocador de calor V lvula termost tica Fluido para radiador Filtro de gua VINIS Sistema de admiss o de ar Carca a do filtro de ar Tubula o de admiss o Indicador de restri o Coletor de admiss o Turbocompressor C mara de combust o Sistema de exaust o Coletor de gases de escape Junta de expans o Tubula o de escape Silencioso Apoios do silenc
55. es fa am parte do cronograma or ament rio do ano subsequente e Elaborar o relat rio de parametriza o e ou padroniza o B 5 Planejamento normaliza o e treinamento Nestas etapas do Ciclo de Rotinas buscar se o as defini es e o detalhamento das atividades que dever o ser executadas para viabilizar os objetivos e metas especificadas Nela s o elaborados os planejamentos das atividades s o formatadas as normas e procedimentos para aprova o das gerencias e diretorias e os cronogramas f sico financeiro dos treinamentos para os envolvidos nos processos 156 A elabora o de cronogramas f sicos e financeiros se faz necess rio neles deve constar al m das atividades o prazo de planejamento de execu o de cada item Todo planejamento deve ser exposto aos colaboradores envolvidos nos processos da organiza o sendo poss vel realiza o de ajustes e anota es para poss veis otimiza es do processo A efetiva o dessas atividades seguem os itens descritos abaixo Formam se as equipes de planejamento normaliza o e treinamento Com os relat rios das outras atividades elabora se um cronograma das atividades de execu o do Ciclo de Rotinas S o definidos os temas assuntos e as datas dos treinamentos para os envolvidos no processo S o realizadas as avalia es e ajustes das normas e procedimentos elaborados para o processo e que dever o ser aprovados pela diretoria da empresa Realizar
56. exist ncia de superf cies de erro que apresentem m nimos locais Como se sabe o algoritmo emprega o m todo do gradiente decrescente que flui na superf cie de erro ajustando os pesos na dire o de um m nimo Assim durante o treinamento a rede pode ficar presa em um desses m nimos locais n o conseguindo chegar ao m nimo global HAYKIN 1999 A forma de minimizar esses problemas encontrar o valor adequado para taxa de aprendizado m Se m for muito grande o aprendizado r pido por m corre se o risco de a rede entrar em oscila o sem alcan ar o m nimo desejado Se n for muito baixa aumentam as chances de a rede ficar presa em um m nimo local ou na melhor das hip teses o treinamento ser muito lento A maneira de se oferecer mais estabilidade ao algoritmo de retro propaga o atrav s da adi o de um termo conhecido por momento o O momento permite que o ajuste dos pesos a cada itera o seja proporcional magnitude do ltimo ajuste O termo a geralmente escolhido menor que a unidade A Equa o 5 34 mostra a inser o do termo momento no ajuste dos pesos Awi n 1 n 0 a Aw j n 5 34 5 2 4 Treinamento de redes de RNA Conforme mencionado anteriormente o objetivo da utiliza o das redes neurais artificiais na metodologia ciclo de rotinas a simula o das falhas visando antecipar as suas ocorr ncias de forma que seja poss vel planejar as a es de opera o de manuten
57. extens o da periodicidade de troca dos elementos consum veis das UDGs Este estudo foi motivado pela identifica o de grande diversidade de elementos consum veis com diferentes periodicidades de troca Ao final do estudo foram padronizados os elementos filtrantes de alguns tipos de motores O levantamento das informa es de periodicidade de troca de elementos consum veis das UDGs do Estado do Par ocorreu no per odo de 2002 a 2008 conforme mostrado na Tabela 6 6 113 Tabela 6 6 Altera o na periodicidade de troca dos elementos consum veis das UTESs COMPARA O DA PERIODICIDADE DE TROCA DOS ELEMENTOS CONSUM VEIS DAS UTEs Periodicidade de uso dos elementos consum veis nos motores 500 leo lubrificante h principal de by pass e secund rio 250 300 Oleo combust vel h da linha de alimenta o de leo do corpo 500 1000 do motor Aditivos para radiador h NES uso o w Carga de leo lubrificante h CEEE E e Aee de leo combust vel diesel E E B E B2 Correias de acionamento do ventilador Correias de acionamento do ventilador lt o0 soo o0 soo 6 000 Fonte SANTOS e NASCIMENTO 2009 importante ressaltar que todas as altera es sugeridas e realizadas nos sistemas de gera o das UTEs passavam por an lises pesquisas testes de campo etc visando o planejamento das a es Como por exemplo foi desenvolvido o programa de acompanhamento de an lises da qua
58. falhas foram usadas inicialmente apresentando bons resultados conforme mostrado na Figura 5 6 onde se percebem em destaque as linhas onde os erros dos vetores de sa da para o cen rio dos desligamentos ocorridos entre 2003 a 2009 importante que seja mencionado que as arquiteturas foram testadas para cada conjunto gerador isoladamente de forma que se pudessem armazenar as caracter sticas cr ticas e de falhas das UDGs Os vetores de sa da das RNAs fizeram parte da base de conhecimento e foram armazenados para compor os tipos de falhas da rede Ciclo de Rotinas Detec o Neural de Fahas CICLO DE ROTINAS DETEC O NEURAL DE FALHAS EM UM SISTEMA DE GERA O DE ENERGIA Ciclo de Rotinas UTE de Anaj s 04 GGs Erro M ximo 0 3177 FLHI FLH2 FLH3 FLH4 FLHS FLH6 FLH7 FLHS FLH9 FLHIO 0 9965 0 9998 0 9999 0 9998 0 9988 0 9978 0 9967 0 9982 0 9992 1 0000 0 9965 1 0000 1 0000 0 9992 0 9998 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9998 0 9986 1 0000 1 0000 0 9993 0 9997 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9957 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9990 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9984 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000
59. gerada para os desligamentos na UTE de Anaj s Na rvore de decis o Figura 5 1 pode ser percebida que foram utilizadas informa es referentes aos procedimentos de manuten o e operacionais juntamente com a es administrativas praticadas pelas empresas A rvore de decis o mostrada na Figura 5 1 um exemplo da l gica fuzzy utilizada na base de conhecimento do software Ciclo de Rotinas sendo poss vel simular e analisar uma grande quantidade de possibilidades de anomalias nos sistemas de gera o de energia Contudo a cria o da rvore de decis o depende da obten o das informa es precisas dos fatos ocorridos bem como de um hist rico representativo das ocorr ncias ou seja se em um sistema de gera o n o forem disponibilizadas e interpretadas s informa es de forma correta a rvore de decis o pode levar os respons veis pela manuten o a se concentrar em falhas que n o sejam as mais cr ticas fazendo com que ocorra uma perda significativa de tempo e de recursos 86 5 2 Redes Neurais De acordo com TORRES 2008 uma rede neural artificial estrutura de processamento de informa o n o algor tmica na forma de gr fico direcionado onde cada n denominado neur nio possui muitas entradas e um nico sinal de sa da que pode ser desmembrado O processamento de cada n depende exclusivamente de suas entradas e dos valores acumulados em uma pequena mem ria local Para VAN ROOIJ et al 1996 a
60. h ano e Pot ncia Liberada a pot ncia na qual o grupo gerador opera ap s o teste de consumo espec fico realizado na instala o onde se define a faixa tima de opera o Esta pot ncia na melhor das situa es dever ser igual pot ncia continua e Pot ncia El trica Ativa Nominal P de uma Unidade Geradora em kW definida pelo produto da pot ncia el trica aparente nominal em kVA pelo fator de pot ncia nominal do gerador el trico considerado o regime de opera o cont nuo e as condi es nominais de opera o ou seja a pot ncia el trica nominal encontrada na placa do alternador gerador el trico da UDG ANEEL 2011 10 No caso de uma unidade geradora a pot ncia instalada Pp a do pr prio alternador gerador el trico em kW ou kVA sendo que na maioria dos casos a pot ncia do motor em hp maior que a pot ncia do gerador 146 e Pot ncia Instalada de uma Central Geradora em kW definida em n meros inteiros pelo somat rio das pot ncias el tricas ativas nominais das unidades geradoras instaladas na central ANEEL 2011 De acordo com a Resolu o Normativa 407 00 da ANEEL quando em uma usina a diferen a entre a pot ncia el trica ativa m xima da unidade geradora medida nos bornes de conex o do gerador operando em regime cont nuo e a pot ncia instalada for superior a cinco por cento seja por motivos clim ticos repotencia o distor es t cnicas ocorridas
61. informa o necess ria para decidir se um exemplo pertence a PE ou a NE segundo a Equa o 5 6 Para p 0 p n 0 Ioslp n z il AR i ps p n p n 082 p n p n 082 p n Caso contr rio a8 Ips p n 0 poss vel perceber que o Ips p n depende apenas dos valores de p e de n A Equa o 5 6 assume que h apenas duas classes mas ela pode ser facilmente generalizada para o caso de K classes com K gt 2 78 O processo de c lculo do Ips p n come a com a sele o distinta dos valores do atributo decisivo Ent o se calcula a quantidade de vezes que cada um desses valores ocorre dentro da cole o Apos obtido o valor do Ips p n do atributo decisivo deve se calcular o valor de Gainf Ganho de Informa o para cada atributo n o decisivo A1 A2 As A4 As As Ay Ag Ao e Aro determinado pela Equa o 5 7 Portanto o atributo n o decisivo que possuir maior valor de ganho de informa o Gainf ser considerado o atributo inicial da rvore Se o atributo X com um dom nio vi vn usado como raiz da rvore de decis o a rvore ter ent o N parti es de T T Tn onde T conter aqueles exemplos em T que possuam o valor v de X Dado que Ti cont m p exemplos de PE positivos e ni exemplos de NE negativos a expectativa de informa o requerida para a sub rvore Ti dado pelo Ips pini A medida de ganho de informa o Gainf X obtida pela parti o as
62. l gica nebulosa s o AND e OR conhecidos como operadores de rela o Na l gica difusa s o utilizados para definir o grau m ximo e m nimo de pertin ncia do conjunto O terceiro passo aplicar o operador de implica o usado para definir o peso no resultado e remodelar a fun o ou seja o terceiro consiste em criar a hip tese de implica o como no exemplo abaixo A carga baixa OU o consumo de combust vel alto ENT O o consumo de espec fico alto No quarto passo ocorre combina o de todas as sa das em um nico conjunto fuzzy algo semelhante ao processo de uni o e intersec o na teoria dos conjuntos abruptos O quinto e ltimo passo no processo do racioc nio fuzzy a defuzzyfica o que consiste em retornar os valores obter um valor num rico dentro da faixa estipulada pela l gica fuzzy SHAW 2002 74 5 1 2 Regras de produ o fuzzy O modo mais comum de armazenar informa es em uma base de conhecimento fuzzy conforme ALMEIDA e EVSUKOFF 2003 s o as representa es por meio de regras de produ o fuzzy As regras de produ o normalmente s o compostas de duas partes principais SE lt situa o gt ENT O lt a o gt A parte SE da regra descreve a situa o ou situa es para as quais s o designadas e a parte ENT O descreve a a o do sistema fuzzy para tender as situa es de entrada do mesmo A situa o parte SE da regra comp e um conjunto de cond
63. manuten o dos componentes R Ec Energia gerada por uma UDG kWh EAG Energia Anual Gerada kWh ou MWh Fura Fator de utiliza o de uma UDG xviii XiX Furo Fator de utiliza o timo de uma UDG hao Horas acumuladas de opera o da UDG desde o seu comissionamento h HFC Hora fim do conserto h HFO Hora fim da ocorr ncia h HIC Hora in cio do conserto h HIO Hora in cio da ocorr ncia h HMNE Horas totais de manuten o dos equipamentos h HOPE Horas de opera o do equipamento h HPC Horas do per odo considerado h I Corrente A Im M dia das correntes entre as fases de um sistema A Ngrs N mero de horas para a realiza o dos servi os de manuten o h N T MC N mero totais de manuten es corretivas Q Quantidade produzida unidade ou pot ncia reativa kV Ar Qadic Quantidade de calor adicionada ao sistema kW Qnr Quantidade de itens necess rios para o funcionamento dos sistemas R Qmcu Quantidade do material utilizado na manuten o und Qrejeit Quantidade de calor rejeitado do sistema kW Qser Quantidade de servi os terceirizados valor do contrato und Qrrr Quantidade de recursos financeiros do planejamento valor anual und p Pre o de venda da eletricidade gerada R MWh P Pot ncia ativa kW PCI Poder calor fico inferior kJ kg ou MJ kg PCS Poder cal
64. na empresa haja vista que durante o invent rio realizado foi constatado que v rios operadores das usinas afirmaram desconhecer tais documentos chegando ao ponto de muitos n o lembrarem mais dos treinamentos que eram realizados somente no momento da contrata o de novos funcion rios Para sanar este quadro foi planejado juntamente com o departamento de administra o e recursos humanos da concession ria do Par no per odo de 2008 a 2009 treinamentos e reciclagens destinados forma o de pessoal para trabalhar com a opera o e manuten o das usinas ministrados por funcion rios da pr pria empresa 6 2 6 Execu o e ou otimiza o A execu o do planejamento da metodologia Ciclo de Rotinas ocorreu em duas fases a primeira em 2007 2008 onde foi desenvolvida as cinco primeiras atividades e tarefas da metodologia ou seja a fase de identifica o de an lise de sistematiza o de parametriza o e de planejamento que foi realizada a partir dos dados levantados no per odo de 2002 a 2007 116 A outra que envolveu as atividades restantes do Ciclo de Rotinas isto as fases de treinamento de execu o de monitoramento de controle e de avalia o desenvolvida com os dados obtidos no per odo de 2008 a 2009 quando efetivamente foi poss vel se concluir as tarefas e atividades da metodologia A utiliza o da metodologia Ciclo de Rotinas nas UTEs com motores diesel propiciou aos respons veis pela manut
65. ncia a qual se encontra descrita no Ap ndice H 6 2 4 Parametriza o e ou padroniza o Ap s a identifica o das necessidades das usinas foi necess rio obter os par metros ou os limites operacionais para a opera o e manuten o das UDGs de todas as usinas da concession ria do Par Desta forma foram realizados testes de comissionamento nas UDGs nas UTESs para obten o dos par metros operacionais O programa de inspe es a ser executado em uma UDG pode ser desenvolvido em fun o do n mero de horas de opera o ou por grupamento de m quinas de mesmo fabricante No Ap ndice G s o descritas as caracter sticas do plano de manuten o de UDGs 111 Para a padroniza o dos procedimentos e da periodicidade dos planos de manuten o faz se necess ria obten o dos par metros operacionais das UDGs Esta atividade chamada de parametriza o na qual atrav s de ensaios normalizados de comissionamento s o obtidas as faixas dos par metros de opera o e a curva caracter stica de consumo espec fico das unidades geradoras Segundo SANTOS e NASCIMENTO 2010b a curva caracter stica de consumo espec fico de uma UDG tem como finalidade definir a faixa campo de opera o tima do grupo gerador e obtida atrav s de testes de comissionamento conforme as normas NBR 6376 NBR 8422 e NBR 5477 ABNT 1984 1985 e 1997 A partir do levantamento dos testes de comissionamento realizados nos grupos geradores
66. no sistema de prote o queima de excitatriz est tica Em 2007 Figura 6 11 as anomalias de desligamentos ocorreram devido s falhas no sistema de prote o a avaria nos componentes dos pain is e quadros de comandos falhas no sistema de lubrifica o dos motores com execu o de in meras manuten es programadas Opera o Sincronismo 8 92 Outras Causas 8 28 Figura 6 10 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2006 disponibilidade de Gera o 7 17 Outras Causas 8 03 Figura 6 11 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2007 123 124 Ressalta se que os resultados dos levantamentos obtidos nas Tabela 6 10 a Tabela 6 13 e nos gr ficos das Figura 6 9 e Figura 6 11 foram obtidos a partir de criteriosa investiga o das reais causas dos desligamentos sendo necess ria a comunica o direta com a equipe de opera o de cada uma das usinas da concession ria a fim de evitar desvios de avalia o das causas Visando sanar a maioria das anomalias levantadas de 2005 a 2007 e visando melhoria do sistema de prote o das UDGs atrav s da execu o de manuten o programada e observa se uma redu o neste tipo de ocorr ncia pois em 2008 conforme mostrado na Figura 6 12 os desligamentos ocorridos nas UTEs foram devidos s avarias nos componentes dos pain is e quadros de comandos falhas no sistema de prote o no sistema de lubrifica o no sistema de alimenta o de co
67. no sistema de gera o Tabela 4 9 C lculo da criticidade dos elementos no sistema de gera o C LCULO DA CRITICIDADE DOS ELEMENTOS NO SISTEM DE GERA O Criticidade dos Disponibilidade Desvio Criticidade do Elementos no Percentual do Padr o do Componente Ccomp Diagn stico Cr tico Sistema Ces Sistema D Sistema os MIN MAX 6 9620 0 66667 3 82334 17 23233 24 87901 Criticidade Operacional dos Equipamentos CEQ Na Tabela 4 9 pode se observar que o calculo da criticidade do elemento no sistema apresenta um valor menor do que a criticidade operacional dos equipamentos indicando que as falhas s o causadas por mau funcionamento de um equipamento espec fico Outro par metro avaliado na Tabela 4 9 a disponibilidade percentual do sistema que no caso da usina analisada apresenta um valor aceit vel pois foi constatado que o tempo entre falhas alto apesar do tempo de reparo tamb m ser alto Na an lise da UDG 01 da UTE de Anaj s a maior criticidade do componente encontra se entre 17 2323 e 24 87901 Esses valores s o comparados com outras criticidades dos componentes de outros sistemas de gera o e o software aponta o equipamento mais cr tico dentre todos Cabe agora identificar o elemento mais cr tico da UTE em an lise e para isso o software da metodologia aponta para o usu rio o elemento respons vel pelos desligamentos na usina em fun o do maior valor da criticidade dos compone
68. o da codifica o e rotulagem dos equipamentos de um sistema de gera o foram estabelecidos na base do projeto n o espec fico atrav s de graus ou n veis de desagrega o e No grau um Fl F1F2 F1F2F3 s o utilizadas as palavras chave de rotulagem para a fun o do equipamento ou do tipo de sistema de gera o e No grau dois Al AIA2 s o usadas as palavras chave de rotulagem para a identifica o da unidade de equipamento e No grau tr s Bl BIB2 s o utilizadas as palavras chave de rotulagem para os sistemas e subsistemas ou de parte de um equipamento gerador Tabela 4 1 Codifica o KKS N Serial do Ponto a 2 de desagrega o Unidade de Equipamentos caracteres a Identifica o das usinas do sistema de gera o b Prefixo do c digo de fun o usa como contador de sistemas semelhantes c Classifica o dos sistemas subdivis es ou partes dos equipamentos d Contadores dos sistemas das subdivis es ou partes dos equipamentos e Classifica o das subdivis es dos equipamentos mec nicos f Contador dos equipamentos mec nicos similares g Classifica o adicional dos n veis de desagrega o pontos de medi o e equipamentos principais h Classifica o das subdivis es dos componentes sinais e aplica o de sinais i Contador dos componentes ou sinais de aplica o O significado das palavras chave pode ser redefinido para projetos espec ficos qu
69. o produtiva total TQA Tanques de armazenamento de combust vel Ts Total de sa das de produtos e servi os da linha de produ o Tsc N mero total de sa das certas U Universo de discurso fuzzy Matriz de urg ncia UC Unidade consumidora UDE Usina diesel trica UDG Unidade diesel geradora UTE Usina termel trica vi Valores iniciais de uma nova ramifica o de uma rvore de decis o wo Peso sin ptico associado ao valor de entrada da rede neural Wki Wk2 Wkn Pesos sin pticos da rede neural xo Valor de entrada na rede neural X1 X2 Xn Entradas fuzzy em um sistema Elementos de entrada em uma rede neural X Senten a difusa y e y2 Vari veis de sa da fuzzy Yx Fun o de ativa o de uma rede neural Y Senten a difusa XXV Siglas ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas AEP American Electric Power Companhia de Eletricidade Americana AMPFE An lise Modal de Falhas e Efeitos ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica ANFAVEA Associa o Nacional dos Fabricantes de Ve culos Automotores ANP Ag ncia Nacional do Petr leo BPDM Boiler Predictive Maintenace Program Programa de manuten o preditiva de caldeiras CNPE Conselho Nacional de Pol tica Energ tica DIN Instituto Alem o de Normatiza o Deutsches Institut f r Normung ELETROBR S Centrais El tricas Brasileiras S A
70. ocorr ncia dos tipos de desligamento em UTESs Este atributo tem como base os tipos desligamentos na UTE de Anaj s em 2008 Tabela 5 3 Informa es de ocorr ncias em equipamentos na UTE de Anaj s em 2008 Quantidade DESL Do 1 Os atributos decisivos DESL utilizados na Tabela 5 3 importante que para cada atributo decisivo exista um ou mais procedimentos de manuten o para sanar algum tipo de anomalia causado Al m dos procedimentos devem tamb m ser cadastradas na base de conhecimento do Ciclo de Rotinas as a es administrativas as quais devem ser utilizadas sempre que necess rio como por exemplo indisponibilizar uma unidade geradora para que seja realizada uma inspe o ap s a ocorr ncia de uma anomalia antes da libera o da UDG para opera o normal Conforme poder ser contatado na Tabela 5 3 a quantidade total de ocorr ncias na UTE de Anaj s igual a 19 assim calculando a Ips p n para a causa As vem 81 a eli Hal aeee Ho o Ha e oe io oe 55 56 too l ors Logo Ibs P n 3 9 Para calcular o valor do ganho de informa o Gainf foram selecionados os valores distintos de cada atributo n o decisivo p n e contadas as quantidades de vezes que cada um desses valores ocorreram em rela o ao atributo decisivo calculando se tamb m a sua entropia como segue e Valores distintos para As SIM N O e Quantidade de ocorr ncias para SIM N O 3 7 1
71. ou nos quadros de comando das m quinas ESTES a SAS Figura 6 6 Medidor de vaz o de combust vel instalado na tubula o de alimenta o dos motores da UTE de Santana do Araguaia PA 2008 117 Os medidores de energia eram programados para armazenar as leituras dos par metros el tricos na mem ria de massa do equipamento a cada cinco minutos e juntamente com os estes dados eram armazenadas as informa es do consumo de combust vel geral da usina Ap s a realiza o de treinamentos com todos os operadores e com a equipe de manuten o foi desenvolvida no software uma rotina de acompanhamento das opera es di rias das usinas atrav s das curvas de carga constru das para cada UTE como mostrado na Figura 6 7 onde se v a tela do software Ciclo de Rotinas onde poss vel realizar o monitoramento da opera o atrav s da curva de carga da localidade de Anaj s em 2008 CURVA DE CARGA DA UTE DE ANAJ S 2008 Hora 22 06 2008 11 06 2008 Consumo Espec fico 0 327 kwh Domingo S bado 1 445 490 740 720 nepa mo 4 A TE jee 1 Obs Operar com o jmot r Cum por 24 00 hor s 5 385 400 640 650 6 3
72. para detec o das falhas atrav s do treinamento de e redes neurais A Figura 6 3 apresenta os resultados do levantamento dos desligamentos ocorridos nas UTEs no per odo de 2003 a 2009 em todas as usinas do sistema isolado do Par as pr prias 107 da concession ria 17 usinas em vermelho e as usinas de empresas terceirizadas 23 usinas em azul e laranja distribu das pelo Estado 1800 1700 BCELPA 1600 BSOENERGY 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 EGUASCOR N mero de Desligamentos 2003 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 6 3 Desligamentos ocorridos nas usinas do sistema isolado no Estado do Par no per odo de 2003 a 2009 No monitoramento dos desligamentos mostrado na Figura 6 3 foram registradas todas as interrup es do fornecimento de energia com dura o superior a tr s minutos Foram registrados os desligamento totais ou parciais da UTE incluindo as interven es em alimentadores as manuten es programadas e os racionamentos nas localidades etc Al m da identifica o das criticidades era necess rio se identificar quais os componentes e ou elementos das usinas eram os respons veis pelos desligamentos Esta atividade foi desenvolvida a partir da realiza o de um invent rio geral dos estoques de materiais dos equipamentos e dos procedimentos e normas aplicadas nas usinas a fim de cadastr los na base de conhecimento do software Ciclo de Ro
73. para que possam ser feitas as compara es entre os custos reais necess rio que se tenham outras informa es dos ndices comparativos e operacionais da usina como por exemplo o custo da energia gerada o custo de deprecia o das m quinas paradas etc A Figura 4 5 mostra a janela para c lculo dos custos totais da manuten o os quais s o distribu dos em abas de tal forma que todo e qualquer elemento substitu do durante a 70 realiza o dos servi os manuten o podem ser quantificados o que facilita o planejamento das a es de manuten o nos componentes do sistema de gera o Arquivo Servi o Usina Ajuda An lise de Custos Usina T rmel trica a Diesel UTE Anaj s Unidade Diesel Geradora 6601 Sistema Principal MCI Motor de Combust o Interna Divis o do Sistema Gerador El trico Subsistema Arrefecimento Componente Coletor de gua Custo de Troca dos Equipamentos Custo de Funcionamento dos Equipamentos Codigo Nome Nome Complementar Nome Diferenciador Valor Unit rio Custo dos Servi os Terceirizados 01ANJO1MCI003VSN002 V lvula Solenoide 450 Custos Imprevistos Custo do Material de Consumo Custo de Pessoal Hxh Custo Fixo Subtotal Custo de Troca de Equipamento R 450 00 QG Voltar Custo Total R 450 00 Figura 4 5 Janela do c lculo dos custos do software Ciclo de Rotinas para as UDGs de Anaj s A janela da Figura 4 5 utiliza as informa es do banco
74. passou a ser composta por quatro fases conforme mostrado na Figura 2 2 v Anomalia o instante onde se origina um problema Esta fase caracterizada pelos sintomas do equipamento ou componente que foge da normalidade precedendo a falha Pode ser uma folga sujeira trepida o estragos e anormalidades em geral como altera es de cor aumento da press o de trabalho da temperatura varia o da corrente el trica exist ncia de ru dos vibra es excessivas emiss o de gases excessivas etc Esta fase deve ser o in cio do processo de registro das informa es das condi es operacionais do equipamento Em UTEs com motores diesel esta fase tem uma periodicidade m dia de ocorr ncia de anomalias intervalos acima de tr s meses Y Falha a fase onde ocorre uma evolu o do problema influenciando na produtividade do sistema nesta fase deve se realizar uma s rie de acompanhamentos visando fornecer as analises sobre as condi es operacionais do equipamento As an lises devem fazer parte do planejamento e da manuten o Uma falha pode ser definida como sendo a diminui o parcial da capacidade de desempenho de um elemento de um componente de um equipamento ou de um sistema em atender a uma determinada fun o durante um per odo de tempo estabelecido A incid ncia de uma falha deve ser investigada pois pode se tratar de um caso isolado ou seja de uma anomalia ou pode evoluir para um defeito ocasional inter
75. produtivo O in cio das tarefas passa pelo registro nos meios de comunica o da empresa jornais internos quadros de avisos e mails etc do per odo de implanta o do ciclo e dos nomes dos membros das equipes de implanta o e de desenvolvimento das atividades da metodologia 3 3 Etapas de Implanta o do Ciclo de Rotinas A implanta o do Ciclo de Rotinas tem as seguintes etapas Montar equipes interdepartamentais e multidisciplinares de funcion rios da organiza o que sejam formadas por pelo menos um profissional de cada 32 subsistema com conhecimentos pleno sobre os processos e sistemas da empresa e que estejam dispostos a contribuir com o desenvolvimento das atividades os quais far o parte das equipes do ciclo e Em cada equipe de atividades deve existir pelo menos um membro da equipe de desenvolvimento e implanta o do ciclo os quais podem participar de quantas equipes quanto necess rias e relevante que todas as pessoas que participar o das equipes de implanta o sejam oficialmente nomeadas indicadas pelas suas ger ncias imediatas e que a dire o da organiza o tenha ci ncia da participa o de todos nas atividades e Todas as equipes devem receber da equipe de desenvolvimento e implanta o as seguintes tarefas o Data de in cio das atividades o Objetivos espec ficos e metas a serem atingidas pela equipe o Indica o de fun o de cada membro da equipe as quais devem ser dist
76. sem ca 03VSN0002 Solenoide i prote o Desenvolvimento de novo solenoide i k procedimento operacional e treinamento dos operadores Defici ncia no sistema de corrente fisveisd cont nua da usina Realiza o de 01BRG01QCM Excitati Epa pi manuten o com substitui o de todas 014EXG0003 ESA e as baterias do banco de baterias da usina quadro de e desenvolvimento de procedimento comandos operacional Queima dos Fonte SANTOS e NASCIMENTO 2010a Todas as anomalias mostradas na Tabela 6 13 foram sanadas sendo que como um sistema especialista o Ciclo de Rotinas forneceu os diagn sticos e progn sticos de todas as UDGs indicando os pontos cr ticos e as a es de manuten o preventivas preditivas e proativas a serem tomadas para a solu o de cada uma delas 6 2 8 Avalia o e ou tratamento Uma das avalia es da metodologia Ciclo de Rotinas foi realizada em fun o da disponibilidade m dia das usinas da concession ria do Par calculada pela Equa o 5 16 novamente no per odo antes dos levantamentos de dados em 2002 variava entre 40 a 80 Em 2008 2009 a disponibilidade das usinas alcan ou valores entre 75 a 98 devido filosofia de se manter nas UTEs as chamadas reservas frias ou seja em fun o da pot ncia instalada e das configura es das UTESs mantiveram se UDGs reserva para que caso se perdesse a maior m quina da UTE seria poss vel manter a gera o de energia at que se
77. sobre a identifica o do equipamento e 2 Chave dos KKS que define os c digos de acordo com o prot tipo KKS original podendo haver inclus es no c digo de forma a atender as necessidades do local da instala o O sistema de rotulagem KKS editado pela Associa o Alem de Grau T cnico do Sistema VGB e publicado pela empresa VGB Kraftwerkstechnik Gmbh Engenharia da Usina Ltda Al m disso este sistema de rotulagem totalmente compat vel e reconhecido pelas normas DIN IEC e ISO e pode ser usados para satisfazer os requisitos adicionais de rotulagem de sistemas de gera o Ainda segundo WEI C et al 2010 os requisitos necess rios para a identifica o e forma o dos c digos do sistema de rotulagem KKS s o Identifica o uniforme para todos os tipos de usinas termel tricas e seus processos Deve ter capacidade suficiente e detalhes para a identifica o de todos os sistemas subsistemas componentes elementos pe as e estruturas Deve ter capacidade suficiente de extens o para se adaptar s novas tecnologias e as j consagradas como as UTEs com motores diesel Aprecia o das normas nacionais e internacionais O c digo n o deve ser baseado na linguagem de codifica o desta forma ser poss vel garantir o uso do mesmo de forma internacional Deve usar a mesma rotulagem consistente para as v rias etapas do planejamento licenciamento projeto constru o opera o man
78. sssseeeseeeesseesseesseessessssetesseesseesseessereseee 34 3 5 2 Caracter sticas do software ciclo de rotinas essseseesssssesssseessssereessereesssseessssresssse 36 3 5 3 Cadastro de Elementos no Ciclo de Rotinas e 40 Cap tulo 4 CODIFICA O AN LISE DE OCORR NCIAS E INDICADORES USANDOS EM UTES aa Rd AR AL E a e e a 45 Abc onitica o RE Sr car E So e o 45 A DIPOS dE COMIDOS ANA DS REA DG 47 4 1 2 Formato do Sistema de Codifica o KKS pasa qensafasnasa span es Tapas a DA dean bafe casser 48 4 2 An lise de Ocorr ncias em Sistemas de Gera o eeeeererceea 50 4 3 Indicadores Utilizados em Usinas Termel tricas era 52 4 3 1 Defini o de INdICAdOrES nisreen ea cas uno paes andado 53 4 3 2 Consumo espec fico de Motores ssssesssesessseessresseesseesseeessettsstesstesseesseeesseeesseesseesse 53 4 3 3 Determina o da criticidade dos equipamentos sesssesesssessseessesssesseressetessressees 54 4 3 4 Determina o dos componentes cr ticos ii rreeereeeeereeacereanos 57 4 3 5 Indicadores de efic cia e continuidade assa er srgpanaorisaa areia ia S A aa ara doa 63 4 4 Indicadores Econ micos de Manuten o reereeeeeeeeeeeeeeacaeaa 64 4 5 1 Custo da manuten o COretiVA uses ieiipasearasaseeaamnessaeaisape onabasaate io iaa amena caatenansascadostea ds 65 4 5 2 Custo da perda de Produ o usasse his aut ues aao Et QUO aa TRAD A
79. todos os componentes com suas respectivas condi es de criticidades e custos facilita as an lises de desempenho do sistema de gera o possibilitando as avalia es e desenvolvimento das a es corretivas necess rias A Figura 3 8 mostra a janela do cadastro de funcion rios de um sistema de gera o de energia O cadastro dos funcion rios do sistema de gera o tem import ncia pois agiliza o 41 desenvolvimento das atividades de manuten o e de atribui o de responsabilidade pelas atividades do ciclo Cadastro de Funcion rios Es CICLO DE ROTINAS CADASTRO DE FUNCION RIOS DA EMPRESA C digo Departamento Cargo do Funcion rio Fun o do Empregado Fotogr afia do Funcion rio 1 DMS Engenheiro Mec nico Engenheiro de Manuten o ER gt Primeiro Nome Nome Interm di rio ltimo Nome Eraldo Cruz dos Santos N mero do RG rg o Emissor N mero do CPF Data de Nascimento 1772120 SEGUP 330 822 512 34 20 08 1969 Tipo Fator Identifica o Matricula Sanguineo Rh Senha Pessoal N mero do Celular 1007504 O 91 8115 5376 E Correio Eletr nico do Funcion rio Telefone Ramal Telefone Residencial eraldo santos redecelpa com br 91 3216 13 68 1360 91 8115 53 76 Endere o Pessoal Rod Augusto Montenegro 8150 Tapan Pais regi o Cidade Estado CEP Regi o Brasil Bel m PA 66823 010 Norte Observa es EM VIAGEM Chefe Telefone d
80. todos os tipos de desligamentos ocorridos nas usinas do estado Em cada uma das UTEs mostradas na Figura 6 2 foi implantado a metodologia de gerenciamento da manuten o e opera o sendo que para o levantamento de todas as informa es t cnicas foram desenvolvidas as tarefas e atividades do Ciclo de Rotinas A Figura 6 2 mostra a janela do software ciclo de rotinas com as UTEs com motores diesel gerenciadas pela concession ria do Estado do Par as quais passaram por invent rios e foram cadastradas na base de conhecimento do software 102 USINAS TERMEL TRICAS A DIESEL DA CELPA A CELPA em julho de 2008 tinha 51 unidades geradoras distribu das em 15 usinas diesel tricas sendo respons val por 15 49 dos deligamentos no Estado ANAJ S AVEIRO BAGRE BANNACH BARREIRA DOS CHAVES CAMPOS ato COTIJUBA e JACAREACANGA Es MELGA O NOVA ESPERAN A SANTA CRUZ DO E L SANTA MARIA DAS DO PIRI ARAR BARREIRAS SANTANA DO VILA KARAPAN VILA MANDI ARAGUAIA Figura 6 2 Janela do software Ciclo de Rotinas padronizada para o acompanhamento das UDG s do sistema isolado no Estado do Par em 2008 O resultado do levantamento foi a cria o de um documento chamado de Ficha T cnica das Unidades Geradoras Quadro de Comandos Subesta o e rea de Tancagem das Usinas Diesel tricas mostrado na Tabela 6 1 Neste documento constam as informa es gerais b sicas de todos componentes que fazem parte de um grupo ger
81. uma interven o prevista preparada e programada antes da data prov vel ou do aparecimento de uma falha ou seja o conjunto servi os de inspe es 18 sistem ticas ajustes conserva o e elimina o de defeitos visando a evitar falhas que devem ser executados conforme o tempo de opera o do equipamento Na manuten o planejada do tipo preditiva tamb m conhecida como manuten o baseada na condi o operacional s o criadas medidas ou mecanismos para detectar o in cio da degrada o de um componente acompanhar e controlar a tend ncia de evolu o da anomalia ao longo de sua opera o e antever predizendo os limites aceit veis da degrada o Al m de monitorar as condi es operacionais atuais faz se uma previs o do seu comportamento no futuro NEPOMUCENO 1989 Muitas vezes a manuten o detectiva chega a ser confundida com a manuten o corretiva planejada por m a manuten o planejada do tipo detectiva visa atua o e detec o de falhas ocultas ou impercept veis em equipamentos e sistemas de prote o e de comandos durante os per odos de inspe o realizados por pessoal qualificado e por operadores do setor terceirizados ou n o A manuten o detectiva espec fica para sistemas automatizados onde o controle de atividades e tarefas feito com base em comandos de sistemas de prote o e em circuitos el tricos de UDGs Ao contr rio da manuten o preditiva preventiva a manuten
82. usinas e em algumas UTESs foram realizadas transmiss o de dados via internet para p s processamento ELETROBR S 2005 Outro sistema voltado para otimiza o da manuten o de sistemas de gera o de energia foi desenvolvido pela Petrobr s Energia da Argentina este software foi chamado de Sistema Experto de Mantenimiento Predictivo SiEMPre que e uma ferramenta que prop em uma aproxima o sistem tica s estrat gias de manuten o objetivando o aumento da disponibilidade e redu o de custos da manuten o da usina SECCHI et al 2005 De acordo com BAUCH et al 2005 a SIEMENS lan ou um sistema especialista para monitoramento e diagn stico de usinas termel tricas a vapor chamado de Siemens Power Diagnostics Este sistema buscou atender as necessidades dos gerentes de manuten o da empresa onde os conhecimentos adquiridos com manuten o foram programados em um sistema que auxiliou os engenheiros a tomar as decis es gerenciais dos contratos de garantia de equipamentos de gera o de energia da companhia De acordo com DONNE et al 2006 foi lan ado pela ALSTON uma nova vers o do software AMODIS acompanhando uma tend ncia de terceiriza o dos servi os de gera o assim como os processos de automa o do monitoramento e supervis o de usinas onde a empresa formou uma equipe com especialistas para tratar do assunto de manuten o no local e a dist ncia a fim de aumentar a confiabilidade operacion
83. 0000 1 0000 0 9992 0 9992 0 9999 1 0000 1 0000 0 9992 0 9998 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9998 0 9999 1 0000 1 0000 0 9993 0 9997 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9992 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9992 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 0 9993 1 0000 Figura 5 6 Detec o neural de falhas para um PMC da UTE de Anaj s 99 100 Cap tulo 6 ESTUDO DE CASO UTESs COM MOTORES DIESEL Este cap tulo mostra os resultados da aplica o da metodologia Ciclo de Rotinas em UTEs com motores diesel na regi o norte do Brasil S o descritas as atividades desenvolvidas em cada uma das tarefas da metodologia Em fun o do grande n mero de informa es durante o desenvolvimento foi selecionada uma usina para particulariza o do estudo de caso 6 1 Aplica o da Metodologia Ciclo de Rotinas na Regi o Norte do Brasil A concession ria do Estado terceiriza os servi os de gera o de energia el trica em 25 munic pios como mostrado na Figura 6 1 sendo que a gera o de energia em 23 UTESs eram de responsabilidade da empresa Gu
84. 006 4 4 sendo Fur O fator de carga ou de utiliza o do grupo gerador i no intervalo de tempo j Prr a pot ncia efetiva da UDG i no intervalo de tempo j em kW e Py a pot ncia nominal do grupo gerador i em kW 54 4 3 3 Determina o da criticidade dos equipamentos Visando a determina o dos componentes e elementos mais cr ticos do sistema de gera o foi desenvolvido de forma emp rica um modelamento matem tico baseado nos par metros dispon veis no sistema ou processo SANTOS e NASCIMENTO 1999 A criticidade dos equipamentos que comp e uma UDG um indicador que foi desenvolvido e utilizado nesta tese para se determinar e tratar os pontos cr ticos ou falhos dos sistemas de gera o Para o desenvolvimento da criticidade de um componente de um sistema de gera o Ccomp realizou se a composi o desta grandeza em rela o a tr s condi es operacionais e Criticidade operacional dos equipamentos Cgq e Criticidade equivalente no tempo CEQTEMPO e Criticidade do elemento no sistema Ces A criticidade operacional do equipamento visa relacionar os poss veis desvios da condi o de funcionamento do equipamento no conjunto gerador considerando e quantificando a import ncia do elemento para o sistema o qual ele faz parte O segundo termo da criticidade relaciona o n vel de utiliza o do elemento dentro da programa o de manuten o estipulada para o sistema enfatizando a vida t
85. 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 0 9965 0 9998 0 9999 0 9998 0 9988 0 9978 0 9967 0 9982 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 0 9992 0 9998 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9998 0 9999 1 0000 1 0000 0 9993 0 9997 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 0 9993 1 0000 0 9992 0 9999 1 0000 1 0000 0 9992 0 9998 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9998 0 9999 1 0000 1 0000 0 9993 0 9997 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9992 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9992 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 1 0000 0 9988 1 0000 1 0000 1 0000 0 9993 1 0000 0 9997 1 0000 1 0000 1 0000 0 9999 1 0000 1 0000 1
86. 240 Modelo ATX Horas de Opera o Ap s da Revis o h 12500 Horas de Opera o 8 Fabricante do QCM Commindus N de Serie 452 Modelo ATX Pot ncia Nominal kw 300 E 1110125 Fabricante do trafo Cemec Nor ssa HOT Pot ncia Nominal kw 300 Per odo de An lise 1 01 2007 A 31 12 2007 C digos Tipos de Fontes de Gera o 01 Gerador ou alternador el trico Transformador do Elevador 04 Motor Horas Atuais 12508 Horas atuais 12508 Quadro de Comandos 03 vatar Figura 4 3 C lculo de criticidade do software Ciclo de Rotinas para as UDGs de Anaj s 63 Conforme pode ser visto na Figura 4 3 durante a determina o da criticidade s o mostrados os relat rios de informa es gerais da unidade geradora em que o componente cr tico se encontra de forma a situar o usu rio quando a rela o de depend ncia entre os componentes Em outra aba mostrada a defini o das ocorr ncias e na aba seguinte o relat rio contendo os resultados podendo ser globais ou espec ficos dos elementos mais cr ticos do sistema de gera o seguidos dos diagn sticos e progn sticos do fato e das a es a serem adotadas 4 3 5 Indicadores de efic cia e continuidade Alicer ados na metodologia utilizada para avalia o dos servi os de distribui o de energia el trica e partindo do princ pio que a grande maioria das UTES utilizada em servi o p blico de gera o de energia el trica os indi
87. 5 Tabela 6 10 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2005 119 Tabela 6 11 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2006 120 Tabela 6 12 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2007 120 Tabela 6 13 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2008 121 Tabela A 1 Classifica o das unidades geradoras em fun o da pot ncia 138 Tabela A 2 Componentes principais dos motores diesel estacion rios 141 Tabela A 3 Sistemas dos grupos geradores para gera o de energia el trica 142 Tabela C 1 Codifica o KKS orou nnan a Ia TUA idas cr dn dada Sin 161 Tabela C 2 Classifica o das usinas termel tricas com motores diesel 162 Tabela C 3 Classifica o das bases das usinas termel tricas com motores diesel 162 Tabela C 4 Classifica o dos sistemas e subsistemas das unidades diesel geradoras 164 Tabela C 5 Classifica o dos componentes do subsistema de arrefecimento das UDGs 165 Tabela C 6 Classifica o dos elementos dos componentes do coletor de gua das UDGs 165 Tabela G 1 Exemplo de plano de manuten o de unidades geradoras em fun o do porte 178 Tabela G 2 Programa de manuten o b sico para grupos geradores
88. 70 370 620 TT 7 310 315 600 8 295 325 580 9 325 330 560 Ea A SE ao E 500 2 So Ea 480 13 365 370 O 460 14 375 390 S 440 15 390 400 E 420 ES E s 17 385 390 3 i rA E 360 70 70 19 610 640 Ed 20 570 720 300 21 565 650 280 360 jm dm i admone 23 500 560 240 24 480 510 220 280 a 500 kW M QUINAS INSTALADAS 1 11 03 Motores Cummins 160 2 02 Mot res Cummin UDG MODEO kW A 440 01 NYAS55G2 240 361 420 02 NTA 855 G3 240 361 03 NIA 85562 240 361 1 2 3 4 5 6 7 8 9401 142 143 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 m NT 855 G2 212 361 HORAS 22 06 2008 Domingo 4 11 06 2008 S bado Figura 6 7 Monitoramento das curvas de carga para UTE de Anaj s em 2008 SANTOS e NASCIMENTO 2010b 118 O acompanhamento di rio da opera o deve levar em considera o as caracter sticas das UDGs instaladas na usina conforme pode ser visto na Figura 6 7 O software desenvolvido apresenta como resultado para o usu rio as melhores configura es de opera o de m quinas para cada hor rio do dia em fun o da demanda a ser atendida visando o consumo espec fico timo assim como o maior fator de utiliza o da UTE Atrav s das an lises nas curvas de cargas das usinas como mostrado no exemplo da Figura 6 7 foi poss vel se alterar o regime de opera o de algumas UDGs pois antes a opera o era feita com rotatividade de m quinas a cada oito hora
89. 9 Como citado anteriormente os valores dos pesos criticidades utilizados na rede neural s o armazenados em um vetor e este fica associado mem ria da rede Quando ocorre o processo de treinamento eles t m seus vetores modificados constantemente e por este motivo costuma se dizer que o conhecimento adquirido pela rede est contido nos pesos Seguindo este racioc nio pode se dizer que o aprendizado se d quando todos estes pesos t m seus valores ajustados para gerar uma sa da pr determinada No intuito de permitir que pequenas varia es na entrada do neur nio possam ser percebidas na sa da ROSEMBLATT 1958 prop s a inser o de uma fun o de ativa o capaz de reproduzir na sa da estas pequenas altera es na entrada amplificando ou atenuando Os sinais que ir o gerar a sa da yk No elemento central da Figura 5 3 encontra se a fun o soma que realiza o somat rio dos resultados de todas as entradas multiplicadas pelas suas respectivas criticidades gerando uma nica sa da expressa conforme a Equa o 5 10 n Ye Y Gi E Fo Cro 5 10 i 1 A fun o de ativa o tem o papel de extrema import ncia no modelo apresentado Ela respons vel por limitar a amplitude do sinal na sa da do neur nio sendo normalmente a sa da da forma apresentada Equa o 5 11 S fr 5 11 Conforme mostrado no esquema da Figura 5 3 durante a abertura da solicita o de manuten
90. Criticidade total ou unit ria de um componente de um sistema de gera o de energia Cr Classifica o inicial de criticidade de um elemento Cro Criticidade equivalente do componente Ceorero Criticidade equivalente do equipamento em fun o do tempo de opera o Ces Criticidade do elemento no sistema Co Condi o inicial padr o de uma unidade geradora Cos q Fator de pot ncia Cy Co Cm Criticidades equivalentes Cs Somat rio das criticidades dos elementos sistema ao qual o componente faz parte Cve Ciclo de vida til do equipamento entre as manuten es no per odo em estudo Co Inspe o de comissionamento de uma unidade geradora C Inspe o peri dica de uma unidade geradora C2 Inspe o intervalar de uma unidade geradora C3p Inspe o parcial de uma unidade geradora C3g Inspe o geral de uma unidade geradora CCC Conta de consumo de combust vel CNTP Condi es normais de temperatura e press o d Desperd cios tempo produto etc D Disponibilidade percentual do equipamento D Coeficiente de disparo fuzzy DEC Dura o equivalente de interrup o por unidade consumidora UC expressa em horas e cent simos de hora xxii DESL C digo de falha atributo decisivo de uma rvore de decis o DIN Dura o de interrup o do sistema por n mero absoluto de ocorr ncias E1 E2 En Ele
91. ER STICAS OPERACIONAIS DA UNIDADE GERADORA Tempo de ao Pot ncia Pot ncia Pot ncia N para Reparo no i Ciclos de opera o Per odo d Efetiva Efetiva da Nominal dido anual aa liberada Avalia o Torm h m s Tora MTTR Per h i KW Na grande maioria das UDGs em condi es normais a pot ncia efetiva liberada igual pot ncia efetiva da UDG por m ap s os testes de comissionamento poss vel reduzir a pot ncia do motor para limites abaixo da pot ncia efetiva a fim de preserv lo Na metodologia Ciclo de Rotinas foi criado um mecanismo de avalia o do consumo espec fico das unidades geradoras a partir do c lculo da criticidade operacional A Tabela 4 7 mostra os resultados do c lculo da criticidade operacional para a UDG 01 da UTE de Anaj s Tabela 4 7 C lculo da criticidade operacional da UDG C LCULO DA CRITICIDADE OPERACIONAL DA UDG Consumo de ERG Consumo de Penso ae i Fator de Criticidade gt Estimado de p Espec fico Espec fico 1 Fator de Combust vel 3 Combust vel Utiliza o Ra do Ro Combust vel Otimo da UDG da UDG ge Utiliza o Otimo Cco C C Otimo Elemento Cespo ESP kWh qkwh Fumo Ds som 0 oz os om oms o E poss vel notar que a UDG em an lise apresenta um consumo espec fico acima da Fur CE faixa de valores recomendados para este tipo de motor que de 0 300 1 kWh O elemento da UDG tem import ncia na opera
92. HAW 2002 enfatiza que em muitos momentos de decis o as informa es encontram se vagas e imprecisas de modo a serem compreendidas unicamente por sua representa o qualitativa A l gica fuzzy trabalha as informa es que se encontram indefinidas traduzindo as express es verbais vagas imprecisas e qualitativas de categoria subjetiva comuns na comunica o humana em valores num ricos Por isso lida diretamente com a incerteza l xica Os aspectos imprecisos no racioc nio l gico utilizado pelos seres humanos s o contemplados pela l gica fuzzy Conforme afirma SHAW e SIMOES 2002 p 16 a l gica fuzzy uma forma de gerenciamento de incertezas atrav s da express o de termos com um grau de certeza num intervalo num rico 0 1 onde a certeza absoluta representada pelo valor 1 Para que a l gica humana seja implementada em solu es de engenharia preciso que se construa um modelo matem tico A l gica fuzzy tem sido desenvolvida como um modelo matem tico que permite a representa o das decis es humanas e processos de avalia o na forma de algoritmo Entretanto h limites ao que a l gica fuzzy pode fazer A fantasia e a criatividade s o exemplos do que a l gica fuzzy n o pode fazer Entretanto a l gica fuzzy pode apresentar solu o para casos n o previstos nas regras mas que tem sido definido para casos ou situa es similares Desse modo a l gica fuzzy diferencia se da probabilidade poi
93. LFAFWSNIINFIOL JA TFNOIDTA I SIFIOL ErEOLL jusuel 800L0 DO COSSeVIN sumindo JEM u zewy E SSLOL Jeusuel jul c96 5 0E COGSeVIN suwung leapa g uazewsy EmA owas E LILOLL SnpulIOO JUS tuubeN L9LLSEDE 9O5S58IN GGGT TT TT OR BIAdO m EpEIUS HOJVITAN JA FNISNI i OLFAVW SNIINFJOJ I0 TENOI9ZU 19L 007 ST 9t 8t S09 6rs 6IL SIFIOL BGLOLL W S Jousuel Jul S EE equysoj elas USZEWIy equso SnpulNOS N 20594 EL 5L 00 9NU snpuiwog Jul eqluysoL 194 0071 oorr T96 TILL OGEI ESET SSSI SIFIOL ISVOL 0661 JE590J00 po0INV edog GCeSLIOE cOSSOVIN suwung EMA ZYLOLL Snpuwog E 98 82E0E ZOSSEVIN suwung ENVIA B8L0 00 6LVA d390 snpuwog 49 9958 IN suwung ESA 00E LLLEO m ELOLO 9Y9 E99G8V1N _ Suwwng 666 TU ST OBSEIAdO w EpEIU 9410F TIVE JA FNISA OLYUFIW SNIINVJOI AQ TYNOIDTY dE Ed t099 OP INDO S80 SSSI YIH jeqluso 96LE0 4 XIV EIgS N EGZGLEOE ZOGG8IN _ SuwwNg leapaA u zewsy i 560 00 Bam Esp dado snpuiwo9 OZ0LO HY9 cOGSeVIN sutuund Eya uazewsy i ceoeooe Bam NS Jus ipwsue
94. NG C G amp LOU X 2007 Thermoeconomic Diagnosis of a Coal Fired Power Plant Energy Conversion amp Management ZURADA J M 1992 Introduction to Artificial Neural Systems West Publishing Company AP NDICES 137 Ap ndice A Usinas Termel tricas com Motores Diesel Ser o mostradas neste ap ndice as descri es dos componentes dos motores diesel um breve resumo do princ pio de funcionamento a sistematiza o e uma discuss o a respeito das pot ncias das unidades geradoras de usinas termel tricas Os motores diesel s o m quinas t rmicas alternativas de combust o interna destinadas ao suprimento de energia mec nica ou for a motriz de acionamento As usinas termel tricas que utilizam como elemento acionador os motores de combust o interna usam combust veis f sseis para a gera o de eletricidade podendo ser estes o leo combust vel AOC PGE BPF etc o leo diesel ou ainda o g s natural ou mais recentemente uma mistura de diesel e de biodiesel comumente chamado de biodiesel BX onde o X se refere ao percentual de biodiesel misturado no leo diesel que atualmente tem uma propor o de 5 de biodiesel para 95 de diesel ANP 2011 Nas UTESs independentemente de operar em sistema isolado ou interligado e em servi o p blico ou como produtores independentes de energia PIE necess rio se controlar e reduzir os custos da gera o de eletricidade tornando as usinas mais eficiente
95. NICIOI Conj Exemplosvi Atributo Meta Lista Atributos Ap FIMSE FIMPARA FIMINICIO2 FIMSE Figura F 1 Algoritimo para constru o da rvore de decis o MITCHELL T 1997 A ideia b sica do algoritmo a Escolher um atributo b Estender a rvore adicionando um ramo para cada valor do atributo c Passar os exemplos para as folhas tendo em conta o valor do atributo escolhido d Para cada n folha se todos os exemplos s o da mesma classe associar esta classe ao n folha caso contr rio repetir os passos a b e c Ap ndice G Desenvolvimento de Planos de Manuten o Neste Ap ndice ser o descritas as caracter sticas do programa ou plano de manuten o de unidades geradoras em fun o do tempo criado pela metodologia Ciclo de Rotinas o qual visava padroniza o das atividades de manuten o A manuten o de unidades geradoras com motores diesel feita baseada no tempo de opera o desta forma foi padronizado conforme o porte da UDG periodicidades para a realiza o dos servi os A Tabela G 1 mostra o plano de manuten o de unidades geradora para termel tricas a diesel em fun o do tempo Tabela G 1 Exemplo de plano de manuten o de unidades geradoras em fun o do porte PLANO DE MANUTEN O DE UNIDADES GERADORAS A DIESEL UDG c1 c2 65 C3g Pequeno Porte 500 3 000 6 000 12 000 500 2 000 10 000 20 000 500 3 000 12 000 24 000 As inspe es foram classificadas c
96. OM MOTORES DIESEL UTE C digo Descri o Identifica o na Usina UDG 02 003 Grupo Gerador GG 03 004 Grupo Gerador GG 04 005 Grupo Gerador GG 05 Grupo Gerador GG 06 Grupo Gerador GG 07 Grupo Gerador GG 08 Grupo Gerador GG 09 Grupo Gerador GG 10 Grupo Gerador GG 11 Grupo Gerador GG 12 Grupo Gerador GG 13 Grupo Gerador GG 14 163 No Estado do Par em m dias as usinas do sistema isolado t m at quatorze grupos geradores no m ximo por m nas usinas do sistema interligado esse n mero aumenta significativamente podendo chegar a mais de cem UDGs como o caso das UTEs Goi nia II Goi s e Mau VI Manaus que foram visitadas durante o desenvolvimento desta tese Seguindo as caracter sticas da codifica o KKS poder o ser cadastradas todas as unidades geradoras de uma usina na base de conhecimento do programa Um grupo gerador tamb m subdividido em alguns sistemas e subsistemas e os subsistemas s o constitu dos por in meros componentes com seus respectivos elementos Cada um dos elementos que comp e um grupo gerador tamb m recebeu uma codifica o de forma que eles possam ser identificados quando uma anomalia fosse originada a partir dos de falhas na opera o dos mesmos A Figura Cl mostra um exemplo da codifica o operacional simplificada utilizada nas unidades geradoras Esta codifica o facilita a localiza o r pida das UDGs nas suas respectivas bases
97. OS DE FALHAS NO GRUPO GERADOR C dido do Componente oq 0l oq 01 Motor Sistema de For a Bloco do motor A ES A SEREM TOMADAS Veificar se houve dano ou furo no bloco do motor caso haja entrar em contato com a coordena o da equipe de manuten o da gera o e solicitar a troca do motor Houve danos nos mancais fixos do bloco do motor caso haja entrar em contato com a coordena o da manuten o a gera o e solicitar a troca do motor OBSERVA ES SOBRE O SISTEMA DE GERA O Deve ser aberta ordem de servi o Figura 3 11 Janela de relat rio do software Ciclo de Rotinas Outro aspecto que deve ser considerado que o software dever manter na sua base de conhecimento todas as a es adotas pelos respons veis pela manuten o com a finalidade de utiliz las de forma an loga em outros sistemas de gera o quando ocorrerem fatos semelhantes Dentro da filosofia da metodologia Ciclo de Rotinas al m do monitoramento das ocorr ncias do sistema de gera o s o gerenciadas tamb m o tempo para a tomada das a es de manuten o como por exemplo a programa o e o atendimento da ocorr ncias por parte dos envolvidos com a manuten o e o controle das condi es operacionais Isto devido ao fato de que nesta metodologia existem tamb m indicadores de criticidade humana a serem avaliadas 45 Cap tulo 4 CODIFICA O AN LISE DE OCORR NCIAS E INDICADORES USADOS EM U
98. R 2004 Gera o Termel trica Planejamento Projeto e Opera o Volume I e II Editora Interci ncia ISBN 85 7193 105 4 1265 p 134 MAMDANI E H and ASSILIAN S 1975 An experiment in Linguistic synthesis with a Fuzzy Logic Controller IFE trans Internat J Man Machine Studies V 7 N 1 p 1 13 McKAY Ian HILBBERT James MILNE Robert amp NICOL Charles 1998 TIGER Intelligent Continuous Monitoring of Gas Turbines POWER GEN 98 MARTINELLI Jr L C 1998 Motores de Combust o Interna Parte I Cadernos Uniju S rie Tecnologia Mec nica N 10 MAY P R 1999 A Implanta o de Modelos de Gest o em uma Empresa P blica O Modelo de Gest o Participativa e o Modelo de Controle a Qualidade Total nas Centrais El tricas de Santa Catarina CELESC Disserta o de Mestrado Departamento de Engenharia de Produ o da UFSC Florian polis SC 137 p MENDEL J 1995 Fuzzy Logic Systems for Engineering A Tutorial IEEE MITCHELL T 1997 Machine Learning New York McGraw Hill MOHAMMAD R NADERI E KHORASANI K HASHTUDI ZAD S 2010 Fault Diagnosis of Gas Turbine Engines by Using Dynamic Neural Networks Proceedings of ASME Turbo Expo 2010 Power for Land Sea and Air Glasgow UK NEELAKANTAN Ramesh DOMANSKI Pawel D amp SWIRSKI Konrad 1998 Hybrid Neural Network Model Based Control ofa Coal Fired Boiler POWER GEN 98 NEPOMUCENO L
99. Roberto Carrocci Prof Dr Jos Alexandre Matelli UNESP Guara UNESP Guara Prof Dr Eben Ezer Prates da Silveira Prof Dr Rog rio Jos da Silva UNIFEI UNIFEI Prof Dr Christian Jeremi Rodriguez Coronado UNIFEI Prof Dr Marco Ant nio Rosa do Nascimento Presidente UNIFEI Prof Dr Edmilson Otoni Corr a Moderador da Banca UNIFEI Dedicat ria Ao meu pai Domingos Moacir dos Santos in mem riam minha m e Ana Gl ria Cruz dos Santos para minha esposa Maria de F tima Concei o dos Santos e para os meus filhos Ewerton Felipe Ewerson F bio e Ewelin Mayara Santos dos Santos vi Agradecimentos A Deus Aos meus pais Domingos Moacir 7 e Ana Gl ria Cruz dos Santos que sempre me incentivaram na forma o e no desenvolvimento cultural pessoal e intelectual A toda a minha fam lia que sempre me apoiou e encorajou a seguir esta carreira Ao meu orientador Prof Dr Marco Ant nio Rosa do Nascimento pela compet ncia na orienta o dedica o paci ncia e amizade Aos membros do Grupo de Estudos em Tecnologia de Convers o de Energia GETEC Em especial ao amigo Prof Luiz Fernando Valad o Fl res pelo permanente incentivo colabora o amizade momentos de lazer e inesquec vel conv vio profissional Ao Instituto de Engenharia Mec nica da UNIFEI representado pelos seus dedicados Professores e Funcion rios pela oportunidade que me concedeu na realiza o deste trabalho e aos amigos dess
100. Rotinas Com o preenchimento das informa es contidas na janela da Figura 3 9 s o criadas as condi es para a determina o das criticidades equivalente e no tempo e para a realiza o das an lises de custo do sistema de gera o envolvendo inclusive as caracter sticas do estoque de materiais Um exemplo pr tico do cadastro de usinas termel tricas pode ser visto na Figura 3 10 que mostra a janela personalizada do cadastro usinas aplicada a UTE de Anaj s Nesta janela poss vel se avaliar as a es adotadas para cada tipo de anomalia que venha a ocorrer no sistema de gera o Estas a es re nem as informa es da experi ncia das pessoas envolvidas na manuten o da UTE com as informa es existentes nos cat logos dos fabricantes para a solu o das falhas ou ocorr ncias nas usinas 4 Cadastro de Usinas USINA TERMEL TRICA A DIESEL DE ANAJ S E Esta usina termel trica a diesel est localizada na regi o central da Ilha de Maraj tem uma pot ncia instalada de 960 kW e possui atualmente 04 grupos geradores Clique nos bot es para ver as caracte sticas de falhas dos grupos geradores desta usina K A es Condi es Relat rio de Resumo Figura 3 10 Exemplo da janela de cadastro de usinas do software Ciclo de Rotinas personalizada para a UTE de Anaj s Os resultados dos testes de comissionamento realizado nas unidades geradoras da usina em estudo podem ser consultados atrav s
101. Sistema de Exaust o de Ar Sistema de Admiss o G ET E C de Ar Grupo de Estudos em Tecnologias Turbocompressor prio Biti Coletor de de Convers o de Energia Admiss o sistema de Regula o Sistema de Coletor de Scape de Velocidade Alimenta o de Escape Combustivel g iltro d o de 4 bag ea Combystivel qua J Alternador Gerador f z am El trico j f Bloco j Ke N Quadro de Comandos l s P Cabe ote Sistema de For a y ae Sistema de Arefecimento F Sistema de E Lubrifica o a 4 E A Sistema de Transforma o 1 Damper Y Sistema de Prote o Pist o Sistema de Partida ou j Biela El trico F Carter t rvore de Cames Arvore de Manivelas Comando de v lvulas Camisa Causas dos Gr fico de K 2007 2008 Desligamentos Acompanhamento Figura 3 7 Janela de sistematiza o do software Ciclo de Rotinas aplicado nas UDGs Todas as informa es da base de conhecimento do software Ciclo de Rotinas s o armazenadas e gerenciadas por um sistema de banco de dados MySQL e por um gerenciador de banco de dados o PhpMyAdmin que gerencia o MySQL atrav s de um pacote de aplicativos do programa xampp O xampp um servidor independente de plataformas e faz parte do pacote de instala o do Ciclo de Rotinas de forma que exista somente um banco de dados para cada sistema de gera o 3 5 3 Cadastro de Elementos no Ciclo de Rotinas O cadastro de
102. TES O presente cap tulo visa descrever as caracter sticas da ado o da codifica o KKS para os componentes que comp e as UDGs seguida da an lise de ocorr ncias nos sistemas de gera o dos indicadores usados nas UTEs com motores diesel finalizado pela descri o da metodologia para detec o dos componentes e elementos cr ticos das UDGs 4 1 Codifica o KKS Antes de iniciar a descri o dos indicadores utilizados e propostos na metodologia torna se necess rio descrever alguns itens importantes para o desenvolvimento do Ciclo de Rotinas na manuten o de usinas com motores diesel Como o caso do uso da codifica o KKS que utilizada para classificar e sistematizar todos os componentes e eventos que venham a ocorrer em uma UDG como por exemplo os elementos dos sistemas as falhas as ocorr ncias de desligamento etc em uma UTESs O KKS do alem o Kraftwerk KennzeichnenSystem Sistema de Etiquetagem ou Rotulagem de Usinas Termel tricas um sistema de classifica o padronizado para os equipamentos das UTEs empregado largamente na ind stria e empresas que trabalham com 46 equipamentos para a gera o de energia el trica em todo mundo como o caso das empresas Siemens e Alstom e Brasil utilizada em empresas como a Petrobr s De acordo com a WEI C et al 2010 o sistema de codifica o KKS dividido em 1 Manual KKS contendo v rias defini es espec ficas e orienta es
103. TOS e NASCIMENTO 2009 114 Na Tabela 6 7 foi realizada uma compara o adotando se os valores atuais unit rios em 2007 de cada elemento consum vel sendo que foi considerada uma opera o m dia de 08 00 horas di rias para os motores de pequeno porte de 12 00 horas para os de m dio porte e 16 00 horas para os de grande porte Para a avalia o e controle da quantidade de filtros a serem utilizados nas usinas em um determinado per odo foi desenvolvida Equa o 6 1 que representa a quantidade necess ria de filtros por UDG RMDO Ny T OM i E T onde Tp a quantidade de filtros necess rias no per odo em estudo RMDO o registro m dio di rio de opera o Nm o n mero de m quinas em estudo Tc o tempo de consumo dos filtros Pr a periodicidade de troca e Nrm n mero de filtros utilizados nos motores Assim sendo foi poss vel acompanhar a utiliza o e controlar os estoques de elementos consum veis nas usinas Dentro da mesma linha de trabalho foram padronizadas as listagens b sicas para as revis es gerais e parciais dos grupos geradores Esta atividade apresentou redu o significativa dos custos m dios de manuten o das UDGs no per odo de antes do levantamento dos dados em 2002 para o per odo de utiliza o da metodologia em 2009 conforme mostrado na Tabela 6 8 que mostra o custo m dio da manuten o nas UDGs Tabela 6 8 Custo m dio da manuten o das UDGs CUSTO M
104. Tabela 3 1 Tarefas e atividades da metodologia ciclo de rotinas sesseeessseesssessessessseeesseee 33 Tabela 4 1 Codifica o KKS concra n a e E LORD DATE a ES 48 Tabela 4 2 Forma o do c digo de identifica o de elementos 49 Tabela 4 3 Desligamentos na UTE de Anaj s em 2008 por unidades geradoras 57 Tabela 4 4 Caracter sticas das UDG na base de conhecimento do ciclo de rotinas 58 Tabela 4 5 Par metros operacionais da UDG 01 da UTE de Anaj s soeesseeesseeeseessereseseesee 58 Tabela 4 6 Caracter sticas operacionais da unidade geradora sessessseeeesseessressessereseresseee 59 Tabela 4 7 C lculo da criticidade operacional da UDG rena 59 Tabela 4 8 C lculo da criticidade dos equipamentos em rela o ao tempo de opera o 60 Tabela 4 9 C lculo da criticidade dos elementos no sistema de gera o tt 60 Tabela 4 10 Identifica o do c digo do elemento respons vel pelo desligamento 61 Tabela 4 11 A es administrativas a serem realizadas pelos operadores das usinas 61 Tabela 4 12 A es operacionais a serem realizadas essanatpasemgprtasmasiegtsigasiaaaipas ing iria agiegd s 62 Tabela 5 1 Classifica o dos elementos cr ticos dos sistemas sessesssessessresssrssersseressersssees 15 Tabela 5 2 Causas dos desligamentos nas usinas no estado do Par em 2008
105. UDG est o listados os subsistemas que foram registrados como os respons veis pelos desligamentos e a quantidade de desligamentos ocorrida em cada unidade geradora da usina Tabela 4 3 Desligamentos na UTE de Anaj s em 2008 por unidades geradoras DESLIGAMENTOS OCORRIDOS NA UTE DE ANAJ S EM 2008 Sistema de Sistema Painel e Alimenta o Sistema de Quadro de Indisponibilidade Opera o Prote o Comandos de Combust vel de Gera o Sincronismo Analisando a Tabela 4 3 percebe se que o GG 01 da usina apresenta maior n mero de desligamentos nos seus subsistemas Na Tabela 4 4 est o mostradas as caracter sticas dos componentes do grupo gerador 01 da UTE de Anaj s 58 Tabela 4 4 Caracter sticas das UDG na base de conhecimento do ciclo de rotinas CARACTER STICAS DAS UDGS NA BASE DE CONHECIMENTO DO CICLO DE ROTINAS Localidade E C digo da i PRpnCanisido Cummins Pot ncia do Motor 535 onenn de l Motor Combust vel NTA 855 Consumo de A a Ea Combust vel timo Pot ncia Efetiva N de Serie 33455625 kW Fator de Utiliza o 0 800 Liberada Horas de Horas de Opera o Fator de Utiliza o Opera o 5 Ap s da Revis o 1a timo 0833 Fabricante do Aaa Ne 2562 ca 0 3300 kWh Gerador Espec fico Fado Horas de Opera o 12500 Horas Atuais 12508 Opera o Ap s da Revis o Fabricante do Valor Cr tico do QCM Commindus N de Serie Eaiipamento Fabri
106. X 1989 T cnicas de Manuten o Preditiva Volumes 1 e 2 Editora Blucher S o Paulo RISING B amp CUSACK D 1999 Advanced Optical Diagnostics for Gas Turbine POWER GEN 99 ROSENBLATT Frank 1958 The Perceptron A Probabilistic Model for Information Storage and Organization in the Brain Laborat rio Aeron utico de Cornell Psychological Review Vol 65 N 6 pp 386 408 SANTOS E C 2004 Curso de Opera o e Manuten o de Unidades Geradoras Departamento de Manuten o da Gera o Engenharia da Manuten o da Gera o DEMAG Engenharia Centrais El tricas do Par S A CELPA Bel m PA 122 p SANTOS E C NASCIMENTO M A R 2009 Method of Determination of Critical Components of Power Generation Systems Proceedings of COBEM 2009 20th International Congress of Mechanical Engineering Gramado RS Brazil SANTOS E C NASCIMENTO M A R 20104 Ciclo de Rotinas para Melhoria de Sistemas e Processos de Gera o de Energia El trica Aplicado na Regi o Norte do Brasil CONEM 2010 VI Congresso Nacional de Engenharia Mec nica Campina Grande Para ba PB Brasil 135 SANTOS E C NASCIMENTO M A R 2010b An lise de Criticidades e Falhas nos Componentes dos Sistemas de Gera o de Energia El trica CONEM 2010 VI Congresso Nacional de Engenharia Mec nica Campina Grande Para ba PB Brasil SECCHI J L amp BRIFF D 2005 S
107. a 4 12 que mostra algumas a es operacionais a serem realizadas no sistema de gera o Tabela 4 12 A es operacionais a serem realizadas A ES OPERACIONAIS A SEREM REALIZADAS NO SISTEMA DE GERA O A es Operacionais Indisponibilizar a unidade geradora para realiza o das inspe es e da manuten o Registrar o fato no livro de ocorr ncias da usina e no mapa de opera o da UTE Caso a anomalia n o possa ser resolvida na UTE abrir o barramento da UDG bloquear o disjuntor do quadro de comandos e pendurar avisos de equipamento indispon vel Comunicar o fato aos respons veis pela manuten o dos equipamentos da usina Abrir uma ordem de servi o Todo o equacionamento descrito no item 4 3 3 assim como a descri o dos componentes cr ticos pode ser encontrado nos dados mostrados na Figura 4 3 que mostra a janela do software Ciclo de Rotinas onde poss vel realizar a determina o dos componentes cr ticos da usina j Calculo da Criticidade dos equipamentos E S E Ss pt Informa es da Usina Defini o de Ocorr ncias Resultados Localidade Usina Anaj s C digo da Localidade 01 Fabricante do Motor Cummins N de Serie 33455625 Modelo NTA 855 G3 Pot ncia do Motor hp 535 Base da UDG 01 Pot ncia Efetiva kw 200 Horas de Opera o 8 Horas de Opera o Ap s da Revis o h 12500 N de Serie 2562 Fabricante do Gerador Negrini Pot ncia Nominal kw
108. a acelera o tal como requerida em caso de aplica o s bita de plena carga el trica e Pot ncia Efetiva Cont nua Limitada a maior pot ncia efetiva garantida pelo fabricante que ser fornecida sob regime de velocidade angular especificado conforme sua aplica o continuamente durante um tempo limitado ou intermitentemente sob a indica o do fabricante sem sofrer desgaste anormal e perda de pot ncia A ajustagem dessa pot ncia n o permite uma sobrecarga na opera o SAE a Sociedade Americana de Engenharia Automotiva Americam Society of Automotive Engineering ABNT a sigla da Associa o Brasileira de Normas T cnicas 7 As condi es padr o para as normas DIN e ABNT tomam como padr o as condi es atmosf ricas de press o barom trica de 760 mmHg equivalente a uma altitude de cerca de 270 metros acima do n vel do mar temperatura ambiente de 20 C e umidade relativa do ar de 60 8 API a sigla para o Instituto Americano do Petr leo American Petroleum Institute ASTM a Associa o Americana para Testes e Materiais American Society for Testing and Materials 145 e Pot ncia Nominal P a faixa de pot ncia para a qual a UDG foi testada comissionada pelo fabricante do motor dentro das CNTP sem que haja desgaste anormal e ou perda de pot ncia importante ressaltar que a P de uma UDG obtida na bancada de teste e que a mesma dever ser ajustada para as condi es do
109. a comunica o dos fatos o que facilitar os diagn sticos 17 das falhas que possam vir a ocorrer nos sistemas de gera o A execu o ou o desenvolvimento do referido programa plano de manuten o das usinas termel tricas deve ter seu xito dependente do sistema de controle e de acompanhamento das anomalias que ocorrerem com o sistema de gera o Muitas empresas adquirem sistemas de controle de ocorr ncias e de manuten o existentes no mercado como por exemplo o Sistema Integrado de Manuten o SIM o M ximo o Sigma entre outros Existem empresas que desenvolvem seus sistemas de programa de manuten o de forma personalizada ou contratam consultorias para a ger ncia dos mesmos Em uma usina termel trica com motores diesel s o considerados como elementos consum veis todos os produtos necess rios para o funcionamento das UDGs como por exemplo filtros gua lubrificante ar combust vel leos lubrificante e combust vel fluidos para radiador correias etc 17 Nesta tese entende se que um diagn stico aquilo que pertence ou que se refere diagnose Este termo por sua vez refere se a o e ao efeito de diagnosticar recolher e analisar dados para avaliar problemas de diversa natureza Um diagn stico pode apresentar ainda os seguintes significados 1 Conhecimento efetivo ou em confirma o sobre algo ao momento do seu exame 2 Descri o minuciosa de algo feita pelo examinador classificador
110. a de produ o e Tsc o n mero total de sa das certas FIGUEIREDO M 1996 A Equa o D 3 mostra a compara o com um padr o ou par metros escolhidos em rela o ao desejado e fornece a efic cia do sistema ou processo I OBTIDO a E Es D 3 I DESEJADO onde y a efic cia do processo ou sistema Iopripo o ndice obtido para o processo e IbEsEJADO O ndice desejado ou o m ximo poss vel para o processo Um exemplo desse tipo de indicador consumo espec fico das unidades geradoras que pode ser individual de uma unidade ou global da usina ELETROBR S 2005 170 b Indicadores de Produtividade efici ncia De acordo com FIGUEIREDO M 1996 s o encontrados dentro dos processos e tratam da utiliza o dos recursos para a gera o de produtos e servi os Servem para identificar e prevenir problemas nos processos estando ligados intimamente aos indicadores de qualidade As Equa es D 4 mostram as formas de c lculos dos indicadores de produtividade y T 5 ou Ip p Rup 5 D 4 Ryp Tp onde Ip o indicador de produtividade Tp o Total produzido e Rup s o os recursos utilizados ou dispon veis A Equa o D 5 mostra a compara o do resultado com o padr o escolhido e fornece a efici ncia do sistema ou do processo produtivo I OBTIDO RR D 5 PREVISTO onde y a efici ncia do processo e Iprevisto O ndice previsto inicialmente para o processo Um exemplo
111. a no sinal de sa da 177 Ap ndice F Algoritmo da rvore de Decis o Este ap ndice mostra as caracter sticas do algoritmo utilizado para a programa o da rvore de decis o utilizado na metodologia Ciclo de Rotinas visando montagem da rvore de decis o a partir dos tipos de ocorr ncia dos sistemas de gera o De acordo com MITCHELL T 1997 para a montagem de uma rvore decis o utiliza se o algoritmo mostrado na Figura F 1 Conj Exemplos representa o conjunto de treinamento Atributo Meta o atributo a ser predito pela rvore Lista Atributos representa a lista dos outros atributos a serem testados INICIO1 Conj Exemplos Atributo Meta Lista Atributos Selecionar o melhor atributo para o n raiz da rvore de acordo com fun o de avalia o SE todos os exemplos em Conj Exemplos s o de uma nica classe ENT O Retornar um nico n com valor da classe CASOCONTR RIO SE Lista Atributos q ENT O Retornar um nico n com o valor de Atributo Meta mais frequente em Conj Exemplos CASOCONTR RIO INICIO2Z A lt o atributo de Lista Atributos que melhor classifica Conj Exemplos PARA cada valor vi poss vel de A Adicionar uma nova ramifica o A vi Criar o subconjunto Conj Exemplosvi contendo os exemplos de Conj Exemplos que satisfazem o teste A vi SE Conj Exemplosvi q ENT O Criar uma ramifica o subordinada ao novo n com o valor de Atributo Meta mais frequente CASOCONTRARIO I
112. acro processos e processos e das partes interessadas clientes servidores sociedade fornecedores etc Dessa forma identificam se os indicadores estrat gicos e os operacionais conforme o n vel de gest o analisado Os indicadores das partes interessadas poder o estar inseridos na rea estrat gica ou operacional 169 H necessidade de se manter um alinhamento e integra o entre os indicadores estrat gicos e operacionais D 6 Exemplos de indicadores utilizados na metodologia a Indicadores de Qualidade efic cia De acordo com o ENAP 2003 os indicadores de efic cia tamb m s o conhecidos como indicadores da satisfa o dos clientes usu rios Medem como o produto servi o visto pelo cliente e a capacidade do processo em atender aos requisitos e necessidade dos mesmos Estes ndices podem ser aplicados para a organiza o como um todo para um processo e ou para uma rea espec fica Devem ser baseados em pesquisas de opini o e n o em achismo Podem ser de dois tipos indicadores de n o qualidade Ing Equa o D 1 e indicadores de qualidade To mostrado na Equa o D 2 S T Formula dos indicadores de n o qualidade Iy ra 100 D 1 T F rmula dos indicadores de qualidade 7 E 100 D 2 S onde Tp o total de defici ncias no processo s o os erros d s o os desperd cios tempo produto etc Ts o total de sa das de produtos e servi os da linh
113. ade e efetividade para a gera o de energia partindo de uma rela o que usa com elementos os indicadores utilizados na distribui o e transmiss o de energia As empresas geradoras de energia podem ser monitoradas atrav s de ndices de controle chamados de dura o e frequ ncia de interrup o do sistema em n meros absolutos de ocorr ncias DIN e FIN respectivamente pr prios para a gera o de energia os quais podem ser calculados pelas Equa es 4 18 e 4 19 SANTOS e NASCIMENTO 1999 DIN DEC NC psp 4 18 FIN FEC N C psp 4 19 Esses dois ndices buscar o avaliar a continuidade e a frequ ncia de interrup o dos sistemas das UTEs podendo ser com turbinas a g s a vapor ou com motores diesel 4 4 Indicadores Econ micos de Manuten o A an lise de custo dependente da exist ncia de uma base de dados que relaciona custos a alguns eventos indesej veis de falha associado com o equipamento da usina termoel trica por exemplo com motores diesel O total dos custos operacionais de uma usina termel trica pode ser calculado pela soma destes custos atrav s da Equa o 4 20 Custo da Gera o de Pot ncia Custos Fixos Custos Vari veis Custos 4 20 Administrativos Os custos fixos de opera o e manuten o O amp M est o relacionados opera o da usina de pot ncia independentemente da quantidade de energia gerada Estes custos incluem sal rios dos operadores da planta
114. ado o n inicial da rvore o pr ximo passo definir a primeira ramifica o que a rvore vai sofrer Para isso devem se selecionar os diferentes valores poss veis para o atributo considerado como no inicial da rvore conforme Tabela 5 3 o atributo As possui 02 valores distintos SIM N O e para cada um desses valores deve se criar uma ramifica o O passo seguinte saber qual o pr ximo n a ser gerado para cada uma das novas ramifica es existentes Para isto deve se agora considerar cada subconjunto gerado pelo valor dos atributos do n raiz conforme as Tabela 5 5 e Tabela 5 6 83 Tabela 5 5 Subconjuntos gerados pelo n A4 com valor SIM CO CAUSASDOSDESLIGAMENTOS O As A4 As As A7 Ag Ao A10 Quantidade DESL N O sim sim sim N o sim N o nao sim 6 ros N O Tabela 5 6 Subconjuntos gerados pelo n A4 com valor N O CAUSAS DOS DESLIGAMENTOS Ay A3 As Quantidade N O o o sm n o n o o o fio 1 fre N O N O N O N O N O SIM N O N O N O N O N O N O N O Si N O N O n o N o n o Fam N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O N O sim N o N o n aa N O Para a ramifica o que ainda n o esteja perfeitamente classificada deve se determinar qual o pr ximo atributo que deve ser conectado ramifica o Efetuando os mesmos c lculos sobre a cole o de dados represen
115. ador sendo que o mesmo foi organizado por regionais de distribui o de energia utilizadas pela concession ria do estado que s o regional metropolitana uma usina regional Tocantins Maraj cinco usinas regional Marab seis usinas Regional Castanhal uma usina e regional Santar m duas usinas A Tabela 6 1 mostra a Ficha T cnica das Unidades Geradoras Quadro de Comandos Subesta o e rea de Tancagem das Usinas Diesel tricas para a regional Tocantins Maraj no ano de 2008 Na Tabela 6 1 constam todas as informa es cadastradas na base de conhecimento do software Ciclo de Rotinas cujo cadastro feito atrav s da janela mostrada na Figura 3 5 ou seja as informa es mostradas na Tabela 6 1 o resultado do desenvolvimento do invent rio em todas as UDGs do Estado do Par 103 I JoperB odw3 op pepu3azw e asasasd as ap wy e sopesa3 op peunuou enuazod e anb souaw 9 p e 01 anua eanaza enuazod ep ogdeuea E ogdesan gjyd ojad sopezope ogg MA MA VAN vimi ed or vuaIdo OO ESTT IOL eapara 00pOPT oL 00 500 oL Bn WI SINOQFNI epuajod ruuoy epu3jod TENHO rpupod SOdAN9 IA TFIOL Jeay A u zewy SPLOLL I9 deusg snpuiwog JUS LLZ equuysoj 6roZEEDE COSSeVIN sumuund Jeap A Uazeuy vrEOLL ARMED BIqSaW LB6LJ0GL equysoj terLEEDE COSSeVIN sumindo EMA owas bes0E l snpuiwuog 4u1 S 800 eqgiysoL S0 9LLOE OSSeVIN Suwung 00 SO TT WSF I NFAY OQ ZE FINFS 10 FNISA O
116. al 1998 publicaram no encontro POWER GEN um trabalho onde foram mostrados m todos de diagn sticos t rmicos de equipamentos de gera o de energia Neste trabalho foram utilizadas redes neurais aplicadas em modelos 7 computacionais para a realiza o de diagn sticos t rmicos de sistemas de p s de turbinas a vapor e diagn sticos t rmicos de trocadores de calor de recupera o Em trabalho publicado por McKAY et al 1998 lan ou um aplicativo chamado de TIGER M desenvolvido pelas empresas Kvaerner Energy Limited KEL e Intelligent Applications Ltd IA que um software que realiza monitoramento e diagn sticos de turbinas a g s utilizando v rias ferramentas de intelig ncia artificial Este programa foi aplicado em algumas plantas termel tricas na Europa Outro trabalho que utilizou a mesma linha de a o foi o desenvolvimento de um controlador chamado de ASPEM TARGET publicado por NEELAKANTAN et al 1998 desenvolvido pela empresa ASPEN Technology que utilizou redes neurais h bridas para otimizar o controle dos queimadores de uma caldeira que foi controlada por um aplicativo montado em diagrama de blocos chamado de TARGET Em 1999 foi publicado por L PES et al 1999 o desenvolvimento de um aplicativo para a realiza o de diagn sticos de componentes de ciclos t rmicos ou seja Diagnosis of Thermal Cycle Components DIACOM este programa utiliza l gica Fuzzy e a rvore de decis o para identific
117. al otimizar a efici ncia repotenciar unidades geradoras reduzir os custos de manuten o aumentar o tempo entre as revis es das unidades geradoras Nesta vers o o AMODIS foi implementado para realizar monitoramento e diagn stico de componentes das usinas termel tricas a g s e a vapor tais como caldeira e queimadores no que se referem ao desempenho dos componentes an lises din micas de vibra o an lise do desempenho do ciclo a vapor condi es de fadiga de materiais e an lises qu micas ZHANG et al 2007 publicou outra an lise de uma termel trica a vapor onde foi utilizado um sistema de diagn stico de falhas nos componentes de uma usina partindo da an lise das condi es e da qualidade do combust vel utilizado na caldeira Neste trabalho tamb m foi utilizada a teoria estrutural de VALERO et al 1993 e o m todo de avalia o de mau funcionamento dos componentes de uma usina desenvolvido pela ALSTOM Power Plant Laboratories LIPOWSKY et al 2008 apresentou uma metodologia de an lise de diagn sticos e falhas em usinas termel tricas a g s onde desenvolvido um modelo termodin mico para se 11 gerar uma matriz de coeficientes de Influ ncia ICM Este m todo utiliza l gica Fuzzy para c lculo da probabilidade de ocorr ncia de faltas e de desvio m dios dos par metros de desempenho nos conjuntos geradores de forma que se possa obter uma base de dados para os diagn sticos de unidades geradoras Ou
118. alias atrav s de gr ficos e tabelas desenvolvidas no pr prio software 109 Al m dos desligamentos das usinas da concession ria foram centrados esfor os na organiza o no monitoramento na padroniza o de documentos normas e procedimentos al m da realiza o de treinamentos e de reciclagem dos operadores e principalmente na redu o de custos operacionais e de manuten o visando uma redu o de at 3 por ano 6 2 3 Sistematiza o e ou classifica o Com o invent rio das caracter sticas gerais das usinas foram codificados e cadastrados no software Ciclo de Rotinas todos os sistemas dos elementos das UTESs com seus subsistemas perif ricos e acess rios sendo que a divis o obedeceu seguinte ordem dos subsistemas e Subsistema dos equipamentos auxiliares e gerais e Subsistema de for a do motor e Subsistema do gerador alternador el trico e Subsistema do quadro de comandos e Subsistemas da subesta o da usina transforma o e Subsistemas de estruturas civis e e Subsistemas de seguran a Houve a necessidade de sistematizar os planos de manuten o das UDGs definindo a realiza o da manuten o por classifica o do equipamento pelo porte por horas de opera o e por grupamento de m quinas de mesmo fabricante conforme mostrado nos Ap ndice A e C A t cnica adotada para a codifica o operacional dos elementos dos subsistemas de gera o foi os c digos KKS desenvolvida d
119. am a s rie e os riscos contribuintes Uma vez obtida a s rie cada risco analisado em termos das poss veis inibi es que podem ser aplicadas a cada caso ou seja em um processo ou sistema produtivo s o avaliadas as participa es dos equipamentos da opera o e dos operadores nas falhas A Figura B l mostra um exemplo de um modelo esquem tico operacional para gerenciamento dos riscos Este modelo tem seu in cio e Na identifica o dos riscos s o utilizados question rios como os utilizados nas t cnicas de An lise Preliminar de Risco APR checklist etc para desenvolv los a Pode se utilizar a ferramenta de entrevista com os funcion rios envolvidos com o processo produtivo a fim de detectar as necessidades intr nsecas do processo produtivo e de receber contribui es sobre as poss veis solu es de problemas b Se poss vel realizar o planejamento das a es desenvolver os planos de a o planos de conting ncia medidas mitigadoras e o perfil do risco ou desvios das metas e objetivos dos subsistemas da organiza o O uso da t cnica de brainstorm tempestade de ideias deve expor um conjunto necessidades a serem estudas pelas equipes de implanta o do Ciclo de Rotinas 148 e Na fase de monitoramento s o desenvolvidos os conceitos de identificador do risco de cada subsistema e do agente respons vel pelo risco sendo nesta fase avaliados os hist ricos de riscos e as causas dos poss veis desv
120. amentos dos materiais e de outros elementos nas reas de atua o da empresa 153 e Identificar os participantes funcion rios e classificar as equipes de manuten o existentes na empresa por exemplo equipes mec nicas el tricas etc e Ajustar o hist rico das anomalias as codifica es e as classifica es desenvolvidas e introduzi las na base de conhecimento do sistema de gerenciamento e Elaborar o relat rio de sistematiza o e classifica o onde devem constar todas as informa es a respeito do processo produtivo A filosofia utilizada pela MCC apresenta se eficiente quanto ao processo de sistematiza o e classifica o dos componentes que fazem parte de um sistema juntamente com a aplica o da codifica o KKS em fun o da aplica o da metodologia em sistemas de gera o de energia Al m do MCC e da codifica o KKS a matriz de risco outra ferramenta poderosa para identifica o cria o e acompanhamento dos e ndices de probabilidades das falhas e Tipos de falhas comuns elementos cr ticos do sistema etc e Grau de risco os n veis de urg ncia e a tend ncia das criticidades e ndices de disponibilidade percentual dos equipamentos geradores e Arranjos f sicos para o processo B 4 Parametriza o e ou padroniza o A an lise das condi es de funcionamento e a obten o dos par metros operacionais limites ou faixa operacional dos equipamentos que comp e um sistema atr
121. ang a aaa 66 4 5 3 Custos de Manuten o ensinei eor anse n E E anda dade date RRES 67 Cap tulo 5 FERRAMENTAS UTILIZADAS NA METODOLOGIA CICLO DE ROTINAS 71 5 1 L gica PUZZ na ierann Sadr LETRA inda aaa das OEA RE A DEC S AEE AE O fama Amapa 71 Dal Racio UZY a a E a S ES 13 5 1 2 Regras d produ o FUZZY ne ccnnneiies iinei e ia iEn iS 14 SLI PLOCOSSO TUZZY a TE E EE e E R E EA 74 5 1 4 Algoritmo para cria o de uma rvore de decis o re 15 5 1 5 Aplica o e montagem da rvore de decis o re 78 3 2 Redes INCUIAIS tistaatana natal casi a a a nal a Sa at Ri E Connor ps 86 5 21 Neur nio armtificial us goeaaniariafesa sois ques ii pagas damas qa da EEEN A asi SSES 88 5 2 2 Neur nio da metodologia ciclo de rotinas ci eeeeeeecererceea 89 5 2 3 Neur mo para detec o de Talhas sussa aniasanas passeata cassia ass seda asp atees tea espads 92 5 2 4 Treinamento de redes de RNA ssssssssessssssssssssserssessessesssessessessseseresesrerssssressesseseness 96 Cap tulo 6 ESTUDO DE CASO UTEs COM MOTORES DIESEL 100 6 1 Aplica o da Metodologia Ciclo de Rotinas na Regi o Norte do Brasil 100 6 2 Atividades e Tarefas da Metodologia Ciclo de Rotinas nas UTEs do Sistema Isolado 104 6 2 1 Identifica o e ou MISPE O sia sessasnunateniranstadtadapeddia enn casa pad nada 104 6 2 2 An lise e ou defini o d
122. anuten o ou do desempenho do processo produtivo podendo inclusive determinar as mudan as necess rias em um processo ou sistema a fim de aumentar a sua confiabilidade operacional Segundo o ENAP 2003 os indicadores s o ferramentas estat sticas b sicas para o gerenciamento de um sistema organizacional e as informa es que fornecem s o essenciais para o processo de tomada de decis o No Ap ndice C s o apresentadas as caracter sticas dos indicadores para os sistemas de gera o de energia segundo o ENAP 2003 4 3 2 Consumo espec fico de motores O consumo espec fico do combust vel um indicador de desempenho que expressa a efici ncia operacional de uma UTE podendo ser individual ou global da usina O consumo espec fico Cesp de uma UDG calculado pela rela o entre o consumo de combust vel di rio ou mensal Cc obtido pela diferen a de n veis no tanque de servi o e ou de armazenamento da usina ou por medidores de vaz o instalados nas linhas de alimenta o e retorno de leo combust vel pela m dia da energia gerada pelo grupo gerador Ec como mostrado nas Equa o 4 3 CONDE 2006 e LORA e NASCIMENTO 2004 Ccp Cesp 4 3 ESP E 4 3 Outro par metro de avalia o do desempenho de usinas termel tricas em fun o do tempo de utiliza o dos equipamentos o fator de carga m dio ou de utiliza o das UDGs que pode ser calculado pela Equa o 4 4 SANTOS 2004 e CONDE 2
123. ar os fatores causadores da perda de pot ncia ou redu o da efici ncia em sistemas de gera o de energia sendo aplicado em uma usina nuclear na Espanha onde foi constatada uma redu o dos custos de manuten o e operacional com aumento de desempenho Considerando que a vida til das unidades geradoras existentes em muitos pa ses da Europa e dos EUA j se encontra elevada a Siemens Westinghouse Power Corporation lan ou uma metodologia para identificar o estado operacional e avaliar a moderniza o das UDGs das UTEs gerenciadas pela empresa Este m todo foi chamado de Diagn sticos pticos Avan ados para Turbinas a G s e visava identificar falhas estruturais nos componentes das turbinas a g s ou processos de aumento de temperatura e ou corros o de forma que se pudessem tomar decis es de manter as unidades geradoras em opera o ou de troc las por outra Este trabalho foi publicado por RISING et al 1999 A aplica o das metodologias gerenciais e administrativas para o controle de falhas foi publicada por BROWNE et al 1999 Neste trabalho s o mostradas as t cnicas de uso da manuten o centrada em confiabilidade MCC com avalia es qualitativas e quantitativas dos riscos operacionais objetivando a organiza o dos planos programas de manuten o de usinas termel tricas gerenciadas pela empresa AEA Technology que desenvolveu um software para planejamento chamado Risk Based in Maintenance Systems RBMS
124. ara o Desenvolvimento de Indicadores Estrat gicos e Operacionais Disserta o de Mestrado Departamento de Engenharia de Sistemas Instituto Militar de Engenharia Rio de Janeiro GLUCH J KRZYZANOWSKI J et al 1998 New Methods in the Thermal Diagnostics of Power Equipment POWER GEN EUROPE 98 HAYKIN Simon 1999 Neural Networks A Comprehensive Foundation Second Edition Person Education Inc McMaster University Hamilton Ontario Canada JACKSON N CARTER P The perception of risk In ANSELL Jake WHARTON Frank Risk analysis assessment and management England John Wiley amp Sons Ltd ISBN 0 471 93464 X 1992 JELEN F C BLACK J H 1983 Cost and Optimization Engineering McGraw Hill Auckland New Zealand KARDEC A e NASCIF J 2001 Manuten o Fun o Estrat gica 2 Edi o Quality Mark Rio de Janeiro 384 p KARDEC A e NASCIF J 2009 Manuten o Fun o Estrat gica 4 Edi o Quality Mark ISBN 9788541400404 440 p LIPOWSKY H STAUDACHER S NAGY D amp BAUER M 2008 Gas Turbine Fault Diagnostics Using a Fusion of Least Squares Estimations and Fuzzy Logic Rules Proceedings of ASME Turbo Expo 2008 Power for Land Sea and Air GT 2008 Berlin Germany L PEZ N RAP N J L amp RODR GUEZ M 1999 Components Diagnostic System for Identifying Power Loss Problems POWER GEN 99 LORA E E S amp NASCIMENTO M A
125. aracter sticas e normas de conting ncia e emerg ncia da empresa f As sugest es e recomenda es operacionais dos processos e sistemas para otimiza es dos mesmos e Realiza o das corre es e ajustes nos documentos t cnicas do elaborados anteriormente e Aprova o pela equipe de desenvolvimento e implanta o do Ciclo de Rotinas para melhoria de processos nos sistemas da empresa e Elaborar os planos de opera o de manuten o e de gerenciamento dos sistemas e dos processos da organiza o e Elaborar o plano de a o de conting ncia e de emerg ncia padr o para execu o das atividades e Elaborar o relat rio parcial pela equipe de desenvolvimento e implanta o a ser encaminhado para as diretorias e rg os superiores da empresa No caso das normas das instru es t cnicas e dos procedimentos operacionais elaborados importante que eles tenham suas caracter sticas administrativas t cnicas ambientais e ou outras informa es relevantes para o processo da organiza o e que os documentos elaborados durante as atividades de levantamento sejam aprovadas pelas ger ncias e diretorias da empresa B 6 Execu o e ou otimiza o Essas atividades t m por objetivo transformar o plano de a o desenvolvido e estudado em realidade executando o com efici ncia e efic cia sempre avaliando todos os paramentos que possam contribuir para novas avalia es ou melhoramentos do processo Nesta fase a
126. as E mais como reduzir os custos operacionais e de manuten o das UTEs aumentando a confiabilidade operacional dos sistemas de gera o reduzindo o custo da gera o e consequentemente o custo final da energia gerada preciso ainda considerar que as degrada es do desempenho de alguns componentes das UDGs causar o com o tempo vida til um aumento gradual no consumo das pe as e acess rios necess rios para se manter a opera o normal da usina quando comparado com a gera o da mesma quantidade de eletricidade de um sistema em perfeito estado Al m disso deve ser ainda considerado o comportamento da tend ncia dos custos da manuten o que segundo JELEN F C et al 1983 e SANTOS e NASCIMENTO 2009 variam em m dia entre 5 a 15 do custo do investimento no sistema de gera o termel trico por ano Este custo ainda maior quando a usina opera em condi es de reserva fria ou seja quando uma UTE destinada a manter suas UDGs fora de opera o ficando aguardando uma ordem do ONS para entrar em funcionamento para complementa o da carga do sistema ou gerando energia para uma determinada rea de um munic pio ou estado Na condi o de reserva fria um equipamento tem seu custo operacional elevado pois devem ser consideradas nos custos de opera o e de manuten o as vari veis de vida til e de deprecia o dos equipamentos O controle dos par metros operacionais das usinas pode levar a uma e
127. as atividades e tarefas fazendo com que as tomadas de decis o tanto na opera o quanto na manuten o fossem ainda mais precisas eficientes e visando o menor custo global Outro benef cio a possibilidade de simula o de diversos tipos de falhas nas UDGs que al m de servir para treinamento das pessoas envolvidas na manuten o serve para o desenvolvimento de planos de manuten o ajustados as realidades de cada UTEs a ser gerenciada 7 1 Contribui es do Trabalho Este trabalho trouxe as seguintes contribui es e Padroniza o e organiza o dos procedimentos e normas operacionais de manuten o e opera o para usinas termel tricas diesel e Cria o de mecanismos e ndices de avalia o do sistema de gera o e Implanta o de uma sistem tica de atividades de gerenciamento da manuten o padronizados em sistemas de gera o de energia e Determina o dos componentes e sistemas cr ticos de UDGs e Auxilia na elabora o de diagn sticos e progn sticos de falhas ocorridas no sistema de gera o e Aumenta a disponibilidade e confiabilidade operacional da UTE e Propicia a redu o de custos operacionais 130 7 2 Trabalhos Futuros Dentre as sugest es de trabalhos futuros tem se e Implanta o da metodologia Ciclo de Rotinas em outros tipos de sistemas de gera o de energia e Cria o de m dulos espec ficos para gerenciamento de outros sistemas da usina como controle de materiai
128. as din micas partindo da forma o de uma base de conhecimento estruturada para sistemas n o lineares onde foram realizadas in meras simula es em sistemas de gera o de energia 1 4 Estrutura do Trabalho O presente trabalho est estruturado como segue O Cap tulo 1 composto por uma introdu o motiva o do estudo objetivos e a revis o bibliogr fica do estudo No Cap tulo 2 realiza se uma breve descri o de alguns tipos de equipamentos de gera o utilizados em UTEs com motores diesel onde descrita a contextualiza o do tema 12 seguida dos pelos processos de manuten o de UDGs passando pelas formas de manuten o e an lise de custo da manuten o nas UTESs S o descritos no Cap tulo 3 as caracter sticas gerais de desenvolvimento da metodologia Ciclo de Rotinas para Melhoria de Sistemas e Processos seguida pela descri o das atividades e tarefas a serem executadas para a realiza o da manuten o dos sistemas e subsistemas das UTEs com unidades diesel de gera o de energia al m da descri o das caracter sticas de desenvolvimento do software Ciclo de Rotinas com os fluxogramas e l gicas de programa o A utiliza o do c digo de identifica o dos elementos de um sistema de UTE C digo KKS de alguns indicadores de manuten o individuais e globais para os sistemas termel tricos com motores diesel e o m todo de determina o dos pontos cr ticos das usinas o tema do Cap
129. as ferramentas cee e eeeeceeereererreeraraeea 108 6 2 3 Sistematiza o e ou classifica o q isaseaaersgatriasantavasatenarrasasaato ss feediranasaatesoisaamaga as 109 6 2 4 Parametriza o e ou padroniza o ir reeeeeeeeerereeereracareaanos 110 6 2 5 Planejamento normaliza o e treinamento rr 115 6 2 6 Execu o e OU OUMIZA O siei ei n i s a ia al a 115 6 2 7 Monitoramento e ou controle esessesseesessesesesresseserssresseseresresseserestesseseresressesseesres 116 6 2 9 AVv lia o e ou tratamento m nr a Ge Las A E ETA 121 Capitulo 7 Concl s ieS nsien e a E E AA 127 7 1 Contribui es do Trabalho ssesesessensseeeseeesssetsseessessserssseessseessresseesseeesseeesseesseesseessees 129 faz Trabalhos FUtUrOS reoeo aee ep JONES e St ii 130 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS issasszsriimasertsceressarionea aisiasgadiogapidarei he peiamasaeaiainaia datando 131 APPENDICES re id ua ba a a 136 Ap ndice A Usinas Termel tricas com Motores Diesel 137 A l Classifica o das UDGs em fun o da pot ncia ia 138 A2 Desempenho e rendimento eir en AO na pa SAE ANT EATEN 138 A 3 Princ pio de funcionamento dos motores diesel 139 A 4 Componentes e elementos do sistema de gera o eeeena 141 A 5 Sistematiza o dos grupos geradores eesseessesssesesseeesstessressersseresseeesseesseesseesseee 142 A 6 P
130. ascor do Brasil e em 2 localidades a empresa Soenergy era a respons vel pela gera o ficando o restante da gera o e manuten o para a pr pria empresa totalizando 165 UDGs Visando o desenvolvimento das atividades e tarefas da metodologia Ciclo de Rotinas foram levantados dados sobre a opera o de UTES cujo in cio foi em 2002 os quais serviram para a forma o do hist rico de ocorr ncias nas usinas 101 Conforme mostrado na Figura 6 1 no Estado do Par em 2008 existiam 15 UTESs cuja responsabilidade da gera o era da concession ria do Estado em vermelho e 02 UTESs da empresa terceirizada Soenergy em um total de 73 UDGs dos mais variados portes e de diversos fabricantes REI RAL CASTANIAL REGIONAL SANTAREM uu Jr Paauap tas W Vemi dzu dal n LEBENDA d EM OPERA O PLAME SAM REGIONAL LT5S00 KV sessasoiosasos MARAB Tik e Bamach Gg E Rimark 0 Y Cuman Ju Nusle q Rodine e DIDO A Cometa do dreruii RIRHS A i Santa Maria SECELPA fine A gt i das Barreiras E Sintine do Angusia q Barreira dos Campos mm SE ELETRONORTE A USNADESHETRICATREIRTADA An USNA DESELETRICA DACELPA Pita Manidi 9 fd Figura 6 1 Distribui o das UDGs do sistema isolado no Estado do Par em 2008 Al m das usinas da concession ria e de uma das terceirizadas foram cadastradas as 23 UTESs da outra terceirizada em azul a fim de que fosse poss vel monitorar
131. av s de testes de comissionamento objeto dessa tarefa seguido do estudo de padroniza o de componentes consum veis dos mesmos visando redu o dos custos e a padroniza o das atividades de manuten o de opera o e de gerenciamento do processo Ap s a realiza o dos testes ser o elaborados os procedimentos as normas e os par metros das grandezas a serem adotados Todas as informa es levantadas devem ser definidas e divulgadas para os envolvidos no processo produtivo identificando se toda e qualquer distor o das condi es nominais de funcionamento dos equipamentos Nesta tarefa tamb m s o padronizados os tipos de falhas causas e efeitos dos desvios nas necessidades as quais s o introduzidas no sistema gerencial adotado pela organiza o Para o desenvolvimento dessas tarefas utilizam se os seguintes passos e Formar as equipes de parametriza o e ou padroniza o 154 Utilizando se o relat rio de sistematiza o e classifica o realizar testes de avalia o comissionamento dos componentes e juntamente com as informa es t cnicas dos elementos dos subsistemas definindo os limites operacionais ou faixa de funcionamento dos mesmos Definir as grandezas a ser utilizadas nos elementos dos subsistemas e os par metros de funcionamento Padronizar as grandezas utilizadas no sistema Desenvolver e ou padronizar os procedimentos operacionais de seguran a de manuten o de conting ncia e de emerg ncia
132. blemas para se atingir as metas e objetivos do sistema de gera o de energia 5 1 L gica Fuzzy A l gica Fuzzy uma t cnica utilizada na metodologia Ciclo de Rotinas na qual s o usados os processos e regras de produ o fuzzy como aux lio na tomada de decis o de um evento quando ocorre uma anomalia a partir de uma base de conhecimento n o relacional Conforme ALMEIDA e EVSUKOFF 2003 o termo fuzzy ao ser traduzido da l ngua inglesa pode ter v rios significados conforme o contexto de interesse todavia o conceito b sico desta palavra passa sempre pelo vago indistinto incerto Na rea da engenharia 72 embora ainda n o seja uma unanimidade a tradu o para a l ngua portuguesa mais utilizada de uma l gica nebulosa ou difusa Para Lolfti A Zadeh ZADEH 2003 criador da l gica Fuzzy deve se considerar a l gica nebulosa n o como uma simples teoria mas como uma metodologia para generalizar qualquer teoria especifica de um estado discreto a um estado cont nuo pelo processo de Juzzifica o De acordo com MENDEL J 1995 a l gica nebulosa tem como objetivo modelar o modo aproximado de racioc nio permitindo o desenvolvimento de sistemas que imitem a habilidade humana de tomar decis es racionais em um ambiente de incerteza e imprecis o Deste modo a l gica nebulosa uma ferramenta capaz de capturar informa es imprecisas em linguagem natural e convert las em uma forma num rica Em seu trabalho S
133. cadores de efic cia e de continuidade ABNT 1994 devem atender a crit rios semelhantes de dura o da interrup o de fornecimento de energia e da frequ ncia da interrup o ou seja o que se prop e a cria o de indicadores espec ficos para a avalia o da gera o de energia el trica de usinas Considerando que n o existem atualmente na legisla o brasileira indicadores espec ficos para a gera o de energia sugere se a ado o de indicadores baseados na filosofia do DEC e FEC Equa es 4 16 e 4 17 institu dos pela resolu o 024 2000 e da ANEEL ambos para a distribui o e transmiss o de energia ELETROBR S 2011 4 16 Guia 2 Cali 4 17 onde DEC a dura o equivalente de interrup o por unidade consumidora UC expressa em horas e cent simos de hora FEC a frequ ncia equivalente de interrup o por UC expressa em n mero de interrup es e cent simos do n mero de interrup es Cafi o n mero de UCs interrompidas em um evento i no per odo de apura o t i a dura o de cada evento i no per odo de apura o i o ndice de eventos ocorridos no sistema que provocam interrup es em uma ou mais UCs k o n mero m ximo de eventos no per odo considerado e Cc o n mero total UCs do conjunto considerado no final do per odo de apura o 64 Para a metodologia Ciclo de Rotinas recomenda se a utiliza o de indicadores espec ficos de continuid
134. cante do emec N de Serie 1110125 trafo Modelo HDT Pot ncia Nominal 300 kW q Um dos controles importantes que deve ser implantado na usina o tempo de opera o juntamente com as caracter sticas operacionais de cada unidade geradora a fim de que se possa realmente conhecer todos os par metros operacionais da UDG conforme mostrado na Tabela 4 5 onde se observa os par metros operacionais da UDG 01 da UTE de Anaj s ap s as inspe es sistematiza o classifica o e parametriza o da mesma Tabela 4 5 Par metros operacionais da UDG 01 da UTE de Anaj s PAR METROS OPERACIONAIS Horas de Periodicidade Registro Horas Horas Estimativa de Estimativa Opera o A M xima do M dio Acumuladas Percentual de Di ria do AMAR He Programa de Di rio de de Vida til do de Vida til Utiliza o do Elemento Opera o da Manuten o Opera o Opera o Ed a Elemento UDG hog hope Ppm RMDO h o h h e so mom s S isos oo msmo rms O controle do tempo de opera o de uma unidade geradora indica os limites de utiliza o dos elementos usados nos sistemas das UDGs S o eles os respons veis tanto pelos alarmes gerados no sistema quanto pelo tempo de utiliza o dos elementos conforme a Tabela 4 6 onde s o mostradas as caracter sticas operacionais da UDG em an lise 59 Tabela 4 6 Caracter sticas operacionais da unidade geradora CARACT
135. causa de uma falha no sistema de gera o e aportar as melhores a es a serem tomadas reduzindo assim o tempo de interven o no equipamento o que aumenta a disponibilidade percentual e a confiabilidade da UTE Ressalta se que a base de conhecimento criada aplica se somente para UTEs com motores diesel dentro das classifica es das especifica es e dos par metros operacionais A implanta o da metodologia Ciclo de Rotinas em outros sistemas de gera o requer que sejam desenvolvidas as atividades listadas no Cap tulo 3 desta tese Contudo existe a necessidade de direcionamento gerencial das atividades evitando a tend ncia de crescimento do n mero de anomalias Assim baseado no m todo seis sigmas preciso reformular as metas a fim de manter os resultados alcan ados e melhorar 129 continuamente o desempenho da gera o de energia el trica no Estado do Par ou seja necess rio realizar novos giros no Ciclo da metodologia desenvolvida Ressalta se que a metodologia foi desenvolvida visando fornecer subs dios para a tomada de decis es gerenciais pois foi poss vel avaliar e otimizar a gera o de energia da concession ria a partir da elabora o de diagn sticos e progn sticos dos elementos mais cr ticos do sistema A introdu o das t cnicas de intelig ncia artificial como a l gica fuzzy e redes neurais no Ciclo de Rotinas tornou o software ainda mais poderoso no desenvolvimento de todas as su
136. cedimento operacionais e de manuten o Abertura de solicita o de manuten o e de ordens de servi o Fechamento de ordem de servi o entre outros servi os Desenvolvimento de hist rico do funcionamento dos equipamentos Deve se ainda especificar de forma clara os objetivos e metas que dever o ser atingidos para viabilizar a oportunidade identificada No desenvolvimento dessas tarefas podem ser realizadas as seguintes atividades Definir as equipes de an lise e ou defini o das ferramentas softwares ou metodologias a serem utilizados De posse do relat rio de necessidades e de inspe o obtido na fase anterior selecionar as necessidades mais criticas do processo utilizando se estat sticas e probabilidades para priorizar as atividades Discutir internamente com a equipe de an lise cada uma das necessidades dos processos verificando suas causas e poss veis efeitos Analisar os recursos dispon veis os ambientes da empresa os agentes e outros elementos que tenham participa o no processo da empresa Utilizar ferramentas de organiza o de tempos e m todos para processos produtivos visando a determina o do tempo m dio padr o Definir o sistema de gerenciamento software de informa es armazenamento e controle de dados a ser implantado pela empresa Pode se adaptar um aplicativo de gerenciamento de dados existente na organiza o para o gerenciamento do processo ou sistema Este item tr s como inconvenient
137. com a classifica o dos tipos de desligamento o registro dessas anomalias serviram para a forma o de hist rico de falhas obtido no registro de ocorr ncia da usina sendo que a formata o das ocorr ncias foi padronizada durante a utiliza o da metodologia Na Tabela 6 3 s o mostradas a classifica o dos tipos de falhas que causaram desligamentos por sistema da UDESs e as quantidades de desligamentos ocorridos nas usinas do sistema isolado no per odo de 2005 a 2009 nas UDGs da concession ria Tabela 6 3 Distribui o dos tipos de desligamentos nas unidades geradoras DISTRIBUI O DOS DESLIGAMENTOS OCORRIDOS NO SISTEMA ISOLADO Sistema Mipos de Desligamento 2005 2006 2008 2009 Smm de La 34 45 E EEN NGS Sema deesaus o To o o o 0 bia de patida ou el trico 16 28 acoplamento Acopiamemo fo o fofo o EN RN Sistema de transforma o 59 Indisponibilidade de gera o de energia Causas diversas ERKH A identifica o e cadastro dos desligamentos mostrado na Tabela 6 3 e que ocorreram nas usinas serviram de fonte para a forma o da base de conhecimento e para obten o dos cen rios para cria o das redes neurais das falhas nos sistemas de gera o Enfatiza se que apesar de se dispor dos desligamentos de todas as usinas dos sistemas isolados apenas os ocorridos nas UTEs da concession ria do estado foram analisados e fizeram parte da base de conhecimento do Ciclo de Rotinas e esses dados serviram
138. conomia consider vel j que facilita a avalia o dos custos de poss veis a es corretivas imprevistas 16 ou de manuten o de emerg ncia nas UTESs permitindo a identifica o dos componentes e ou sistemas respons veis pela perda de rendimentos e pelas causas de falhas Como consequ ncia do controle operacional tem se a redu o do consumo de combust vel e dos elementos consum veis das usinas Al m disso o conhecimento das condi es de funcionamento dos custos da manuten o e a defini o dos par metros operacionais das UDGs propiciam a defini o do momento onde se pode ou quando se deve intervir em uma unidade geradora com menor custo operacional e de forma planejada Diante deste cen rio a metodologia Ciclo de Rotinas visa desenvolver pr ticas de planejamento de controle de supervis o e a elabora o de diagn sticos de manuten o em usinas termel trica com motores diesel No Ap ndice A s o encontrados outros elementos identificados como relevantes na opera o de UDGs em UTEs com motores diesel 2 2 Tipos de Manuten o Segundo KARDEC e NASCIF 2009 a fun o da manuten o garantir a disponibilidade da fun o dos equipamentos e instala es de modo a atender a um processo de produ o atendimento com confiabilidade seguran a preserva o do meio ambiente e custo adequados A manuten o pode ser entendida como sendo o gerenciamento de todos os ativos industriais pr pri
139. contatos com fornecedores de materiais equipamentos e insumos utilizados no processo para que os mesmos forne am treinamentos espec ficos sobre seus produtos aos envolvidos no processo Define se e detalham se as atividades que dever o ser executadas para viabilizar os objetivos especificados Todos os funcion rios dos subsistemas devem ser treinados de forma que possam ser entendidas as atividades e as etapas anteriormente desenvolvidas baseadas nos relat rios elaborados pelas equipes No treinamento dos funcion rios no processo ou sistema devem ficar claro Os objetivos e as metas da implanta o da metodologia Ciclo de Rotinas nos processos ou sistemas da organiza o As caracter sticas gerais e espec ficas dos elementos do processo ou sistema Os riscos aos quais os funcion rios est o submetidos As ferramentas gerenciais utilizadas no desenvolvimento das tarefas do Ciclo de Rotinas em todos os subsistemas bem como a sua import ncia Os limites operacionais dos equipamentos dos instrumentos de seguran a de meio ambiente e outros dispositivos envolvidos com o processo A import ncia e os procedimentos de utiliza o dos EPIs e EPCs a As caracter sticas da codifica o operacional dos elementos dos subsistemas b Os ndices a serem utilizados no processo c Os procedimentos operacionais ou normas internas e externas do processo d O layout e topologia do processo atuais e com as altera es poss veis 157 e As c
140. das UTEs do Estado do Par foi poss vel definir os par metros operacionais das UDGs em fun o do porte e da pot ncia nominal sendo que estas informa es foram colocadas na base de conhecimento do software desenvolvido Estas informa es com as suas devidas toler ncias eram as refer ncias operacionais condi es iniciais Co para a elabora o de diagn sticos e progn sticos operacionais A Figura 6 4 mostra um exemplo de curva de consumo espec fico para uma UDG de m dio porte de uma das localidades da concession ria do Par CONSUMO ESPEC FICO DA UTE DE COTIJUBA GG04 CATERPILLAR 3412 Consumo Espec fico 2007 m Consumo Espec fico 2008 Motor de 630 hp Pot ncia Efetiva de 470 kW Pot ncia Liberada de 330 kV Consumo Espec fico 1 kWh 34 04 59 57 70 21 Percentual da Pot ncia Instalada Figura 6 4 Curva de consumo espec fico de uma unidade geradora de m dio porte Na Figura 6 4 percebe se que houve um aumento do consumo espec fico da UDG da UTE de Cotijuba em ensaios consecutivos entre duas revis es gerais Esta varia o foi devido ao regime de opera o a modula o de carga a degrada o de alguns componentes do 112 motor entre outros fatores al m da elevada vida til da UDG Atrav s destes fatores foi poss vel simular a rela o custo benef cio das revis es reduzindo os custos destas opera es Com a padroniza o dos procedimentos dos ensaios de co
141. de dados de materiais de funcion rios materiais contratos com terceiros e servi os sendo que todas as informa es utilizadas devem ser previamente cadastradas na base de conhecimento do software desenvolvido Como resultado do planejamento da manuten o conforme mostrado no Ap ndice G na janela da Figura 4 5 obt m se os custos da manuten o por tipo de servi o peri dico intervalar revis o parcial ou geral a ser realizado e no final das atividades tem se o custo total da manuten o No estudo de caso Cap tulo 6 ESTUDO DE CASO UTEs COM MOTORES DIESEL ser o expostas as caracter sticas e os resultados da implanta o e das atividades da metodologia Ciclo de Rotinas nas usinas da concession ria do Estado do Par 71 Cap tulo 5 FERRAMENTAS UTILIZADAS NA METODOLOGIA CICLO DE ROTINAS Este cap tulo mostra as caracter sticas da utiliza o de t cnicas de intelig ncia artificial na metodologia do Ciclo de Rotinas importante salientar que as ferramentas utilizadas foram aplicadas e ou adaptadas pelo autor na metodologia Ciclo de Rotinas Estas ferramentas tamb m devem auxiliar na determina o dos pontos cr ticos dos sistemas e auxiliar na tomada de decis es gerenciais formando uma base de conhecimento de forma que se possa simular o comportamento dos sistemas criando os seus diagn sticos e progn sticos operacionais e propor as melhores decis es a serem tomadas para sanar os poss veis pro
142. de execu o dos servi os para o desenvolvimento do estudo de cronoan lise para determina o do tempo m dio padr o da execu o dos servi os visando o aumento da efici ncia de atendimento da manuten o e Utilizar os ndices de identifica o para avalia o das atividades B 2 An lise e ou defini o das ferramentas Deve se buscar conhecer detalhadamente todos os elementos envolvidos com a necessidade identificada b sico se conhecer e acompanhar as atividades de desenvolvimento do processo analisar os recursos os ambientes da empresa os agentes causadores de desvios e outros elementos que tenham participa o direta e indireta no processo da empresa ou seja durante a an lise e ou defini o das ferramentas deve se buscar identificar os poss veis causadores de anomalias podendo ser os equipamentos instrumentos funcion rios etc 150 As ferramentas gerenciais a serem utilizadas na metodologia Ciclo de Rotinas s o basicamente softwares voltados para o gerenciamento e administra o de sistemas e controle da produ o manuten o opera o ou simplesmente planilhas gerenciais que propiciem Cadastro dos equipamentos de seus componentes e perif ricos Identifica o das criticidades do processo produtivo definindo os componentes mais cr ticos a serem analisados Classifica o e sistematiza o dos elementos dos sistemas e subsistemas do processo produtivo Padroniza o de normas e pro
143. de indicador de produtividade energia gerada por uma usina termel trica com motores diesel em um determinado per odo c Indicadores de Capacidade Estes indicadores medem a capacidade de resposta de um processo por meio da rela o entre as sa das produzidas por unidade de tempo como mostrado na Equa o D 6 A formula o desse indicador Io Q D 6 t onde Ic o indicador de capacidade Q a quantidade produzida e t o tempo para produzir a quantidade medida Um exemplo desse tipo de indicador n meros de pe as produzidas por hora ou n mero de atendimentos por m s ou a ainda pot ncia efetiva liberada de uma usina Ap ndice E Vari veis Lingu sticas e Infer ncia Fuzzy Ser o descritas neste ap ndice as caracter sticas das vari veis lingu sticas e o processo de infer ncia fuzzy utilizados na metodologia Ciclo de Rotinas visando auxiliar na tomada de decis o das anomalias ou eventos em UTEs com motores diesel E 1 Vari veis lingu sticas O conceito da vari vel lingu stica foi considerado por COX E 1994 como sendo a ess ncia da t cnica do modelamento fuzzy Uma vari vel lingu stica pode ser considerada como sendo o nome dado a um conjunto fuzzy Segundo ALMEIDA e EVUKOFF 2003 Para resolver um problema complexo um ser humano primeiro tenta estruturar o conhecimento sobre este problema em conceitos gerais para ent o observar as rela es essenciais entre esses conce
144. desenvolvido para a metodologia Ciclo de Rotinas um mecanismo de eventos de controle do tempo de uma ocorr ncia A Figura 4 1 mostra os eventos do mecanismo de uma ocorr ncia em um sistema de gera o HIO HIC HFC HFO TTO Figura 4 1 Mecanismo de uma ocorr cia em sistemas de gera o Os significados das abreviaturas s o HIO Hora In cio da Ocorr ncia HIC Hora In cio do Conserto HFC Hora Fim do Conserto HFO Hora Fim da Ocorr ncia Al m disso pela diferen a entre os tempos obt m se as seguintes defini es Y Tempo de Atendimento TA indica o tempo desde que o equipamento parou at o in cio dos reparos pelo pessoal da manuten o Y Tempo de Conserto TC indica o tempo m dio que o pessoal da manuten o leva para efetuar os devidos reparos e disponibilizar o equipamento para o funcionamento normal incluindo o tempo de teste Y Tempo de Arranque Tar indica o tempo m dio em que o equipamento leva para retornar a produzir ou seja a opera o normal tempo necess rio para os ajustes realiza o de testes aquecimento sincroniza o com a rede el trica etc y Tempo Total da Ocorr ncia TTO Indica o tempo total que a m quina esteve parada e retornou a produzir em condi es normais Em se tratando de manuten o de equipamentos baseados no tempo de opera o ou seja em horas de opera o como o caso dos grupos geradores com motores diesel define se os seguintes par metros e elem
145. desse ser utilizado para monitoramento das anomalias Mesmo assim o levantamento dos desligamentos das UTEs foi realizado somente atrav s do software da metodologia Ciclo de Rotinas j que o SIM n o dispunha de um m dulo pronto para este tipo de controle A meta tra ada para a utiliza o da metodologia Ciclo de Rotinas nas usinas da concession ria foi redu o e controle dos desligamentos ocorridos nas UTEs reduzindo em 5 por ano as interven es nas usinas Ou seja seria aceit vel a ocorr ncia de at tr s desligamentos mensais at o ano de 2009 considerando todos os tipos de ocorr ncias pois por se tratar de um sistema din mico era aceit vel ocorrer interrup es em forma de desligamentos programados para manuten es revis es inspe es etc Na metodologia ciclo de rotinas decidiu se utilizar as t cnicas de l gica fuzzy empregando as na rvore de falhas para montar uma l gica para a detec o dos tipos mais comuns de falhas Para isso foi desenvolvido um mecanismo de comunica o imediata dos respons veis pela manuten o com as usinas a fim de se obter maiores detalhes das ocorr ncias e uma classifica o mais exata de cada falha nos sistemas Por se tratar de um software desenvolvido em uma plataforma aberta foi poss vel inserir no Ciclo de Rotinas todas as planilhas e bancos de dados utilizados pela concession ria do Par onde foi poss vel acompanhar a tend ncia do comportamento das anom
146. dica o percentual de suas respectivas possibilidades na causa da falha conforme apresentado na Tabela 5 2 que mostra a causa dos desligamentos nas usinas do sistema isolado no Estado do Par em 2008 Tabela 5 2 Causas dos desligamentos nas usinas no estado do Par em 2008 DESLIGAMENTOS NAS USINAS DO SISTEMA ISOLADO EM 2008 Causas Descri o Percentual de Ocorr ncia O percentual das ocorr ncias mostrado na Tabela 5 2 s o obtidos em rela o aos valores totais dos desligamentos de um determinado per odo de estudos neste caso em 2008 80 Para um usu rio sem o devido conhecimento seria bvio imaginar que os desligamentos nas usinas em 2008 deveriam ocorrer na mesma sequ ncia das causas descritas na Tabela 5 2 sendo as causas As A2 e As as que deveria ser tratadas ou receber mais aten o por parte dos respons veis pela manuten o Contudo se for feita uma an lise das causas dos desligamentos ocorridos na UTE de Anaj s em 2008 e com esses dados construir uma rvore de decis o com as causas que mais ocorreram no sistema visando tomada de decis o para definir quais as causas seriam programadas para serem sanadas inicialmente se chegar a um resultado diferente do apresentado na Tabela 5 2 Conforme descrito no item anterior e tamb m no Ap ndice E utilizando se as informa es dos desligamentos poss vel montar a Tabela 5 3 que mostra o exemplo de atributo decisivo chamado de DESL para
147. diesel comercial por m outros combust veis tais como nafta leos minerais mais pesados e leos vegetais biodiesel podem ser utilizados em motores constru dos especificamente para a utiliza o destes combust veis O processo diesel n o se limita a combust veis l quidos sendo poss vel a utiliza o de gases como combust vel em 140 motores conhecidos como de combust veis mistos ou convers veis que j s o produzidos em escala consider vel e vistos como os motores do futuro SANTOS E C 2004 Nos motores do ciclo diesel que onde s o expostos os diagramas press o x volume espec fico e temperatura x entropia mostrado na Figura A 2 tamb m podem ser utilizados o carv o em p o g s natural o biodiesel e outros produtos vegetais como combust vel LORA e NASCIMENTO 2004 Nos diagramas da Figura A 2 observa se que partindo do ponto 1 o ar comprimido adiabaticamente ou seja sem que haja troca de calor at o ponto 2 ou seja ocorre uma compress o isentr pica pelo pist o Neste ponto ele por compress o o ar aquecido press o constante at o ponto 3 Em seguida ocorre a expans o isentr pica at o ponto 4 onde inicia o processo de resfriamento rejei o de calor a volume constante at chegar novamente em 1 a b Figura A 2 Diagramas termodin micos para os motores do ciclo diesel a px veb Txss z O trabalho til durante o processo W representado pela
148. do corretamente e depende de manuten o corretiva n o programada para o seu restabelecimento O sistema n o para ou fica operando com restri o por alguns dias at que seja realizada manuten o corretiva programada com substitui o de componente O sistema n o para ou fica operando com restri o por algumas horas at que seja realizada a Necess rio manuten o corretiva programada para a substitui o de componente Fonte SANTOS e NASCIMENTO 2009 Na metodologia Ciclo de Rotinas todas as ocorr ncias que impediam o funcionamento normal dos sistemas das unidades geradoras foram registrados na base de conhecimento do software desenvolvido Nele poss vel se fazer um diagn stico das condi es operacionais das mesmas incluindo o tempo de opera o delas em rela o ao plano de manuten o fornecendo subs dios para a antecipa o ou posterga o da manuten o no equipamento Optou se por variar o n vel de criticidade de 01 menos cr tico a 10 mais cr tico em fun o da extens o do problema causado pelo componente no sistema de gera o devido parada do equipamento ou a instala o de um novo componente A Cg definida pelo PCM Planejamento e Controle da Manuten o quando o material ou equipamento cadastrado no software Ciclo de Rotinas 5 1 4 Algoritmo para cria o de uma rvore de decis o Possuindo as informa es da base de conhecimentos da unidade geradora com os dado
149. do Poss vel Vai Piorar em M dio Prazo Pode Esperar um Pouco Vai Piorar em Longo Prazo N o Vai Piorar e Pode At 1 Sem Gravidade Sem Pressa Melhorar e Matriz GUT reunindo os valores das matrizes anteriores poss vel saber do valor m ximo de criticidade a ser trabalhado para cada atividade ou seja o que mais relevante A Tabela H 2 mostra um resumo dessa matriz Tabela H 2 Matriz GUT N VEL M XIMO DOS INDICADORES DA MATRIZ GUT Para cada um dos fatores mostrado na Tabela H 2 deve ser atribu da um valor inicial de acordo com a relev ncia de cada anomalia ou falha identificada Em seguida utiliza se a equa o Q x G x Ux T Total 100 OP onde o Q representa a quantidade de falhas e OP o resultado que estabelece a Ordem de Prioridade para resolu o dos problemas falhas H 2 Aplica o dos indicadores em matrizes Para facilitar os c lculos e definir as prioridades deve se utilizar o Quadro de Prioridades QP mostrado na Tabela H 3 onde os respons veis pelo cadastro das anomalias no software Ciclo de Rotinas analisam e avaliam cada um dos fatores atribuindo lhes valores iniciais entre 1 a 5 relacionadas aos tipos de falhas classificados para o sistema de gera o A Tabela H 3 mostra um exemplo da aplica o da t cnica matriz de risco para a avalia o dos tipos de falhas da UTE de Anaj s no ano de 2008 Nela s o quantificados os valores dos tipos de falhas para um conjunto de anomal
150. do bot o Condi es da tela mostrada na Figura 3 10 bem como um relat rio com o resumo das informa es das UDGs da usina A Figura 3 11 apresenta um relat rio com o resumo das caracter sticas de cada unidade geradora e o diagn stico de falhas existentes no grupo gerador Para cada falha detectada o sistema indica as melhores a es a serem adotadas seguidas de algumas observa es sobre o sistema de gera o importante que seja mencionado que o software n o deve ser considerado respons vel pela tomada de decis o gerencial de um sistema de gera o pois ele se destina a fornecer subs dios para que uma pessoa possa tomar as decis es Os subs dios s o baseados nas a es adotadas no decorrer do tempo onde s o utilizadas as informa es da base de conhecimento do programa ou seja do banco de regras aliados a experi ncia da equipe de manuten o CICLO DE ROTINAS RELAT RIO DE FALHAS NOS EQUIPAMENTOS DE GERA O Er ug gra Dai Don C digos 33455625 Tipo de nee de Gera o a NTA S G3 Pot ncia do E Base da y Pot ncia Efetiva s meen S Horas de Opera o Ap s da Revis o 12500 Horas Atuais Fc do doGerador Negrimi NedeSerie pe o O a cc O mr Gerador ou Alternador El trico Es Opera o Horas de pesso Ap s da Revis o Horas Amat n do QCM op ie S O O pc Noam Quadro de Comandos de HDT Pot ncia Nominal asas ar Elevador Periodo de An lis 01 01 2007 O a DIAGN STIC
151. do per odo de tempo e Elaborar os gr ficos representativos e de acompanhamento do processo baseado nos dados levantados anteriormente enfatizando a tend ncia seguida pela organiza o no desenvolvimento das atividades e Registrar os desvios das metas e objetivos ou quaisquer outras anomalias no processo ou sistema produtivo da organiza o e Implantar dispositivos para o controle e monitoramento do processo ou do sistema de produ o o Nesta fase podem ser instalados medidores eletr nicos para aquisi o de dados da gera o de energia al m de medidores eletr nicos de vaz o de combust vel ou outros dispositivos que propiciem a avalia o do processo produtivo dentro dos limites operacionais obtido nas fases anteriores o Todos os equipamentos instalados t m suas avalia es pelo programa de gerenciamento da manuten o de forma eletr nica e sem a interfer ncia da equipe de opera o da usina o As informa es obtidas devem fazer parte do controle operacional do processo produtivo visando poss veis corre es nas formas de opera o e Buscar identificar tratar e reduzir as distor es existentes nos processos produtivos a fim de atingir as metas e objetivos B 8 Avalia o e ou tratamento Em UTES torna se necess rio que as avalia es sejam voltadas para se atingir as metas para isso pode se utilizar ferramentas como a de an lise de rvore de falhas AAF a an lise da rvore de eventos AAE
152. do semestre de cada ano a fim de que possam ser levantadas todas as informa es do local da instala o O levantamento das informa es feito atrav s de um invent rio das instala es sendo que as informa es ir o formar uma base de conhecimento da metodologia al m de facilitar a elabora o do planejamento de manuten o dos equipamentos e o cronograma f sico financeiro para o ano seguinte Ciclo composto por atividades divididas em duas etapas sendo poss vel apenas desenvolver em um primeiro momento as etapas superiores Isso depender do n vel de experi ncia e do conhecimento das equipes ou seja inicialmente desenvolvem se as atividades superiores a fim de obter as informa es do local da instala o ou desenvolvem se as duas atividades em conjunto Figura 3 1 Como regra geral s o atribu dos ndices de cr ditos e faltas para cada uma das atividades do ciclo as quais s o acompanhadas e avaliadas por uma equipe de implanta o e de desenvolvimento as atividades geralmente o setor ou departamento de engenharia do processo ou da manuten o de recursos humanos ou financeiros etc 31 Tanto os cr ditos quanto as faltas receber o notas de O zero a 10 dez sendo que os valores s o complementares isto o que n o cr dito falta Avalia o dos trabalhos feita pela equipe subsequente juntamente com a de implanta o do ciclo considerando ainda o relat rio elaborado nos seg
153. durante a aquisi o dos equipamentos geradores ou limita o das condi es nominais do equipamento motriz esta dever ser formalmente declarada e justificada ANEEL para fins de regulariza o Ap ndice B Metodologia Ciclo de Rotinas Neste ap ndice ser o descritas as caracter sticas gerais das atividades da metodologia Ciclo de Rotinas aplicadas na manuten o de unidades diesel de gera o de energia el trica B 1 Identifica o e ou inspe o Esta atividade requer a identifica o e ou a inspe o das instala es de uma empresa a fim de se buscar os elementos causadores de desvios das metas Por m antes de iniciar esta atividade de grande import ncia que sejam discutidas e identificadas juntamente com a equipe de implanta o da metodologia as metas e objetivos da organiza o Uma forma de desenvolver essas atividades a ado o das pr ticas de ger ncia de riscos no processo produtivo nos sistemas e subsistemas da organiza o MAY 1999 Sendo assim a S rie de Risco a primeira das t cnicas utilizada para a identifica o de riscos surgida a partir da necessidade de se determinar qual o agente diretamente respons vel por um evento de falha e caracterizando se como uma t cnica de identifica o que ordena os riscos pela sua import ncia ou gravidade Assim t m se os riscos principais respons vel direto pelo dano ou desvio do objetivo Os riscos iniciais anomalias que origin
154. e falta de controle total do aplicativo Desenvolver aplicativos espec ficos para o gerenciamento das atividades de manuten o do processo ou sistema Al m da vantagem do controle e adequa o 151 constante do aplicativo desenvolvido a padroniza o facilitada Este ato requer um tempo considerado de desenvolvimento e adapta o do aplicativo e disponibilidade de m quinas e de pessoal e Elaborar um cronograma para desenvolvimento das atividades de an lise e ou defini o das ferramentas e Realizar treinamento com toda a equipe do subsistema da empresa sobre a ferramenta gerencial a ser utilizada na organiza o para melhoria do processo No treinamento ser o informados os seguintes itens o Riscos no desenvolvimento das tarefas o Divulga o das caracter sticas gerais dos equipamentos instrumentos m quinas softwares etc dos processos dos subsistemas o Caracter sticas da ferramenta gerencial a ser adotada o Metodologia de aplica o da ferramenta no processo produtivo o Necessidades identificadas como elementos de disfun o na organiza o o Devem ser recebidos as sugest es orienta es e coment rios de todos os funcion rios envolvidos nos processos e Cadastrar todos os funcion rios por n veis que ter o acesso no software de gerenciamento de informa es e Num segundo momento ser o realizadas reciclagens nos funcion rios dos subsistemas e Elaborar o relat rio de an lise e das neces
155. e devem ser revistos por ambos os lados do projeto Um c digo KKS consiste em um conjunto formado por letras alfa A e os n meros N O c digo dividido em quatro 0 3 BDL podendo ser de c digo do processo relacionado em 3 0 2 BDL identificado o c digo do ponto de instala o e o c digo de localiza o 49 A chave KKS permite a utiliza o de s mbolos alfanum ricos no BDL O No caso de uma usina como por exemplo em um usina com as suas pr prias instala es de gua de abastecimento o BDL O definido como zero e escrito 000 Quando for necess ria a codifica o de sistemas ou componentes comuns a mais de uma usina como por exemplo instala es de gua de abastecimento SAA o sistema da primeira usina dever ser designado com um c digo inicial ou seja 000 zero no BDL 0 e cada instala o dever ser numerada de modo que a mais antiga dever receber o c digo 001 a pr xima instala o ser 002 e assim sucessivamente Os equipamentos comuns para duas ou mais instala es sempre receber o c digos iniciando com o n mero 000 A Tabela 4 2 mostra as caracter sticas do processo de forma o do c digo de identifica o dos elementos das UTESs utilizado na metodologia Ciclo de Rotinas Tabela 4 2 Forma o do c digo de identifica o de elementos Processo Relacionado po xx 01 xxx oo Local da Ea instala o Dl Localiza o do Componente ou Elemento do Sistema Fo
156. e Instituto pelo conv vio profissional Aos Professores da Universidade Federal de Itajub pelo apoio e valiosas sugest es que contribu ram para a elabora o deste trabalho A CAPES a FAPEMIG e ao CNPq atrav s do programa de bolsas pelo apoio financeiro Aos amigos e compadres Marcos Oz rio Brum f e Irm Lia Oliveira por todo apoio e pela amizade e pelo acolhimento oferecido a mim e minha fam lia A todas aquelas pessoas que de maneira direta ou indireta contribu ram para o desenvolvimento deste trabalho Mensagem vii Em cada instante de nossas vidas preciso fazer escolhas e tomar decis es que nem sempre parecem ser as melhores pois preciso se entender os momentos os prop sitos e os interesses de cada pessoa ao nosso redor Contudo cada a o decidida ou tomada deve ser respeitada isto por que certas ou n o s o as nossas escolhas e decis es e fazem parte do aprendizado da vida viii Resumo SANTOS Eraldo C 2012 Ciclo de Rotinas para Melhoria da Manuten o em Unidades Diesel de Gera o de Energia El trica Tese de Doutorado Instituto de Engenharia Mec nica Universidade Federal de Itajub Itajub MG O presente trabalho mostra o desenvolvimento de uma metodologia de gest o da manuten o chamada de Ciclo de Rotinas para Melhoria da Manuten o em Unidades Diesel de Gera o de Energia El trica cujo desenvolvimento foi motivado pela necessidade de
157. e a usina e a equipe de manuten o de forma que seja poss vel o acompanhamento da evolu o da anomalia A padroniza o assume dois importantes pap is no sistema gerencial o de registrar os conhecimentos facilitando o treinamento e a perenidade dos servi os e a delega o da autoridade medida que o colaborador passa a ser respons vel direto pela realiza o de manuten es planejadas ou tarefas cotidianas em determinados equipamentos e pelo perfeito funcionamento dos mesmos Os procedimentos operacionais e os manuais de treinamento s o desenvolvidos com a assist ncia da ger ncia pelos pr prios colaboradores que ser o os respons veis pela execu o eficaz das tarefas Nessa etapa do processo haver uma maior integra o entre os colaboradores de uma empresa Por m surge uma quest o H como o ser humano se sentir integrado a uma atividade sem vincular se a ela por meio da colabora o e da responsabilidade Os colaboradores componentes da equipe de manuten o passam a ser integrados a ela atrav s do comprometimento gradual que se vai estabelecendo pela oportunidade de participarem no planejamento das atividades do setor e principalmente atrav s da delega o de responsabilidades diante de equipamentos e instala es 20 Toda a orienta o e treinamento s o realizados atrav s de reuni es peri dicas quando os colaboradores da equipe tem acesso l gica do sistema de gest o da manuten o e oport
158. e acesso onde o usu rio poder consultar os manuais dos fabricantes dos equipamentos ou os procedimentos de manuten o com as informa es de reparo necess rias para o diagn stico e progn stico da anomalia A Figura 5 1 mostra o exemplo da rvore de decis o gerada com informa es dos desligamentos na UTE de Anaj s em 2008 85 Anomalias no Painel El trico ou Quadro de Comandos As N O SM Anomalia no Sistema Resetar os Alarmes do Painel ou Quadro de Prote o do Motor Registrar a Ocorr ncia e parar a UDG As para Inspe o A Anomalia Persiste SIM N O SIM N O Identificar o Alarme de Prote o Registrar a Executar os Procedimentos Registrar a Ocorr ncia no Sistema Identificar as Causas da Anomalia Indisponibilizar e Ocorr ncia e Testar a VDG Abrir uma OS A anomalia para FOS Testar a UDG A Anomalia Persiste pode ser Sanada na UTE Teste Satisfat rio SIM N O SIM N O SIM N O Disponibilizar Indisponibilizar a a UDG para UDG e Executar os Opera o normal Procedimentos FFE Executar os Disponibilizar Procedimentos a UDG para para FOS Opera o normal Indisponibilizar a Aguardar a Execu o da UDG e Executar os OS Receber a UDG e Procedimentos FFE Realizar Teste Operacional A Anomalia foi Sanada SIM N O Disponibilizar a UDG para Entrar em Contato com o COR para informar FIG Opera o normal Figura 5 1 Exemplo de rvore de decis o
159. e crescimento ficando a maioria das usinas com ndices acima da meta estabelecida A metodologia aplicada permitiu o levantamento e o monitoramento dos par metros de desempenho da gera o de energia das UTESs propiciando a identifica o a quantifica o e a proposi o de solu es para sanar as causas das anomalias promoveu o controle dos par metros da gera o a diminui o do n mero de desligamentos em at 15 por ano e como consequ ncia propiciou a redu o dos custos globais de operacionais e de manuten o em 20 nas UTESs do sistema de gera o el trica do Estado Durante o per odo de utiliza o da metodologia do Ciclo de Rotinas nas UTEs da concession ria do estado todas as falhas que ocorreram nas UDGs foram estudadas atrav s de reuni es peri dicas entre as equipes de engenharia e de t cnicas manuten o mec nica e el trica Nestas reuni es eram apresentadas solu es para todas as defici ncias necessidades 128 e ou anomalias identificadas as quais foram registradas na base de conhecimento do software desenvolvido Assim a base de conhecimento do software desenvolvido passou a conter as contribui es de todas as pessoas envolvidas na manuten o incluindo as contribui es dos consultores e fabricante dos equipamentos para sanar anomalias deste modo o tempo de interven o nas UDGs era o menor poss vel pois antes de realizar uma manuten o o respons vel recebia as instru es com
160. e forma que fosse poss vel identific los no sistema de gera o rapidamente e de forma eficiente e sem duplicidades Com a classifica o dos elementos de uma UDG poss vel montar uma base de conhecimentos completo de um grupo gerador com a identifica o de todos os componentes e seus respectivos valores cr ticos iniciais Al m da classifica o dos elementos que comp e uma UDG importante saber qual o tipo de falha a que mais afeta o seu desempenho a fim de minimizar tais efeitos A Tabela 6 4 apresenta os tipos das falhas nos elementos do sistema de gera o A identifica o dos tipos e de suas faixas auxiliou no desenvolvimento das atividades de detec o neural de falhas 110 Tabela 6 4 Tipos das falhas no sistema de gera o S mbolo Descri o Falha funcional do equipamento respons vel pela por uma falha no desenvolvimento da fun o ocorre quando o equipamento n o opera em condi es nominais Falha operacional do sistema falha causada devido opera o indevida ou err nea de um equipamento ou sistema caudada por falha no sincronismo falta de ajuste dos par metros ou na opera o da UDG Falha por atua o indevida do Equipamento falha causada por atua o indevida de um componente do sistema de gera o causada por defeito no pr prio componente Falha na manuten o do equipamento falha causada por uma manuten o mal sucedida ou indevida causada por pessoal sem autori
161. ecimento ruim uso da gua do rio 01CHVOZMCI Bomba 001BBA0001 D gua Queima da v lvula solenoide do motor Qualidade da gua de arrefecimento ruim uso da gua do rio V lvula Solenoide Jacareacanga OH ACOIMCIO i 03VSN0002 Fonte SANTOS e NASCIMENTO 2010a 01BRGOIMCI O01RADO001 Diagn stico Progn stico A o Adotada Continuar havendo corros o dos componentes do sistema de arrefecimento dos motores Realiza o de testes f sico qu micos da qualidade da gua para se definir tipo de tratamento a ser utilizado Queima por defici ncia na alimenta o do sistema de corrente cont nua da usina Realiza o de manuten o preventiva no banco de baterias da usina Retirada do motor de opera o por superaquecimento do mesmo por entupimento das galerias do radiador Estudar e substitui o dos filtros de gua por fluido para radiador 120 Tabela 6 11 Diagn sticos e progn sticos para os elementos cr ticos das usinas em 2006 Exist ncia de correntes acima e ou abaixo Queima dos da faixa nominal da excitatriz do quadro de Excitatriz fus veis da comandos Desenvolvimento de estudos excitatriz para ampliar as prote es el tricas e a faixa de amperagem do equipamento 01BRG03QCM 14EXG0003 Ocorr ncia de desligamentos por falta de Entupimento das combust vel e danos nos componentes do 01MELO3MCI leo tubula es por sistema de alimenta o do motor 003TOC0005
162. el visando melhoria da manuten o foi desenvolvido um software O objetivo do software auxiliar o usu rio na implanta o e na ger ncia da manuten o da usina termel trica onde a metodologia for implantada 3 5 1 Fluxograma do software ciclo de rotinas A Figura 3 2 mostra o fluxograma geral desenvolvido para o software Ciclo de Rotinas Na sua fase inicial s o identificados os tipos de sistemas de gera o onde a metodologia ser implantada Durante a implanta o da metodologia para a manuten o de sistemas de gera o de energia s o necess rias as obten es de informa es para a forma o da base de conhecimento do programa Estas informa es podem ser vistas na se o superior do fluxograma geral do software mostrada na Figura 3 2 Conforme pode ser visto na Figura 3 2 o fluxograma do software requer que seja desenvolvida em um primeiro momento uma investiga o dos hist ricos de falhas anomalias ou ocorr ncias nos equipamentos do sistema de gera o de forma que seja poss vel agrupar e classificar os tipos de ocorr ncias nas UTESs 35 S2EUNON 9P OPIN 240MI os Op vIoS vuIrISOXNIH T E eInsig apephyuo ap euejsis lt lt IBABS gt BLUA SIS OU SOI UI sound ogidnuajui ap enuanbald og dnuajui ap ogieing BIIUIGL eydd ogsap ap epewoL 09 BWOjny SougelayH gt gt nuaw o eied egos ojuatua a O a ewa sis ajuaweauop o esed eapegsiuupy opuesado seua s oogje a oogje eujus g lt l
163. ela es de pot ncia de gera o SANTOS E C 2004 A 4 Componentes e elementos do sistema de gera o Como mencionado anteriormente o elemento principal de um sistema de gera o termel trico a diesel o motor diesel sendo assim ser o apresentados na Tabela A de maneira geral os v rios componentes de um motor diesel estacion rio Tabela A 2 Componentes principais dos motores diesel estacion rios COMPONENTES PRINCIPAIS DOS MOTORES DIESEL Se o dianteira Eixo de manivelas virabrequim Bomba de leo lubrificante Eixo de comando de v lvulas Mancais de escorregamento 2 E Conjunto de acionamento de v lvulas Do oO TO Tariocompresor Do o TO Resiiacordevciocidade Fonte SANTOS E C 2004 142 A 5 Sistematiza o dos grupos geradores Objetivando realizar a divis o e a classifica o dos diversos sistemas e subsistemas que comp e uma unidade diesel geradora torna se necess rio o desenvolvimento de um estudo detalhado das in meras configura es de instala es para os mais variados portes de m quinas Assim necess rio que seja realizado um invent rio completo envolvendo as caracter sticas e todas as condi es operacionais das UDGs das usinas Este invent rio dever servir como uma base de dados e aliados aos procedimentos e normas de manuten o e operacionais eles compor o a base de conhecimento da metodologia desenvolvida a fim de propiciar o controle de todas as a
164. em um determinado per odo de estudo ou seja a rela o entre as horas totais de opera o da m quina e o n mero de falhas detectadas no per odo observado calculado pela Equa o 4 1 HOPE HTMC MTBF 4 1 v Tempo M dio para Reparos MTTR a m dia do tempo em horas para a realiza o da programa o e efetiva o do reparo em uma unidade geradora no per odo de avalia o ou seja a rela o entre o total de horas de interven o corretiva e o n mero de falhas identificadas no per odo observado conforme mostrado na Equa o 4 2 HTMC MTTR NTMC 4 2 52 A Figura 4 2 mostra a janela de cadastro das ocorr ncias do software Ciclo de Rotinas e atrav s desta janela que s o formados os hist ricos das ocorr ncias no sistema assim como os hist ricos de inspe o nos componentes do sistema de gera o PA Ciclo de Rotinas Ocorr ncias no Sistema de Gera o es CICLO DE ROTINAS OCORR NCIAS NO SISTEMA DE GERA O DE ENERGIA EL TRICA C digo da Ocorr ncia Data da ocorr ncia Tipo Localidade Usina Alimentador 06 08 2008 Total Anaj s Anadi Hora de Inicio da Hora de T rmino da Tempo Total da Pot ncia El trica Energia Gerada Ocorrencia Ocorr ncia Interrup o do Sistema Instant nea Instant nea 10 00 min 10 15 min 00 14 min 500 00 kW 0 0863 kWh Descri o da ocorr ncia Base da UDG ici Tipo da Ocorr
165. en o a possibilidade de programar as interven es nas UDGs pois atrav s das an lises nos hist ricos das ocorr ncias e da identifica o dos componentes mais cr ticos de cada UTE foram reduzidos o tempo de atendimento nas usinas aumentou se os controles dos par metros operacionais e como consequ ncia reduziu se os custos operacionais da gera o de energia no per odo de implanta o 6 2 7 Monitoramento e ou controle As atividades de monitoramento e controle dos par metros de gera o das UTESs da concession ria do Estado do Par foram baseadas no invent rio das condi es operacionais das UDGs realizado nas atividades de identifica o e ou inspe o e na implanta o nas usinas de equipamentos e instrumentos para aquisi o dos dados da gera o como medidores de energia el trica multifun o Figura 6 5 e medidores de vaz o Figura 6 6 para medi o do consumo e estoque de combust vel Figura 6 5 Medidor de energia el trica multifun o instalado na sala de comandos da UTE de Santana do Araguaia PA 2008 Para a instala o dos medidores de energia houve a necessidade de adapta o dos transformadores de potencial e de corrente das subesta es de todas as usinas pois dependendo da pot ncia instalada e para atender a legisla o vigente Resolu o 163 05 da Eletrobr s os medidores de energia eram instalados em caixas padronizadas nas salas de comandos ou na sa da das subesta es
166. en o corretiva incluem os custos de horas trabalhadas homem x hora obsolesc ncia etc pe as sobressalentes materiais novos e em estoque e tempo de reparo do equipamento disponibilidade percentual O custo pode ser calculado usando a Equa o 4 21 CMC gt CF CAD CV TOU 4 21 Onde CMC o custo total da manuten o corretiva LCF o somat rio dos custos fixos da falha custo de pe as sobressalentes e de estoque CAD representa o somat rio dos custos administrativos LCV representa o somat rio dos custos vari veis por horas de tempo ocioso incluindo trabalho realizado e pessoas envolvidas TOU o tempo ocioso da usina ou do equipamento em an lise em fra o de hora O custo de pe as sobressalentes inclui o custo de mat ria prima pe as manufaturadas internamente aquelas enviadas para reparos pe as de reposi o pe as em estoque materiais 66 consum veis aquisi o e reparo de ferramentas comuns e especiais uso e calibra o peri dica de equipamentos de testes envio componentes e elementos para testes em laborat rios especiais O custo de pe as sobressalentes e mat ria prima s o extra dos do invent rio da manuten o e da opera o da usina O tempo ocioso de uma usina inclui o tempo em que a planta esteve fora de opera o devido a uma falha desde o momento que ocorreu a falha at o retorno da opera o Este valor pode ser obtido pela disponibilidade percentual da usina
167. end ncia de mau funcionamento do equipamento nesta fase que se deve proceder com a identifica o e ou substitui o dos componentes avariados ou com a realiza o de revis es parciais ou gerais das UDGs Contudo se nenhuma a o for realizada o equipamento anuncia que a situa o tender a se agravar quer seja por altera es nas suas condi es ou 24 par metros nominais de funcionamento ou na redu o de sua efici ncia cabe ao respons vel pela manuten o interpretar os avisos ou sinais durante a opera o Nesta fase apesar de uma aparente normalidade o equipamento acaba quebrando As duas ltimas fases do processo de quebra de um equipamento podem gerar manuten es do tipo corretiva programada ou em casos extremos manuten es corretiva do tipo n o programada sendo que na ocorr ncia deste ltimo tipo de manuten o os custos envolvidos para colocar a UDG em opera o extremamente alto pois envolve a compra imediata de materiais de pe as de reposi o a contrata o de especialistas etc entre outros custos imprevistos al m dos custos com horas extras do pessoal t cnico da empresa 2 4 Custo da Manuten o A Figura 2 3 mostra um gr fico emp rico onde foram levantados os custos m dios dos tipos de manuten o praticados em rela o ao n mero de ocorr ncias em UTES Estes custos foram obtidos nos setores de manuten o das empresas geradoras de energia durante o desenvolvime
168. entos de avalia o da manuten o Y Horas do Per odo Considerado HPC representa o n mero total de horas do per odo considerado para avalia o 51 Y Horas Totais de Manuten o dos Equipamentos HMNE o somat rio de todas as horas para execu o de qualquer tipo de interven o nos equipamentos geradores em um determinado per odo de estudo como por exemplo inspe es e manuten o do tipo preventiva corretiva e outros servi os nos equipamentos no primeiro semestre de um determinado ano ou seja rr o i 1 Y Horas de Opera o do Equipamento HOPE compreende a diferen a entre as horas opera o normal no per odo considerado e o somat rio das horas totais de manuten o dos equipamentos no mesmo per odo isto HPC HMNE v N mero Total de Manuten es Corretivas NTMC o somat rio das quantidades de manuten o do tipo corretiva que forem executadas em um determinado per odo Y Horas Totais de Manuten es Corretivas HTMC o somat rio de todos os tempos necess rios para a realiza o de manuten o do tipo corretiva programada e n o programada nos equipamentos geradores ou seja rc i 1 A partir das defini es expostas acima poss vel obter indicadores utilizados na manuten o de equipamentos mundialmente reconhecidos como os listado abaixo v Tempo M dio entre Falhas MTBF a m dia do tempo em horas entre duas falhas consecutivas ou um conjunto de falhas
169. equ ncias negativas que podem ocorrer com o sistema de gera o caso nenhuma a o seja tomada e Matriz de Urg ncia U identificados os elementos mais cr tico de um sistema ou processo determina se a urg ncia de atendimento da anomalia ou seja serve para defini o dos prazos para a tomada de decis es e ajuda a desenvolver padr es de urg ncia para cada criticidade ocorrida priorizando as mais relevantes em fun o do tempo dispon vel para atendimento a fim de san la e Matriz de Tend ncia T serve para desenvolver padr es de tend ncia para cada criticidade ocorrida priorizando os mais relevantes de forma de se possa projetar a tend ncia de comportamento da anomalia ou seja mede a propor o do problema no futuro importante que para cada tipo de anomalia ou falha identificada sejam tamb m desenvolvidas a es para san las fazendo o comparativo do antes e do depois dos fatos A Tabela H 1 mostra os valores e as caracter sticas dos elementos da matriz gravidade urg ncia e tend ncia um exemplo dessa matriz 182 Tabela H 1 Matriz de gravidade urg ncia e tend ncia INDICADORES DA INDICADORES DA INDICADORES DA MATRIZ VALOR MATRIZ DE GRAVIDADE MATRIZ DE URG NCIA DO DM ANT D DANOS DAN PREJUISOS NECESSIDADE DA SE NADA FOR FEITO PARA DIFICULDADES A O SANAR A ANOMALIA Extremamente S rio Imediata a Safa aaa Rapidamente 4 MutoGrave Com Alguma Urg ncia Vai Piorar em Pouco Tempo O Mais Ce
170. er SIM ou N O para cada tipo de anomalia Chega se assim ao resultado onde informado um tipo e ou c digo para reparo relativo ao procedimento de manuten o e administrativo a ser utilizado pelos t cnicos Na metodologia Ciclo de Rotinas utilizou se uma fun o de busca sobre a base de conhecimento que estruturada a partir de uma rvore de decis o Por meio da intera o com o usu rio atrav s de perguntas sobre os sintomas apresentados pelos sistemas da UDG O sistema chega a um conjunto pr determinado e restrito de causas para a falha apontada podendo at serem mensurados os respectivos ndices de possibilidade de falha Ao inv s de se apresentar todas as poss veis causas das falhas avalia se o sistema especialista avalia o hist rico das falhas e inicia a busca da solu o por um processo iterativo em uma rvore por n vel onde se considera a sequ ncia dos valores considerando a quantidade de ocorr ncias provocadas pelo equipamento em ordem decrescentes do fator de certeza isto o grau que mensura o n vel de confiabilidade entre as causas e a solu o e pelo n vel de facilidade na manuten o e acesso Por exemplo se houvesse dez maiores possibilidades de causas para um desligamento nos sistemas das UDGs em 2008 onde pode se observar os tipos e a classifica o das causas de desligamentos as poss veis causas seriam apresentadas diretamente ao usu rio em ordem decrescente de ocorr ncias tendo a in
171. er Detroit Caterpillar s ries 3300 GM e Weg e 3400 Guascor F240 F360 i F480 SF 240 SF 360 Cummins KTTA QSK Onan Caterpillar s rie 3500 C32 Caterpillar Leroy Perkins 4012T Alco Guascor Somer GE GM P Ports FERRO SF 480TA GM EMD LOUN Brush Toshiba Mitsubishi MTU 16 e ABB e Newage 12V4000 G83 Stanford Fonte SANTOS E C 2004 Os tipos das UDGs e dos geradores el tricos alternadores mostrados na Tabela A 1 s o para as unidades geradoras de algumas empresas respons veis pela gera o de energia nos estados do Acre Amap Amazonas Goi s Mato Grosso Par Rio Grande do Norte Rond nia Roraima e Tocantins A 2 Desempenho e rendimento As UTEs com motores diesel apresentam seu rendimento associado a um conjunto de condi es operacionais como v As caracter sticas atmosf ricas do local de opera o temperatura e umidade v As caracter sticas das cargas a serem atendidas Do layout da instala o proximidade entre as unidades 139 Y Da disponibilidade de reserva girante Da curva de carga da localidade lt S Da qualidade do leo combust vel entregue armazenado e do processo de filtragem da modula o de carga Do tipo de regime de trabalho motor de emerg ncia regimes limitado ou cont nuo v Da vida til do equipamento Do programa de manuten o das unidades geradoras Y Entre outros fatores Todos esses fatores distancia
172. er ret ngulos o espa o completo Sob este ponto de vista um disjunto nada mais do que um hiper ret ngulo Um algoritmo para indu o de rvores de decis o trata se de um exemplo de algoritmo de estrutura TDIDT Top Down Induction of Decision Trees Introdu o da rvore de decis o de cima para baixo Este algoritmo utiliza a estrat gia dividir para conquistar ou seja um problema complexo decomposto em subproblemas mais simples conforme a metodologia Kaizen Entretanto a rvore assim constru da pode estar ajustada demais overfitted aos dados de treinamento Uma rvore de decis o A estar ajustada demais aos dados se existir uma rvore A tal que A tem menor erro que A no conjunto de treinamento por m A tem menor erro no conjunto de teste Para corrigir o fato de uma rvore estar ajustada demais deve se executar um procedimento de poda da rvore como ser explicado posteriormente Antes disso por m ser o apresentados os principais conceitos usados na constru o da rvore O passo principal de um algoritmo que constr i uma rvore de decis o a escolha de um atributo para rotular o n atual da rvore Deve se escolher o atributo que tenha o maior 71 poder de discrimina o entre as classes para os exemplos no n atual como por exemplo as causas de desligamento de um sistema de gera o Para isso deve se utilizar uma medida de poder de discrimina o de classes O proces
173. erada ainda a tend ncia dos custos da manuten o que segundo JELEN F et al 1983 e SANTOS e NASCIMENTO 2009 variam em m dia entre 5 a 15 do custo do investimento no sistema de gera o termel trico por ano O controle efetivo dos par metros operacionais e de manuten o das usinas termel tricas pode levar a uma economia consider vel j que facilita a avalia o dos custos de poss veis a es corretivas imprevistas ou de manuten o de emerg ncia nas UTESs permitindo a identifica o dos componentes e ou sistemas respons veis pela perda de rendimentos e pelas causas de falhas Esta tese visa descrever as atividades do desenvolvimento da metodologia Ciclo de Rotinas e a sua utiliza o em UTEs do sistema isolado Esta metodologia trata se de uma t cnica para atingir os objetivos e metas de um empreendimento que permite avaliar melhor a rela o causa e feito de anomalias e auxiliar na tomada de decis o gerencial Esta tecnologia tem aplica o direta na gera o de energia de uma usina termel trica envolvendo e buscando as melhorias dos diversos sistemas da UTE nos aspectos t cnicos de manuten o econ micos de seguran a e de meio ambiente Ela trata da utiliza o de uma metodologia alicer ada por um software chamado Ciclo de Rotinas que tem como objetivo a melhoria do controle da manuten o em sistemas de gera o auxiliando no gerenciamento dos processos de manuten o dos equipamen
174. ereresee 36 Figura 3 4 Janela do menu principal do software Ciclo de Rotinas 37 Figura 3 5 Janela de cadastro de usinas do software Ciclo de Rotinas eessescescseeeeressee 38 Figura 3 6 Janela de cadastro dos elementos das usinas do software Ciclo de Rotinas 39 Figura 3 7 Janela de sistematiza o do software Ciclo de Rotinas aplicado nas UDGs 40 Figura 3 8 Janela de cadastro de funcion rios do software Ciclo de Rotinas 41 Figura 3 9 Janela de cadastro dos componentes das UDGs do software Ciclo de Rotinas 42 Figura 3 10 Exemplo da janela de cadastro de usinas do software Ciclo de Rotinas personalizada para a UTE de Anaj s a cqanadnsia da pads das a Cie 43 Figura 3 11 Janela de relat rio do software Ciclo de Rotinas 44 Figura 4 1 Mecanismo de uma ocorr cia em sistemas de gera o 50 Figura 4 2 Janela de cadastro de ocorr ncias do software Ciclo de Rotinas 52 Figura 4 3 C lculo de criticidade do software Ciclo de Rotinas para as UDGs de Anaj s 62 Figura 4 4 Custo de uma usina termel trica sesesseeeseseesessessresresseesrtsressreseseresresseseresressesert 65 Figura 4 5 Janela do c lculo dos custos do software Ciclo de Rotinas para as UDGs 70 Figura 5 1 Exemplo de rvore de decis o gerada para os desligamentos na UTE de Anaj s 85 Figura 5 2 Modelo de um neur nio n o linear
175. esenvolvido de forma que os cadastros das usinas sejam armazenados em arquivos independentes conforme mostrado na Figura 3 5 que mostra a janela de cadastro de usinas Cadastro de Usina e Conserva o dos Equipamentos E Descri o dos Equipamentos Observa es Dados de Conserva o Manuten o dos Equipamentos Empresa Propriet ria Nome Popular UTE Nome da UTE Localiza o Munic pio Estado Datas Inicio da constru o Inicio da opera o Contatos Telefone da UTE e mail Pot ncias Total instalada kW Efetiva Liberada kW N mero de unidades Pot ncia m dia por unidade geradora kW Tipo de UTE Tipo de Opera o Voltar Figura 3 5 Janela de cadastro de usinas do software Ciclo de Rotinas Deve se buscar identificar as mais variadas necessidades dos sistemas de gera o pois al m do invent rio nesta tarefa deve se tamb m obter os hist ricos de eventos ocorridos nas UTEs e a compara o do rendimento das mesmas com as condi es de comissionamento ou de testes de recep o das UDGs Ap s a realiza o do invent rio todas as informa es das UTEs dever o ser introduzidas na base de conhecimento do software Ciclo de Rotinas Uma forma de desenvolver esta tarefa pode ser encontrada quando se clica no menu Processo Produtivo ou Sistema onde poss vel efetuar ou alterar o cadastro de informa es das usinas na base de conhecimento Como pode ser percebido
176. esso ou sistema Forma o de uma cultura gerencial administrativa s lida baseada em procedimentos normas e ferramentas j consagradas adaptando se as condi es de cada empreendimento Promo o de mudan a da cultura de gerenciamento manuten o e opera o com a forma o de mentalidade proativa dos funcion rios a partir da utiliza o da engenharia de manuten o Identifica o dos impedimentos ou entraves para alcan ar os objetivos e metas Defini o das ferramentas gerenciais a serem adotadas para cada passo do ciclo de rotinas a fim de atingir as metas tra adas e o objetivo da organiza o Sistematiza o e classifica o dos sistemas e subsistemas bem como os equipamentos instrumentos e ferramentas com seus acess rios e perif ricos Parametriza o dos procedimentos instru es t cnicas e normas do processo produtivo indicando ap s testes as condi es timas de funcionamento dos sistemas e equipamentos 29 Padroniza o das atividades e elementos no desenvolvimento das tarefas voltadas para a manuten o de equipamentos e consequente propiciar a redu o de custos do processo Planejamento das interven es inspe es e revis es nas m quinas e equipamentos reduzindo os custos operacionais Promo o da forma o t cnica cont nua dos funcion rios da organiza o aumentando a confiabilidade operacional do processo ou sistema Execu o das interven es nos equipamentos a parti
177. executados e ficam inativos sem a interven o ou o conhecimento do usu rio final Isto ocorre devido os estes sistemas serem automaticamente gerenciados por programas espec ficos os quais n o consideram a itera o entre o meio ambiente as caracter sticas espec ficas do local e o usu rio final Assim importante que um sistema de gerenciamento da manuten o contemple essa experi ncia acumulada as relacione com as regras criadas normas e procedimentos existentes ou a serem desenvolvidas para sanar os poss veis problemas detectados nos processos produtivos e auxilie o usu rio na tomada de decis o Tendo em vista a complexidade e os custos envolvidos na aquisi o e na implanta o destes tipos de softwares em rela o aos equipamentos necess rio um constante monitoramento de seu desempenho e o desenvolvimento de programas r gidos de manuten o de forma a manter a opera o dos sistemas gerenciados segura e eficiente Acompanhando o atual cen rio brasileiro no que tange a opera o de usinas termel tricas observa se que em um grande n mero de UTESs seus equipamentos geradores turbinas motores etc foram projetados para operar continuamente e em plena carga Entretanto tem se notado que este cen rio est passando por altera es operacionais significativas no Brasil quer seja em fun o da legisla o vigente ou por for a de contrato onde se observa que a maioria destas usinas opera atualmente em
178. feito ocasional o est gio inicial da perda de desempenho de um equipamento pode ser considerado como um caso isolado no funcionamento da m quina periodicidade m dia mensal Defeito intermitente um evento que ocorre com menor intervalo de tempo entre os fatos Neste est gio al m do defeito em um componente outros componentes podem apresentar falhas periodicidade m dia entre quinze dias e um m s yY Defeito permanente ocorre quando um componente n o consegue mais desenvolver sua fun o havendo a necessidade de sua troca por outro O tempo entre as ocorr ncias fica ainda mais reduzido periodicidade m dia de ocorr ncia menor que quinze dias Tanto na fase de anomalia quanto na fase de falha existe a necessidade de acompanhamento dos par metros operacionais das UDGs sendo poss vel a revers o do quadro atrav s de manuten es dos tipos preventivas preditivas detectivas ou at mesmo proativas Caso n o haja nenhum tipo de interven o ou caso a anomalia n o possa ser detectada pela equipe de operadores desencadear a quebra do equipamento podendo gerar uma indisponibilidade total ou parcial da UDG ou da pr pria usina Quebra a fase onde ocorre a parada total de um equipamento ou de um componente por um longo per odo de tempo resultante de uma falha ou defeito permanente em um equipamento sistema ou componente impedindo o seu funcionamento Nesta fase ocorre uma sequencia de fatos que anunciam a t
179. fetuada em uma UDG quando ela estiver em uma parada entre turnos ou repouso stand by Nestes instantes aproveita se para efetuar pequenos reparos e ou modifica es sejam elas para melhora de performances e pequenos ajustes Existem casos em que poss vel se realizar as atividades de manuten es do tipo preventivas por m de forma n o planejada Nestes casos n o existem controles efetivos do tempo de opera o dos equipamentos havendo a necessidade de se antecipar ou postergar a manuten o de forma preventiva A implanta o de algum tipo de manuten o planejada requer a utiliza o de ferramentas gerenciais de manuten o conforme mostrado na Figura 2 1 O objetivo do uso dessas ferramentas disponibilizar t cnicas ou softwares para gerenciar a manuten o a ser praticada criando uma cultura gerencial s lida baseada no controle das ocorr ncias A pesar do alto custo associado manuten o corretiva poss vel realizar este tipo de manuten o de forma planejada principalmente nas UDGs que estiverem na garantia do fabricante Nestes casos a interven o da equipe de manuten o n o poss vel pois poder acarretar a perda da garantia do equipamento Segundo KARDEC e NASCIF 2009 a manuten o planejada preventiva o tipo de manuten o efetuada com a inten o de reduzir a probabilidade de falha de uma m quina ou equipamento ou ainda a degrada o de um servi o prestado Este tipo de manuten o
180. ficadas como cr ticas e que deveria ser tratada era o n mero total de desligamentos nas usinas do sistema isolado sendo esta a primeira necessidade a ser monitorada Utilizando se as informa es do banco de dados da concession ria do estado iniciando se a pesquisa em 2002 ano a ano foram levantadas as caracter sticas das UTEs no Estado do Par foram criados gr ficos de acompanhamento de forma a criar um hist rico sobre a opera o das usinas onde foram classificados os desligamentos ocorridos em todas as usinas conforme mostrado na Tabela 6 2 que mostra uma tabela com os desligamentos ocorridos nas UTESs do sistema isolado no ano de 2008 importante notar na Tabela 6 2 que foi usada o Ciclo de Rotinas para se visualizar quais as usinas que se mantiveram abaixo dentro ou acima do n mero de desligamentos estipulados em um determinado per odo As falhas que ocorreram nos sistemas das UDGs foram agrupadas e classificadas de forma que fosse poss vel identificar as usinas mais cr ticas Para cada tipo de falha foi atribu do um valor cr tico inicial os quais tiveram seus valores ajustados conforme o treinamento das redes neurais em fun o dos desligamentos ocorridos nos sistemas Paralelamente ao levantamento das atividades referentes aos desligamentos nas usinas buscou se identificar outros problemas cr ticos nas UDESs do sistema isolado 105 ADHINIOS soquawebi sag dodsynad sojuawebijsag Yd139
181. ficiais A fun o de ativa o escolhida foi a tangente hiperb lica e usada tanto na camada escondida quanto na de sa da A toler ncia de erro de treinamento adotada foi del0 Aproveitou se tamb m para durante o treinamento realizar os procedimentos referentes valida o e teste da rede Para isso dos padr es de treinamento foram reservados 20 para valida o e 20 para teste Dessa forma ao final do treinamento tem se boa ideia da capacidade de generaliza o da mesma Diversos testes foram realizados visando escolher a configura o mais adequada O Modelo da RNA referente s unidades geradoras da UTE de Anaj s cujos passos de montagem da rede neural Este RNA constitu do por 35 alarmes na entrada correspondentes aos tipos de falhas que podem ocorrer nos subsistemas das unidades geradoras conforme mostrados na Tabela C 4 do Ap ndice C para 35 neur nios na sa da um para cada tipo de falha correspondentes ao mapeamento fornecido pela usina no per odo de estudo Para cada se o do PMC necess rio que sejam avaliadas as curvas de treinamento de valida o e de teste citadas anteriormente e referentes s unidades geradoras da UTE de Anaj s Uma curva de treinamento reflete a varia o do erro quadr tico m dio em fun o da quantidade de per odos QP isto o n mero de vezes que um conjunto completo de padr es foi apresentado a RNA 98 Os valores desejados especificados nos padr es
182. ga Equipamentos de medi o e controle amper metros cosf metros medidores de energia frequenc metros volt metros quilo watt metros etc Potenci metro Sinaliza o luminosa Alarme sonoro Contactores Bra o de sincronismo Sincronosc pio eletr nico Rel s de prote o da unidade geradora pp y y V Fonte SANTOS E C 2004 de Alternador el trico parte el trica Mancal de deslizamento Mancais de rolamento Estator Rotor Rotor girante Ponte retificadora Varistor Diodos Anel coletor Excitatriz girante Porta escova Tampa traseira Ventilador Grade de prote o do ventilador Tampa dianteira Parafuso de fixa o Baseta Cablagem For a e de controle e estator da excitatriz Sistema de armazenamento de combust veis Tanque de Armazenamento Tanque de Servi os Tanque Terra Descarregamento ou recebimento rea de recep o combust vel de leo Sistema de transfer ncia de leo diesel Bombas de transfer ncia Bomba de recebimento Bomba de by pass Centrifugadoras ou filtro prensa Tubula o Sistema de drenagem Caixa separadora Caixa coletora Bomba manual Canaletas e tubula es Painel de comando e controle Term metros de gua Term metros de leo Man metro de leo Botoeiras de partida Botoeira de parada Chave de igni o Sinaliza o de painel em opera o Sistema de
183. has 155 o Custo do homem x hora dos servi os o Os procedimentos e normas internas e externas para execu o dos servi os e Padronizar os tipos de relat rios e de comunica o de anomalias de ocorr ncias e de falhas etc na empresa e Padronizar as listagens ou rela o de materiais por grupamento de equipamentos para as inspe es e para as revis es da manuten o e Padronizar as informa es que devem constar da solicita o de manuten o tais como o Equipe de manuten o respons vel pelo servi o O Fam lias ou grupos de equipamentos o Localiza o dos equipamentos e de outros elementos o Condi o do equipamento ou item de manuten o o Data e hora da parada o Tipo e ou modos de falha ocorrida o Classifica o de prioridade de realiza o dos servi os o Periodicidades de execu o dos servi os o Componente do subsistema do equipamento ou do sistema o Topologias de instala o dos sistemas de medi o e ou aquisi o de dados o As caracter sticas cadastrais do solicitante da solicita o de manuten o e Realizar os testes e avalia es de novos componentes e a padroniza o dos componentes j implantados visando redu o de custo da empresa e Encaminhar os relat rios de padroniza o para os rg os respons veis pela elabora o do or amento da empresa para posterior avalia o das sugest es de padroniza o dos sistemas e processos a fim de que as recomenda
184. i es que quando satisfeitas mesmo parcialmente determinam o processamento da a o parte ENT O da regra atrav s de um mecanismo de infer ncia fuzzy ou seja dispara uma regra Por sua vez a a o comp e um conjunto de a es ou diagn sticos que s o gerados com o disparo da regra As a es das regras disparadas s o processadas em conjunto e geram uma resposta quantitativa para cada vari vel de sa da do sistema 5 1 3 Processo fuzzy Com base na fun o fuzzy de eventos hist ricos Hx que ocorreram nas unidades geradoras das UTEs agrupados em categorias e de acordo com a base de conhecimentos do software do ciclo de rotinas poss vel formar uma listagem b sica para treinamento de redes neurais para cada categoria de eventos visando o desenvolvimento de progn sticos do sistema de gera o e adapta o de planos para a manuten o das unidades geradoras Assim como a codifica o operacional dos sistemas cada um dos elementos que comp e os subsistemas recebeu tamb m um valor de classifica o inicial de criticidade Cr a fim de facilitar o seu acompanhamento quando em opera o formando o banco de dados de materiais do m todo Este valor foi ajustado conforme a obten o da fun o de hist rico de opera o das UDGs tendo o seu valor inicial variando entre 01 menos cr tico e 10 mais cr tico em fun o da extens o do problema para a empresa ou sistema de gera o dev
185. iEMPre A Step Forward in Predictive Maintenance POWER GEN 05 SCHEIDEL Michael BENDER Karlheinz amp TAUD Robert 2004 Use and Experience of Gas Turbine On line Diagnostics POWER GEN EUROPE 04 Barcelona SHAW I S e SIM ES M G 2002 Controle e modelagem FUZZY S o Paulo FAPESP 165 p SOUSA R G 1999 Desenvolvimento do Sistema de Implanta o e Gest o da Manuten o Disserta o de Mestrado do Curso de Engenharia de Produ o Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGS Porto Alegre RS PEREIRA Jos C 2003 Motores e Geradores Princ pio de Funcionamento Instala o Opera o e Manuten o de Grupos Geradores Diesel VAN ROOIJ A J F JAIN L C JONHSON R P 1996 Neural Network Training Using Genetic Algorithmic Singapore Word Scientific Publishing Co Pte Ltd VALERO A SERRA L amp LOZANO M A 1993 Structural Theory of Thermoeconomics In Richter HJ editor International Symposium on Thermodynamics and the Design Analysis and Improvement of Energy Systems ASME Winter Annual Meeting ASME Book N H00874 p 189 98 WEI C ZHANG Z ZHAO X WANG G 2010 Engineering Application of Labeling System in Power Plant IEEE WIREMAN Terry 1998 Developing performance indicators in managing maintenance New York Industrial Press ZADEH L 2003 Fuzzy Logic Computer Abril Vol 21 pp 83 93 ZHANG C CHEN S ZHE
186. ias caso n o sejam tomadas a es mitigadoras sendo considerada a probabilidade de perda total do equipamento danos severos nos sistemas e subsistemas e a realiza o de revis o geral no equipamento visando sanar a anomalia ap s o seu diagn stico realizado por meio de inspe o do equipamento no local da instala o 13 Cap tulo 2 MANUTEN O DE UTEs COM MOTORES DIESEL Este cap tulo apresenta uma breve revis o sobre as usinas termel tricas UTESs que s o centrais geradoras que utilizam m quinas t rmicas ou reatores para a gera o de energia el trica Ser dada uma contextualiza o seguida de uma breve explana o sobre os tipos a classifica o do processo e os custos da manuten o que vem sendo praticado pelas UTESs Segundo a ANEEL 2011 as UTEs mais comuns implantadas para servi o p blico s o as termel tricas com motores diesel a g s a vapor e nuclear sendo que somente as usinas em que os grupos geradores cujos acionadores sejam motores diesel ser o o objeto deste estudo 2 1 Contextualiza o Segundo a ANEEL 2011 em todas as regi es do Brasil existem UTEs com motores diesel de pequeno de m dio e de grande porte Estas usinas fornecem energia el trica para v rios munic pios em servi o p blico Muitas delas operam continuamente em sistemas isolados de gera o de energia sendo que a maior concentra o delas est nos estados das regi es Norte Nordeste e o Centro Oeste
187. ias ocorridas na usina 183 Tabela H 3 Exemplo de matriz GUT para prioriza o de problemas Organiza o Centrais El tricas do Par S A Processo UTE de Anaj s S Quantidade Anomalias ou Problemas ou Falhas de Falhas Falha Funcional do Equipamento FFE 2 Falha Operacional do Sistema FOS 6 5 fa 5 Ea por Aua o indevida ras Sa SO Falha por Quebra EE CEL FQE Falha por E no Sistema FIS 9 Falha por Dano ao Meio Ambiente FMA Falha por Indisponibilidade de Gera o FIG Na Tabela H 3 percebe se que o tipo de falha que dever receber uma a o priorizada a FOS seguida da FFE e da FAI Para cada tipo de falha deve ser adotada uma a o para san la conforme mostrado no exemplo das a es da Tabela H 4 Tabela H 4 Exemplo de a es a serem realizadas por tipo de falha Organiza o Centrais El tricas do Par S A 2008 Processo UTE de Anaj s C digo KKS 01 Anomalias ou Problemas ou Falhas A es a serem Adotadas An lise das condi es operacionais e adequa o do sistema 2 FOS Realiza o de treinamentos e reciclagens para o pessoal envolvido com a opera o da usina termel trica 3 FAI Analise do funcionamento do equipamento e substitui o do componente da UDG por outro com as mesmas caracter sticas Substitui o do equipamento Adequa o nos planos e nos procedimentos de manuten o Adequa o nos procedimentos de mob
188. ico de anomalias falhas e defeitos ocorridos num determinado per odo de tempo a fim de detectar poss veis necessidades de manuten o 149 e Reunir todos os procedimentos instru es normas internas e externas rotinas etc elaborados ou existentes para desenvolvimento do processo em cada subsistema e Reunir todas as informa es t cnicas administrativas cat logos procedimentos normas informa es t cnicas etc para pesquisa divulga o e desenvolvimento de documenta o t cnica sobre os processos ou sistemas e Selecionar as ferramentas gerenciais para a identifica o das necessidades e para a inspe o das instala es e Identificar as necessidades de inspe es e de manuten o no sistema ou processo e Identificar as condi es de seguran a das instala es e uso dos EPIs e EPCs nas v rias reas da empresa e Verificar as condi es do meio ambiente interno e externo empresa e Levantar as condi es operacionais atuais dos componentes dos subsistemas e Inspecionar todos os componentes ou subsistemas do processo ou sistema a fim de conhecer e determinar os pontos cr ticos dos mesmos e Desenvolver um fluxograma do processo a fim de determinar os inter relacionamentos entre os subsistemas do processo e Elaborar um relat rio listando todas as necessidades consideradas relevantes pela equipe de identifica o e inspe o e Realizar a medi o dos tempos e verifica o dos m todos
189. ido parada do equipamento ou do grupo gerador conforme mostrado na Tabela 5 1 que mostra a classifica o dos elementos cr ticos do sistema de gera o 2 J a a o chamada de consequente composto por um conjunto de a es ou diagn sticos 75 Tabela 5 1 Classifica o dos elementos cr ticos dos sistemas Descri o O sistema para por um longo tempo mais de um m s se ele n o estiver funcionando corretamente e depende de manuten o corretiva ou programada para o seu restabelecimento corretamente e depende de manuten o corretiva ou programada para o seu restabelecimento corretamente e depende de manuten o programada para o seu restabelecimento corretamente e depende de manuten o corretiva programada para o seu restabelecimento O sistema para por um m dio tempo mais de um dia se ele n o estiver funcionando corretamente e depende de manuten o corretiva n o programada para o seu restabelecimento Muito cr tico S O sistema para por um m dio tempo mais de doze horas se ele n o estiver funcionando 5 E corretamente e depende de manuten o corretiva n o programada para o seu Q restabelecimento O sistema para por um m dio tempo mais de quatro horas se ele n o estiver funcionando 4 corretamente e depende de manuten o corretiva n o programada para o seu restabelecimento O sistema para por um pequeno tempo mais de uma hora se ele n o estiver funcionan
190. il do componente e o terceiro item da criticidade busca mostrar a influ ncia do mau funcionamento do elemento no sistema partindo dos indicadores de produtividade do sistema de gera o Visando comparar o desempenho operacional na metodologia Ciclo de Rotinas e baseado na Equa o 5 3 utiliza se para as condi es operacionais o valor do consumo espec fico timo Cgspo que a rela o entre a quantidade de combust vel para as condi es de m ximo rendimento ou seja o consumo de combust vel timo Cco pela pot ncia nominal do equipamento Py multiplicado pelo tempo de avalia o ta para as condi es timas de temperatura umidade e press o conforme mostrado na Equa o 4 5 Cespo o 4 5 N A O consumo espec fico de uma unidade geradora mostra o desempenho em opera o havendo necessidade de se investigar as eventuais causas de anomalias ou mau funcionamento para minimizar tais problemas Assim como para o consumo espec fico baseado na Equa o 4 5 para c lculo do fator de carga m dio timo das UDGs utiliza se a Equa es 4 6 como 55 m Per Foro E x P cl 4 6 j 1 i Ni onde Furto O fator de carga timo ou de utiliza o do grupo gerador i no intervalo de tempo e Pgrz a pot ncia efetiva liberada da UDG i no intervalo de tempo j em kW Na busca de um par metro de avalia o dos componentes de uma unidade geradora calcula se o valor cr tico equivalente
191. iliza o da equipe de manuten o Solicita o de reparo para a equipe de distribui o de energia 8 WS An lise e melhoria do sistema de prote o das UDGs An lise e aplica o das a es mitigadoras para evitar aumento dos danos Realiza o de manuten o corretiva n o programada ou substitui o da UDG O procedimento demonstrado acima utilizado para determinar a ordem de prioridade para as falhas ou desligamentos ocorridos nas usinas em um determinado per odo sendo mais uma ferramenta aplicada na metodologia Ciclo de Rotinas
192. inding Dlagnostic PROgramme WIDIPRO que assim como os outros tipos de programas utiliza v rios m dulos para diagnosticar as condi es operacionais de UTESs Neste programa s o utilizados m dulos como o AMODIS utilizado para monitoramento cont nuo dos sistemas e o PAMOS que registra a atividade de descarga parcial separadamente em cada gerador havendo ainda um m dulo de an lises de vibra o chamado de VIC al m de m dulos para armazenamento de hist ricos de ocorr ncias e de monitoramento das condi es operacionais de uma planta entre outros Em 2004 foi mostrado por BARDUCCI et al 2004 um sistema de monitoramento e diagn stico para UTEs de ciclo combinado chamado de Gas Turbine Diagnostic System GTDS Este sistema foi desenvolvido pela empresa Sermatech Aplica es Inteligentes baseados no programa TIGER da KEL O GTDS tem sua funcionalidade em um sistema hier rquico de avalia o de falhas ocorridas nos componentes de uma unidade geradora obtendo todos os par metros operacionais da UDG incluindo os espectros de vibra o e atrav s de monitoramento cont nuo de sensores poss vel acompanhar uma tend ncia dos par metros e identificar falhas que venham a ocorrer em um componente e que possam comprometer o rendimento do conjunto gerador apontando os componentes mais cr ticos BURTON et al 2004 apresenta a aplica o de algumas ferramentas gerenciais e administrativas as quais m todo
193. instala es das usinas onde a metodologia ser implantada sendo que as informa es levantadas far o parte da base de conhecimento do software a ser desenvolvido de forma a facilitar a compara o do ante e ap s a implanta o da metodologia A Figura 3 4 mostra a janela do menu principal do software Ciclo de Rotinas onde dependendo do n vel de acesso do usu rio poss vel classificar ou alterar as caracter sticas do elementos de um sistema de gera o Usina An lises Relat rios Ajuda Cadastros gt Fornecedor i Ctri Q Materiais ICA O Componente Elementos Sistema MENTO SubSistema Funcion rios 55 W NS REA 3 N TREINAMENTO Nas A E Figura 3 4 Janela do menu principal do software Ciclo de Rotinas Na metodologia Ciclo de Rotinas todos os cadastros podem ser feitos diretamente na janela do menu principal assim como podem ser acompanhados os relat rios dos indicadores de gerenciamento do sistema de manuten o No menu relat rio tamb m s o gerados os e mails de relat rios autom ticos que s o encaminhados para os gerentes de cada setor de acordo com a programa o estipulada previamente S o atrav s destes relat rios autom ticos que se realizam os acompanhamentos das atividades gerenciais e de atendimento s ocorr ncias 38 Atrav s do Ciclo de Rotinas poss vel se gerenciar mais de uma usina termel trica ao mesmo tempo pois o software foi d
194. io VuHr multiplicado pelo n mero de horas para realiza o dos servi os de manuten o Nyrs Equa o 4 28 n Copy D Mia N is k 4 28 i O Ccpu ser o sexto subtotal analisado e armazenado no banco de dados do software Ciclo de Rotinas v Custo Fixo de Funcionamento dos Componentes Crec s o todos os custos de funcionamento dos componentes dos subsistemas da usina envolvendo os valores fixos das reas administrativas t cnicas e operacionais Este custo deve ser calculado pelo somat rio dos custos individuais de cada item necess rio para o funcionamento dos componentes da usina Cc multiplicado pela quantidade de itens necess rios para o funcionamento dos sistemas Qrnr como por exemplo energia do escrit rio computadores material de escrit rio etc Equa o 4 29 n Cre Y Ce Qir j 4 29 i l O Crc ser o s timo subtotal analisado e armazenado no banco de dados do programa Ciclo de Rotinas O custo total dos servi os de manuten o Crsm dos componentes de um subsistema do sistema de uma unidade geradora calculado pelo somat rio dos subtotais dos custos apresentados acima conforme mostrado na Equa o 4 30 n Crsm T gt C Cor Csr Cm Cucu Ceru Che i l 4 30 importante ressaltar que durante o desenvolvimento dos servi os de manuten o dos componentes dos subsistemas os custos apresentados s o parte do planejamento dos servi os e que
195. ios das metas e Na fase de controle s o realizadas as altera es necess rias nos planos de a o e de conting ncia ap s as altera es realizada a execu o do plano de conting ncia e Na fase de comunica o observa se a sua import ncia para todas as fases pois ela realiza o estabelecimento de uma base de dados sobre o programa de gerenciamento de riscos da empresa que tem como objetivo o desenvolvimento de um ambiente voltado divulga o ao treinamento e ao monitoramento dos ricos identificados seguida do desenvolvimento de m ltiplas perspectivas para o gerenciamento de riscos 7 ren in cio A gt Identifica o s G E Planejamento Yy Er Monitora o Figura B 1 Procedimento global de identifica o de necessidades Este modelo propicia integra o entre as v rias fases do processo de gerenciamento da manuten o de uma organiza o podendo haver treinamentos e repasse de informa o das condi es de risco do ambiente trazendo v rios benef cios para os envolvidos nos processos da organiza o Para tal necess rio e Montar as equipes de identifica o e ou inspe o de problemas e desvios e Definir um cronograma de reuni es peri dicas para o desenvolvimento das tarefas da rotina de melhoria do processo da organiza o e Realizar reuni es peri dicas as quais devem ter seu conte do previamente preparado para agilizar o seu andamento e Obter um hist r
196. ioso Sistema de lubrifica o Bomba de leo lubrificante Filtro de leo lubrificante Trocador de calor Suspiro do C rter Linha de lubrifica o do turbocompressor leo lubrificante C rter Suspiro do C rter Sistema de partida el trico v Motor de partida Baterias Retificador Sistema de ar comprimido Compressor de ar v V lvula reguladora de press o y Motor de partida v Tubula o de ar v Tanques de ar Sistema de corrente cont nua v Banco de baterias do quadro de comandos Retificador V Unidade diesel geradora UDG o conjunto formado por um elemento motor e ou transformador de energia motor turbina etc um acoplamento e um alternador el trico gerador d namo etc 143 SISTEMAS DOS GRUPOS GERADORAS PARA GERA O DE ENERGIA EL TRICA continua o Sistema de Velocidade v Atuador Servo motor bomba injetora Governador hidr ulico Regulador eletr nico velocidade Driver de pot ncia do regulador eletr nico Unidade de controle Pick Up magn tico Regula o NS de Acoplamento Parafusos de fixa o Borracha de acoplamento Arruelas Frenos Flange Luvas do motor gerador Junta el stica Grade de prote o KASSANS SSASSN v V V V V V V v Quadro de comandos supervis o medi o prote o e controle Disjuntor Excitatriz est tica Regulador de tens o Divisor de car
197. istentes na base de conhecimento e gera a partir da composi o de todas as regras disparadas um conjunto fuzzy de sa da para o m dulo de interface correspondente convers o fuzzy gt escalar e este finalmente converte o conjunto fuzzy resultante em valores escalares Uma regra disparada quando o processamento da situa o para entradas atuais gera graus de pertin ncia maiores que zero BANCO DE RE GRAS CONVERS O M QUINA DE CONVERS O INFER NCIA Figura E 1 Processo global Fuzzy utilizados no Ciclo de Rotinas Para Mamdani a regra sem ntica tradicionalmente usada para o processamento de infer ncia denominada de Max Min a qual segundo ALMEIDA e EVSUKOFF 2003 utilizam as opera es de uni o e interse o entre conjuntos da mesma forma que Zadeh sugeriu na d cada de 1960 por meio de operadores de m ximo e m nimo respectivamente Na regra de produ o fuzzy gen rica mostradas na Equa o E 1 x s o as entradas do sistema A 1 An S o os termos prim rios definidos nas parti es fuzzy de cada vari vel de entrada y e y2 s o as vari veis de sa da e B Bm OS termos prim rios definidos em suas parti es fuzzy SE x E x E Ex ENT O y B E y2 Bm E 1 Fazer uma infer ncia difusa significa aplicar regras do tipo SE X ENT O Y de forma que X e Y e a pr pria senten a sejam no es difusas Dessa forma se torna mais f cil interpretar matematica
198. itenasa pesa deisbaiastabuSeaadngea quais afigad 168 D 6 Exemplos de indicadores utilizados na metodologia s 169 Ap ndice E Vari veis Lingu sticas e Infer ncia Fuzzy ssesessseesssessesssesesseessseessresseessee 171 E Van aves IND UISOAS conii e E EE EE E E E RR 171 E 2 Modelo de infer ncia fuzzy de Mamdani sssnssessseessseeesseeessessessseessseessseessersseessee 172 Ap ndice F Algoritmo da rvore de Decis o 177 Ap ndice G Desenvolvimento de Planos de Manuten o 178 Ap ndice H Indicadores em Matriz sis ueisiananisda cas tadia aeitascr dos ata saca tin ces data sitna cada tido 181 H1 Indicadores em Matrizes aseron sidie a n an ind as 181 H 2 Aplica o dos indicadores em matrizes s sssesssensseeesseessseessetsseeeseresseeesseesseesseeeseee 182 xiv Lista de Figuras Figura 2 1 Tipos de manuten o si sessas acasiaaiuanstastada poda da sa i ae E E aa o Ei 17 Figura 2 2 Processo de quebra de um equipamento sesssessssssesssessessesseersseeesseessressereseeesseee 21 Figura 2 3 Compara o de custo entre os tipos de manuten o ssssseresseeesrsressrsererrersereres 24 Figura 3 1 Esquema do Ciclo de Rotina para melhoria de sistemas e processos 27 Figura 3 2 Fluxograma geral do software Ciclo de Rotinas 35 Figura 3 3 Janela de inicializa o da metodologia Ciclo de Rotinas eceeceseeeeee
199. itos Este processo de modelagem top down permite que as rela es essencialmente gerais e imprecisas obtidas no primeiro momento se convertam numa segunda fase em algoritmos operacionais mais detalhados Ainda segundo ALMEIDA e EVUKOFF 2003 inerente do ser humano essa perspectiva de encarar um problema que geralmente n o permite solu es num ricas exatas mas conduz a uma classifica o ou agrega o qualitativa em categorias gerais ou conjunto de poss veis solu es A capacidade de classificar de modo impreciso as vari veis de um problema em termos de conceitos qualitativos em vez de quantitativos traduz a ideia de uma vari vel lingu stica As vari veis lingu sticas representam de modo impreciso ou seja lingu stico admitindo como valores somente express es lingu sticas tamb m chamadas de termos prim rios tais como muito pequeno pequeno m dio grande muito grande etc Estes valores contrastam com os valores precisos assumidos por vari veis num ricas Uma vari vel lingu stica pode ter seu termo prim rio representado por um conjunto fuzzy existente no universo de discurso em que esta vari vel est definida Deste modo a cada conjunto fuzzy deste universo de discurso associado um conceito lingu stico que classifica ou define um valor lingu stico para a vari vel fuzzy em quest o A estrutura de conhecimento ou participa o fuzzy de uma vari vel lingu stica
200. lidade da gua do sistema de refrigera o e de leos lubrificantes usados nos motores das UDGs no qual foi poss vel estudar a extens o do uso da carga de lubrificante e a substitui o dos filtros de gua por aditivos para radiador reduzindo os custos de manuten o e de opera o conforme mostrado na Tabela 6 6 Com a padroniza o das periodicidades de trocas dos elementos consum veis foi poss vel alcan ar uma redu o significativa dos custos operacionais como mostrado na Tabela 6 7 que exp e a redu o de custos com filtros diversos aditivo para radiador e leo lubrificante e comparando se as periodicidades e custos dos elementos no per odo de antes do levantamento dos dados ou seja em 2002 depois da utiliza o da metodologia em 2008 Tabela 6 7 Redu o dos custos dos elementos consum veis das UDGs ELEMENTOS CONSUM VEIS DAS USINAS 2002 2007 2008 Di ner Elementos Unidade Custo Anual Unidade Custo Anual X R Ko R X 1000 R X 1000 Filtros ar leos combust veis qua 2 404 96 4390 1 006 66 1 972 05 lubrificante gua Aditivo para radiador 1 1521 29 70 1 392 28 308 leo lubrificante tambores 614 70 312 42 302 28 N mero de filtros usados nos motores e de tambores de 200 litros de leo lubrificante O aditivo para radiador foi utilizado no sistema de arrefecimento dos motores em substitui o aos filtros de gua os quais foram eliminados das UDGs Fonte SAN
201. lisado e armazenado no banco de dados do programa Ciclo de Rotinas v Custos Imprevistos Cmm s o todos os custos que venham a ocorrer durante a realiza o dos servi os de manuten o dos componentes e que n o foram previstos no planejamento dos servi os Estes custos s o calculados pelo somat rio dos recursos gastos fora do planejamento inicial Rfpr multiplicado pela quantidade dos recursos financeiros no planejamento da manuten o Qrrr Equa o 4 26 n Cm gt Revr Qprrp 4 26 i l O Crm ser o quarto subtotal analisado e armazenado no banco de dados do software Ciclo de Rotinas Y Custo de Material de Consumo na Manuten o Cmcm s o os custos de todos os materiais necess rios para o desenvolvimento das atividades de manuten o e de reativa o das unidades geradoras que ficarem fora de opera o incluindo os produtos qu micos utilizados durante os servi os Este custo calculado pelo somat rio dos custos unit rios de cada material de consumo Vumc multiplicado pela quantidade do mesmo material utilizado Qucu Equa o 4 27 n Cucu Devia Oucu j 4 27 i l O Cmcm ser o quinto subtotal analisado e armazenado no banco de dados do software Ciclo de Rotinas 69 Y Custo de Pessoal da Usina Ccpu s o os custos que devem ser alocados com os funcion rios pr prios da usina Estes custos s o calculados pelo somat rio dos valores unit rios da hora de cada funcion r
202. local da instala o e Pot ncia de Stand by estabelecida sobre a pot ncia efetiva cont nua limitada na qual o grupo gerador opera como uma unidade de emerg ncia com carga vari vel somente quando a fonte principal deixa de fornecer energia Neste caso os motores funcionam com sua pot ncia m xima especificada pelos fabricantes Alguns fabricantes consideram este regime de trabalho para motores que operam at 300 h ano e Pot ncia Intermitente ou Principal estabelecida sobre a pot ncia efetiva cont nua n o limitada onde o grupo gerador opera por curtos per odos de tempo com carga vari vel sem limites Neste caso os motores das unidades geradoras operam com pot ncias inferiores a m xima definidas pelos fabricantes para cada tipo de motor Alguns fabricantes consideram este regime de trabalho para motores que operam na faixa de 300 a 3 000 h ano e Pot ncia Cont nua a pot ncia efetiva dispon vel na qual o grupo gerador opera todos os dias de forma cont nua e sem varia o de carga por um per odo indeterminado de tempo podendo operar por 24 horas por dia parando somente para pequenas manuten es troca de carga de leo lubrificante de filtros e reapertos Neste caso os motores funcionam com pot ncias inferiores aquelas praticadas no regime intermitente e tamb m s o definidas pelos fabricantes de cada tipo de motor Alguns fabricantes consideram este regime de trabalho para motores que operam acima de 3 000
203. ltemador oe 4 Co S f 5 Mangore de Borracha da Tubula o de Agua 08 2 Bragadeira de Fixa o da Mangueira de Borracha 015 3 me e E Conecorde ga OOOO o So Amciadepress o fo gt Ameiapina sf 2 E d d Ek NINJ NJjY Njolla Njan AINIS NINN Ap ndice D Caracter sticas dos Indicadores As caracter sticas dos indicadores utilizados na metodologia Ciclo de Rotinas visando determinar as rela es matem ticas para os sistemas de gera o de usinas termel trica com motores diesel s o expostas neste ap ndice D 1 Componentes do indicador De acordo com FIGUEIREDO M 1996 um indicador deve conter os seguintes componentes O valor num rico do indicador rela o matem tica num determinado momento denominado de ndice que deve ser obtido no local da instala o por medi o direta ou indireta dos par metros operacionais do sistema ou processo produtivo Este valor num rico deve ser acompanhado de forma temporal onde deve ser analisada a tend ncia do comportamento do mesmo O referencial comparativo um ndice arbitrado ou convencionado para o indicador utilizado como padr o de compara o que pode ser obtido nos testes de bancada ou de modelos dos fabricantes No caso das usinas termel tricas os referenciais comparativos foram obtidos nos ensaios de comissionamento das unidades geradoras das usinas As metas s o os ndices arbitrados para os indicadores a serem alcan ados
204. m a identifica o da UTE A estrutura desenvolvida na metodologia Ciclo de Rotinas permite o gerenciamento de mais de uma usina de um parque t rmico como foi o caso das usinas monitoradas no estado do Par 162 A Tabela C 2 mostra os c digos operacionais das usinas termel tricas com motores diesel da concession ria do estado do Par em 2008 com suas respectivas descri es Tabela C 2 Classifica o das usinas termel tricas com motores diesel USINAS TERMEL TRICAS COM MOTORES DIESEL Fonte de Gera o i Descri o Usina Termel trica com Motores Diesel UTE Anaj s Jsina Termel trica com Motores Diesel UTE Bagre C Jsina Termel trica com Motores Diesel UTE Cotijuba OT Usina Termel trica com Motores Diesel UTE Cotjuba JAC Jsina Termel trica com Motores Diesel UTE Jacareacanga SMB Jsina Termel trica com Motores Diesel UTE Santa Maria das Barreiras Uma usina termel trica com motores diesel geralmente composta por v rios grupos q geradores Cada grupo gerador instalado em uma base de gera o A identifica o dos componentes das bases de gera o facilita o planejamento das atividades de manuten o A Tabela C 3 mostra os c digos das bases dos grupos geradores em cada uma das usinas termel tricas com motores diesel com suas respectivas descri es Tabela C 3 Classifica o das bases das usinas termel tricas com motores diesel BASES DAS USINAS TERMEL TRICAS C
205. m o rendimento dos motores obtido na bancada de testes do fabricante do obtido nas instala es das UTESs fazendo com que os motores operarem com alto consumo espec fico de combust vel e varia o de rendimento entre 15 a 25 CUMMINS 1983 Nos levantamentos realizados durante as visitas t cnicas foi constatado que muitas das UDGs das usinas operam completamente fora das suas condi es nominais o que justifica o seu alto consumo espec fico e consequente alto custo de manuten o e opera o Outro fator que chama a aten o a metodologia de medi o dos par metros da gera o de energia e controle de combust vel que completamente falho pois a medi o feita em alguns hor rios do dia de forma manual pelos pr prios operadores da usina A 3 Princ pio de funcionamento dos motores diesel Os motores alternativos de combust o interna segundo o fluido admitido aspirado s o classificados em motores ciclo Otto e motores ciclo Diesel Motores ciclo diesel possuem um ciclo termodin mico diferente do ciclo Otto Eles aspiram ar que ap s ser comprimido no interior dos cilindros recebe o combust vel sob press o superior quela em que o ar se encontra A combust o ocorre por autoigni o quando o combust vel entra em contato com o ar aquecido temperatura superior a 500 C pela press o elevada O combust vel que injetado ao final da compress o do ar na maioria dos motores do ciclo diesel o leo
206. ma Pyg Este percentual calculado pela rela o entre as horas acumuladas de opera o do equipamento ho em horas multiplicado pelo ciclo de vida do equipamento entre as manuten es Cyg desde o seu ltimo 56 comissionamento dividido pela estimativa de vida til do equipamento Vyg em horas como visto na Equa o 4 9 h o Cyg Pyg Ri 4 9 UE Desta forma a criticidade no tempo calculada pela Equa o 4 10 P2 RMDO o A 4 10 CEQTEMPO z REA sendo que o RMDO o registro m dio di rio de opera o de uma unidade geradora em horas e Tora o tempo de opera o anual do equipamento em horas A terceira parcela da composi o da criticidade isto a criticidade dos elementos do sistema Cgs calculada pela Equa o 4 11 OERE E O Css po ESP a CD Jp 4 11 i l Csspo UTILO i j Cco Alicer ado pelos conhecimentos da Manuten o Centrada em Confiabilidade MCC poss vel calcular a disponibilidade dos equipamentos em termos de percentuais D ou seja a rela o entre o MTBF calculado pela Equa o 4 1 e o MTTR em uma UDG no per odo de avalia o calculado pela Equa o 4 2 usando se a Equa o 4 12 MTBF MTBF MTTR D 4 12 Considerando ainda a efetividade percentual e apresentada no Ap ndice D que calculada pela rela o entre os fatores de utiliza o do sistema de gera o tem se
207. mbust vel e devido a falhas na opera o das unidades geradoras sincronismos SANTOS e NASCIMENTO 2010a Sistema de Arrefecimento 5 69 Outras Causas 10 89 Figura 6 12 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2008 As a es de manuten o iniciadas em 2008 refletiram na redu o do n mero de desligamentos em 2009 conforme mostrado na Figura 6 13 que exp e que os desligamentos ocorreram devido s avarias nos componentes dos pain is e quadros de comandos falhas na opera o das unidades geradoras sincronismo sistema de alimenta o de combust vel no sistema de prote o e no sistema de lubrifica o 125 Sistema de Arrefecimento 5 51 Sistema de Partida ou El trico 2 36 Sistema de Transforma o 1 31 Figura 6 13 Desligamentos nas usinas do Estado do Par em 2009 Outro tipo de an lise que os levantamentos e monitoramento dos desligamentos propiciou para a equipe de manuten o foi realizado atrav s da curva de tend ncia dos desligamentos de maior ocorr ncia ao longo dos anos conforme mostrado na Figura 6 14 Evolu o das Causas dos Desligamentos 100 Indisponi bilidade de Gera o m Sistema de Alimenta o de Combust vel 90 amp Painel e Quadro de Comandos Sistema de Lubrifica o Sistema de Prote o J Opera o Sincronismo X Sistema de Arrefecimento 70 80 60 50
208. mente e implementar sistemas a partir do conhecimento humano como em SE a temperatura alta E a press o alta ENT O o fluxo de combust vel pequeno As situa es de cada uma das regras na convers o escalar fuzzy s o processadas pela interse o fuzzy entre os graus de pertin ncia das entradas atuais nos termos prim rios definidos em cada uma Este processo de convers o gera um grau de pertin ncia de disparo para cada uma das regras de produ o ou seja calcula para a k sima regra da base de conhecimento um 174 coeficiente de disparo DP conforme Equa o E 2 onde os ndices do n mero k nos conjuntos fuzzy demonstram os termos prim rios que comp em a regra k na base de conhecimento Assim as informa es quantitativas s o transformadas em informa es qualitativas e este processo considerado um processo de generaliza o comumente denotado de fuzzyfica o D Tlu xi tas zo Jaia xp min u z xi hz x s Hz x E 2 1 As regras para os quais o coeficiente de disparo maior que zero s o ditas regras que dispararam para as entradas atuais ou seja elas v o contribuir para o c lculo da sa da correspondente do sistema de infer ncia Por sua vez os coeficientes de disparo limitar o os valores m ximos dos conjuntos fuzzy de sa da gerados por estas regras Cada vari vel de sa da contendo as informa es sobre todas as regras disparadas para as entradas atuais compost
209. mento da rede PMC denominado de retro propaga o do erro pode ser dividido em duas etapas direta e reversa A primeira consiste na propaga o dos est mulos apresentados entrada para a sa da Esses est mulos fluem por toda a rede recebendo a computa o neural camada por camada at gerarem a sa da A partir do resultado desejado calcula se um erro E na camada de sa da A segunda etapa ocorre em sentido contr rio O erro calculado ent o retro propagado atrav s das camadas antecessoras atualizando os pesos W das conex es Aprender o processo que permite associar um tipo de comportamento de acordo com uma nova situa o Uma das formas de aprendizado est relacionada a situa es semelhantes vividas no passado chamado de aprendizado por exemplo 87 O algoritmo de retro propaga o de erro baseado no m todo do gradiente descendente que computa as derivadas parciais de uma fun o de erro com rela o ao vetor peso W de certo vetor de entrada HAYKIN 1999 A regra de Widrow Hoff ZURADA 1992 a base fundamental de diversos m todos de treinamento das RNAs inclusive PMCs HAYKIN 1999 Esta regra avalia o erro 9 a cada itera o atrav s da derivada parcial desse erro E em rela o ao peso w A varia o do peso dada pela Equa o 5 8 us Aw j c awy 5 8 O algoritmo de retro propaga o de erro se baseia no modelo do aprendizado supervisionado retro pro
210. mentos ou vetores de est mulos de entrada de anomalias ou ocorr ncias em uma rede neural Ec Criticidade equivalente Ep Condi o padr o ou de refer ncia de um equipamento EPI Equipamento de prote o individual EPC Equipamento de prote o coletiva FAI Falha por atua o indevida de um equipamento FAM Falha por atraso na manuten o programa o ou planejamento FCC Falha por curto circuito na rede el trica FEC Frequ ncia equivalente de interrup o por UC expressa em n mero de interrup es e cent simos do n mero de interrup es FFE Falha funcional de um equipamento FIG Falha por indisponibilidade de gera o de um sistema FIS Falha por intemp ries no sistema de gera o FIN Frequ ncia de interrup o do sistema por n mero absoluto de ocorr ncias FMA Falha por dano causado ao meio ambiente FME Falha de manuten o do equipamento FOS Falha operacional do sistema FLH Falha em uma rede neural artificial FQE Falha por quebra de componentes do equipamento Gainf Ganho de informa o de uma rvore de decis o GER Geradores alternadores el tricos G Matriz de gravidade GG Grupo gerador Hx Fun o hist rico de ocorr ncias Fun o de eventos HazOp T cnica de estudo de operabilidade e risco de eventos i ndice de eventos ocorridos no sistema que provocam interrup es em uma ou mai
211. metodologia Ciclo de Rotinas baseia se no m todo seis sigmas Busca se desenvolver uma filosofia onde todos os envolvidos na implanta o da metodologia devem ter em mente que sempre poss vel se melhorar o que j est bom com essa mentalidade que dentro do planejamento desenvolvido almejar se atingir ou superar os objetivos e metas delineadas anteriormente para tal deve se proceder da seguinte forma e Formar as equipes de acompanhamento da execu o e ou otimiza o do planejamento do processo ou sistema e Receber e estudar o plano de a o de conting ncia e emerg ncia padr o para execu o das atividades 158 Definir a fun o de cada um dos funcion rios envolvidos no processo e no desenvolvimento das etapas do Ciclo de Rotinas Acompanhar a aplica o dos procedimentos normas e instru es t cnicas desenvolvidas nas fases anteriores do Ciclo de Rotinas Registrar todo qualquer fato que sejam considerados relevantes na execu o do planejamento das atividades Realizar os testes de recep o ou comissionamento dos equipamentos utilizados no processo a fim de que todos os funcion rios fiquem cientes das condi es nas quais os mesmos foram entregues para a opera o Completar as informa es necess rias para a avalia o do desenvolvimento das atividades de execu o e ou otimiza o das atividades da metodologia Em um segundo momento de otimiza o realizar se as adapta es necess rias
212. missionamento nas UDGs foi poss vel avaliar o desempenho operacional de todos os grupos geradores da concession ria atrav s do monitoramento do seu consumo espec fico e acompanhar o comportamento operacional pelas faixas de consumo espec fico de combust vel em um determinado tempo As faixas de consumo espec fico em fun o da pot ncia nominal dos motores est o expostas na Tabela 6 5 Tabela 6 5 Consumo espec fico e rendimento das unidades geradoras CONSUMO ESPEC FICO DAS UNIDADES GERADORAS EQUIPAMENTOS AJ COY KO Classifica o Pot ncia Nominal hp Consumo Espec fico kWh 550 lt P 0 330 0 360 550 lt P lt 1400 0 300 0 330 400 lt P 0 270 0 300 Fonte SANTOS E C 2004 Nas UDGs pode se avaliar o desempenho operacional atrav s do seu consumo espec fico que a rela o entre o consumo de combust vel em um determinado tempo em litros ou kg pela energia gerada para uma varia o de carga no mesmo per odo A rela o de consumo espec fico das UDGs apresentada por SANTOS E C 2004 tem os valores conforme a Tabela 6 5 Com as faixas operacionais de consumo espec fico das UDGs Tabela 6 5 foi criada uma sistem tica de monitoramento global para cada usina Atrav s desta atividade foi poss vel detectar quais os equipamentos que operavam fora das condi es estipuladas e se investigar quais as causas desse comportamento Visando a redu o de custos operacionais foi estudada a
213. mitente permanente de elementos e de componentes A fase seguinte de falha j resulta numa perda de produ o ou de efici ncia ou seja nesta fase ocorrem os desligamentos que no caso de uma UTE podem ser totais ou parciais Esses sintomas podem ser as origens de um processo de quebra e pode ser identificada por manuten es planejadas como a preditiva ou por programas de inspe es peri dicas a serem executados pelos respons veis pela manuten o ou at mesmo pelas equipes de operadores da usina Em UTEs com motores diesel esta fase tem uma periodicidade m dia de ocorr ncia de anomalias entre um at tr s meses Defeito por defini o um defeito toda e qualquer altera o das condi es de funcionamento de um item de um elemento de um componente de uma m quina ou de um sistema suficiente para que a sua fun o normal n o seja desenvolvido de forma satisfat ria ABNT 1994 23 Um defeito um est gio agravante de uma falha n o tornando uma m quina indispon vel por m reduzindo sua capacidade de desenvolvimento da fun o com o tempo isto um defeito que pode iniciar em um sistema pode danificar outros sistemas de um equipamento causando uma perda de mais de um componente ou elemento Contudo se um defeito n o for corrigido levar a m quina o sistema os componentes a uma quebra de seus elementos ou de outros sistemas do equipamento Um defeito nos componentes de uma UTE pode ser yY De
214. mply cycle of routines whose development was motivated by the need of to identify critical points in real system of electric power generation and to improve operational reliability of the generating diesel units GDU and consequently to reduce the overall costs of operation and maintenance The methodology cycle of routines has as objective the development and the implantation of a systematic management planning control supervision and development of diagnosis and prognostic maintenance activities of thermoelectric power plants TPP using as case studies initially power plants with diesel engines isolated system in Northern region of Brazil The results of the use of the methodology at thermoelectric power plants are evaluated and shown though the identification of the criticality reducing the number of outages by 15 and operating and maintenance costs by 20 Key words Generation of energy Management of maintenance and operation Critically Generating units Diagnosis and prognosis Sum rio D dicat ria seteia RREO ER RR 0 RES RR RODE A RR v Agradecimentos oen eei aar da EEE A AE EE a aR ae Ta vi MENSAL CI sas panties paola A a sda e a a a a RS a A vii RESUMOS ecos eao Po desi Cos r Soda E Saida DD ali O Cegos Sd a Sad aa N E viii Abstracta maroen e ei a EE E EE E Ci ais ix JUMBO EE E E E E E EET x Lista de Figuras asi eosar repartir baias insana dad ARS AE a ad aa des Pad Xiv Eista de a belAs so sie ares o pr
215. na Figura 3 3 todas as atividades da metodologia Ciclo de Rotinas giram em torno de elementos gerenciais e o seu desenvolvimento depende de informa es das atividades das opera es dos recursos da identifica o do processo produtivo ou sistema e das metas e objetivos tra ados para a implanta o da metodologia Portanto antes da implanta o do Ciclo de Rotinas em uma empresa torna se necess ria a participa o e forma o de equipes de implanta o compostas por funcion rios envolvidos com a gera o em um encontro ou semin rio de implanta o de forma que todos finquem cientes do fato A Figura 3 6 mostra a janela do cadastro de elementos da usina 39 4 Cadastro dos Elementos das Usinas Cadastro dos Elementos das Usinas Para cadastro de uma usina que n o faz parte da base de conhecimento do software deve se preencher as informa es abaixo Usinas Nome Dados Principais Cadastrar Abrir Cadastro Sistematiza o Sistemas Substemas Salvar Listagem dos Elementos Cadastrados Componentes Elementos Localizar Manuten o de Equipamentos l Ficha T cnica dos Equipamentos Programa de Manuten o Classifica o das Falhas Backlog Inspe o Custo da Manuten o Cadastro de Funcion rios Materiais e Produtos Setores Funcion rios Materiais Equipamentos Equipes Produtos Qu micos
216. nais das UDGs Durante o desenvolvimento das atividades desta tarefa realizada a avalia o do sistema de gera o de energia onde desenvolvido um estudo para o tratamento dos riscos existentes nos empreendimentos a fim de obter um lastro informa es sobre as poss veis perdas nas UDGs e os danos que possam ocorrer nas UTESs visando elabora o de contratos de seguros de equipamentos com custo mais ajustado Nesta fase elaboram se os contratos de seguro dos equipamentos considerados mais cr ticos das usinas Fonte SANTOS e NASCIMENTO 2009 Avalia o e ou Tratamento 34 importante enfatizar que as atividades da metodologia devem ser desenvolvidas sequencialmente em ciclo Caso n o seja poss vel o desenvolvimento das atividades de forma sequencial deve se sempre retornar ao in cio ciclo e reiniciar as atividades buscando corrigir as poss veis falhas detectadas no desenvolvimento das atividades e tarefas Outro aspecto a ser considerado que com o desenvolvimento das tarefas do ciclo de rotinas visa se o controle efetivo dos ativos de todos os envolvidos no processo produtivo como por exemplo equipamentos instrumentos pessoal etc As descri es das caracter sticas gerais da metodologia Ciclo de Rotinas podem ser encontradas no Ap ndice B Ciclo de Rotinas 3 5 Software Ciclo de Rotinas Para facilitar a implanta o da metodologia Ciclo de Rotinas em usinas termel tricas com motores dies
217. nex o entre neur nios Regra de propaga o Regra de ativa o Regra de aprendizado So So No Ambiente As RNAs consistem em um m todo de solucionar problemas de intelig ncia artificial construindo um sistema que tenha circuitos que simulem o c rebro humano inclusive seu comportamento ou seja aprendendo errando e fazendo descobertas HA YKIN 1999 Na verdade os RNAs s o t cnicas computacionais que apresentam um modelo inspirado na estrutura neural de organismos inteligentes e que adquirem conhecimento atrav s da experi ncia Uma grande rede neural artificial pode ter centenas ou milhares de unidades de processamento enquanto que o c rebro de um mam fero pode ter muitos bilh es de neur nios 5 2 1 Neur nio artificial Um neur nio artificial considerado como a principal unidade de uma rede neural artificial A sua concep o foi inspirado em um neur nio biol gico sendo constitu do por elementos de entrada um conjunto de valores chamados de pesos sin pticos ou simplesmente pesos que s o associados a cada uma das entradas e elementos de sa das como pode ser visto na representa o de HAY KIN 1999 mostrado na Figura 5 2 xo x1 O wa ps Saida yk Entrada i y Fun o Soma Ai xn D wi Pesos Sin pticos Figura 5 2 Modelo de um neur nio n o linear HA YKIN 1999 89 HAYKIN 1999 afirma ainda que os valores dos elementos de entrada x7 X2 Xn
218. nos empresa a fim de se detectar os poss veis riscos ao empreendimento listando os em ordem de prioridade Identifica o e ou Inspe o Realizar uma analise das necessidades para verificar todos os aspectos envolvidos na An lises e ou solu o de um problema definindo os instrumentos de gest o softwares m todos a Defini o das serem usados em cada um dos sistemas e subsistemas em estudo ou seja definir o Ferramentas planejamento das a es a serem adotadas focando nas necessidades listadas na etapa anterior como sendo as mais cr ticas Usando os princ pios de gest o e de administra o de sistemas formam se equipes de colaboradores da empresa para a realiza o da divis o das UDGs em sistemas subsistemas componentes e elementos Paralelo sistematiza o realiza se a implanta o da codifica o operacional C digo KKS e a classifica o de todos os componentes a fim de identific los como itens de manuten o Sistematiza o e ou Classifica o O levantamento das condi es de funcionamento das UDGs e a obten o de par metros operacionais dos equipamentos que comp e as usinas atrav s de testes de Parametriza o recep o ou comissionamento nas UTESs s o os objetivos dessas tarefas seguindo pelo e ou Padroniza o estudo da padroniza o de componentes e elementos de consum veis nas usinas dos tipos de falhas buscando a redu o dos custos e a padroniza o dos procedimentos de
219. nte de Usina Base da UDG Sistema Subsistema Componente Elemento do Gera o na Usina da UDG da UDG do Subsistema Componente Um exemplo da codifica o mostrada na Tabela 4 2 e aplicada nas UTESs da concession ria do Estado do Par cujo c digo de um elemento fica 01ANJ001MCI003VSN0002 que representa v O tipo de gera o de energia 01 UTE a diesel YA localidade de gera o codificada a ANJ UTE de Anaj s v Uma unidade geradora na base um da usina 001 v Um sistema da UDG cujo c digo MCI motor de combust o interna v O subsistema de gera o codificado 003 sistema de alimenta o de combust vel y Um componente do sistema de alimenta o VSN v lvula solenoide V Um elemento do componente comum a outras UDGs cujo c digo 0002 No Ap ndice E est o expostas as tabelas de codifica o para as usinas localidades unidades geradoras sistemas subsistemas componentes e elementos cadastrados na base de conhecimento do Ciclo de Rotinas Desta forma a codifica o KKS facilitou a identifica o de todos os componentes de um sistema de gera o 50 4 2 An lise de Ocorr ncias em Sistemas de Gera o Em alguns sistemas de gera o utiliza se um conjunto de indicadores voltados para a determina o do tempo em que ocorrem anomalias nos componentes de uma UDG e que afetem de maneira direta ou indireta o desempenho da usina ABNT 1994 Utilizando as t cnicas de cronoan lise foi
220. ntes da usina conforme mostrado na Tabela 4 10 que mostra a identifica o do c digo do elemento respons vel pelas falhas no sistema de gera o em estudo 61 Tabela 4 10 Identifica o do c digo do elemento respons vel pelo desligamento IDENTIFICA O 1 08 6 0 D CeO IOD D A DIVE DNU KO C digo do Elemento 0003 Quadro de Comandos Subsistema Quadro de Comandos El tricos Elemento Fus vel Tipo de Falha Tipo de Desligamento Pot ncia kW Data da ltima Ocorr ncia 12 12 2008 Hora de In cio 10 31 11 05 O c digo do elemento mais cr tico aparece na Tabela 4 10 que indica como elemento 2 3 2 cr tico o subsistema quadro de comandos el tricos cujo componente a excitatriz est tica do tipo pequena e o elemento o fus vel de prote o da excitatriz cujo c digo 01ANJ001QCM002EXP0003 Este equipamento faz parte do sistema do quadro de comandos el tricos que est inserido no componente quadro de comandos Ainda s o apontados os tipos de falhas de desligamento a pot ncia gerada pela UDG no momento do desligamento bem como o dia e a hora de in cio e t rmino da anomalia Para as informa es expostas pelo software para o usu rio s o ainda mostradas a es a serem tomadas como mostrado na Tabela 4 11 onde podem ser vistas as a es administrativas a serem realizadas pelos operadores dos turnos na usina Tabela 4 11 A es administrativas a serem realizadas pelos operadores das usina
221. nto da metodologia Ciclo de Rotinas Corretiva Proativa ocorr ncias Figura 2 3 Compara o de custo entre os tipos de manuten o Nos levantamentos realizados nas usinas e exposto na Figura 2 3 percebe se que o tipo de manuten o mais praticada nas UTESs a corretiva n o programada e programada que o tipo que apresenta um custo inicial menor que as outros tipos por m com o passar do tempo e 25 o aumento da vida til dos equipamentos tem uma forte tend ncia de aumento chegando a ser de duas a dez vezes o custo de outros tipos de manuten o A manuten o do tipo corretiva n o propicia o controle efetivo das atividades de manuten o em usinas termel tricas com motores diesel tornando falho todo e qualquer esfor o de implanta o de metodologias de gerenciamento da manuten o Os custos m dios levantados na Figura 2 3 mostram que os tipos de manuten o por condi o preditiva detectiva e proativa ou seja aquelas que usam um conjunto de equipamentos para monitoramento para obten o das condi es operacionais dos equipamentos apesar de terem um custo de implanta o mais elevado com o tempo s o muito mais eficientes do que as manuten es baseadas no tempo preventiva importante que seja enfatizado que os tipos de manuten o s o um processo evolutivo e que a implanta o dos mesmos em uma empresa pode acontecer por alguns anos Todos os cen rios dos processos
222. num determinado per odo de tempo S o pontos patamares ou posi es a serem atingidos no futuro Elas se constituem em propulsores da gest o visando atingir metas Uma meta deve possuir alguns componentes b sicos objetivo valor e prazo de execu o in cio e fim Exemplo reduzir o n mero de ocorr ncias de desligamentos nas UTEs em 50 de janeiro at o final do mesmo ano de an lise A f rmula de obten o do indicador a rela o matem tica que mostra como o valor num rico dever ser obtido Geralmente a formula o depende de uma sequ ncia matem tica que pode usar valores emp ricos ou derivados de informa es reais D 2 Tipos de indicadores Segundo o ENAP 2003 os tipos de indicadores podem ser reunidos em 167 Indicadores Estrat gicos estes tipos de indicadores s o utilizados como chaves para as organiza es pois eles informam o quanto a organiza o se encontra na dire o da consecu o de sua vis o Reflete o desempenho em rela o aos fatores cr ticos a faixa aceit vel de funcionamento de uma linha de produ o ou os desvios das metas e objetivos para se alcan ar o xito Indicadores de Produtividade efici ncia Segundo a Comunidade Econ mica Europeia a produtividade de um sistema ou processo a rela o entre o produzido por algum dos fatores de produ o A produtividade pois uma avalia o efetuada entre dois instantes no tempo assim faz sentido dizer que a produti
223. o No N mero total de ocorr ncias ou interven es no sistema de gera o ou N mero de elementos na camada de sa da da rede neural Nos N mero de ocorr ncias por conjunto de subsistemas de gera o em n meros absolutos O Vetor de est mulos de uma rede neural OS Ordem de servi o p Conjunto de exemplos positivos PCM Planejamento e controle da manuten o PIE Produtores independentes de energia PMC Perceptron de m ltiplas camadas Pr Periodicidade de troca de um elemento filtrante Permiss o de trabalho Q Quantidade de falhas ou anomalias XX V QCM Quadro de comandos e medi es QP Quantidade de per odos da rede neural Quadro de prioridades RDO Planilha de registro di rio de opera o de usinas termel tricas com motores diesel RDU Rede de distribui o de energia el trica da usina RNA Redes neurais artificiais RMDO Registro m dio di rio de opera o de uma UDG pelo tempo de avalia o SE Sistema especialista T Vetor de est mulos de uma rede neural Matriz de tend ncia Tc Tempo de consumo dos filtros Tp Total de defici ncias no processo TDIDT Introdu o da rvore de decis o de cima para baixo Top Down Induction of Decision Trees TFF Transformador de for a TIC T cnica do incidente cr tico Trs M dia do tipo de falhas que ocorreu no sistema em que o equipamento faz parte TPM Manuten
224. o Chefe Endere o Eletr nico do Contato Fernando Oliveira 91 3216 1451 fernando oliveira firedecelpa com br Sus E a oe Figura 3 8 Janela de cadastro de funcion rios do software Ciclo de Rotinas O cadastro de todos os materiais e produtos utilizados para a realiza o da opera o e manuten o do sistema de gera o outra informa o importante pois no momento em que ocorrer uma anomalia no sistema de gera o o respons vel dever receber do software al m das causas da falha as solu es para sanar o problema e se necess rio s fontes de informa es para planejamento da manuten o como por exemplo as caracter sticas dos fornecedores dos materiais envolvidos na falha A Figura 3 9 mostra a janela de cadastro de materiais dos elementos do sistema de gera o A partir do cadastro dos materiais poss vel obter as informa es gerais sobre o componente que provocou uma falha no sistema de gera o 42 Ciclo de Rotinas Cadastro de Materiais CICLO DE ROTINAS CADASTRO DE MATERIAIS DOS ELEMENTOS DO SISTEMA DE GERA O Usina Termel trica a Diesel Motor Diesel l Sistemas de Gera o Modelo do Componente do Material Tipo do Componente do Material NTA 855 G2 G3 G4 J j Aplica o do Material nos Aplica o do Material nos Subsistemas de Gera o Si
225. o Qual a tend ncia do comportamento dos ndices de avalia o O Os elementos cr ticos foram identificados e controlados O A metodologia foi eficiente e eficaz na sua implanta o A elabora o de contratos de seguros ajustados para o processo prevenido o sistema da falta de um de seus componentes e O desenvolvimento de mecanismos de prote o dos ativos da empresa e A forma o de um estoque emergencial de componentes e materiais para reposi o e O estudo e adequa o das normas e das legisla es vigentes no pa s em todos os aspectos do processo produtivo e A elabora o de planos de emerg ncia e ou conting ncia para a empresa A tarefa de avalia o e tratamento de um Ciclo de Rotinas finalizada com um relat rio geral que envolve todas as outras tarefas anteriores enfatizando os pontos considerados como cr ticos e relevantes por cada uma das equipes de desenvolvimento e implanta o das tarefas Esse relat rio encaminhado para a reuni o de avalia o final da metodologia e servir de ponto de partida para o in cio do Ciclo subsequente importante que cada fase do Ciclo de Rotinas seja se poss vel quantificada financeiramente pois no relat rio t cnico econ mico financeiro da organiza o deve se buscar realizar compara es de antes e ap s a implanta o da metodologia na organiza o 161 Ap ndice C Codifica o KKS Neste ap ndice ser o mostradas as diversas tabelas
226. o do grupo gerador e a sua falha causa desligamento total da usina por isso a criticidade inicial do elemento chegou a 08 A Tabela 4 8 mostra o c lculo da criticidade equivalente no tempo onde outros par metros utilizados para o c lculo da criticidade como o caso da criticidade do sistema em que o elemento respons vel pelos desligamentos faz parte e o somat rio das criticidades dos elementos no sistema A falha funcional no sistema apresenta um valor m dio de 0 05 conforme visto no desenvolvimento da rvore de decis o Com os dados listados chega se a uma criticidade operacional da UDG de 6 9989 e uma criticidade equivalente no tempo de 0 07623 o que indica que os desligamentos s o causados por falhas nos par metros de opera o da usina 60 Tabela 4 8 C lculo da criticidade dos equipamentos em rela o ao tempo de opera o C LCULO DA CRITICIDADE EQUIVALENTE NO TEMPO siso Somat rio das Valor Rumo ae Puno ae Tipo de Criticidade Criticidade Criticidade de de Ocorr ncia Ocorr ncia Criticidades Cr tico do Falha do Operacional Equivalente do Sistema dos Mesmos por Cs dos Elementos elemento Elementos no Subsistema Sistema da UDG no Tempo do Sistema N Vece Sistema No Nos Trs Cro CQETEMPO A metodologia Ciclo de Rotinas ainda analisa a criticidade que os elementos causam no sistema de gera o conforme pode ser visto na Tabela 4 9 onde mostrada a criticidade dos elementos
227. o na Figura E 2 baseado na t cnica de Mamdani e auxilia na detec o dos componentes mais cr ticos das UTEs Sendo que os resultados do processo de fuzzifica o s o dispostos novamente para o operador em ordem decrescente de criticidade Enfatiza se a necessidade da exist ncia de um banco de dados de eventos ocorridos no sistema ou processo em estudo para facilitar a elabora o de a es a serem adotadas ou a elabora o dos diagn sticos e progn sticos sobre o mesmo Os m todos de defuzzifica o mais utilizados s o e Centro de rea CoA ou centro de gravidade pois calcula o centr ide da rea composta na qual representa o termo de sa da fuzzy Este exemplo est esquematizado graficamente na Figura E 3 a e Centro de massa CoM ou primeiro dos m ximos mostrado na Figura E 3 b e e M todo da m dia dos m ximos MoM esse m todo chamado de solu o plaus vel por desconsiderar o formato das fun es de pertin ncia da sa da A representa o gr fica pode ser vista na Figura E 3 c O m todo do centro de rea id ntico ao m todo do centro de massa O que se observa na maioria dos casos que enquanto o resultados dos m todos de desfuzzifica o CoM e CoA t m um maior compromisso com a solu o o resultado do m todo MoM apresenta a melhor solu o para um problema 176 Ano M a b c Figura E 3 Representa o dos m todos de defuzzifica o a Centro de
228. o para cen rios espec ficos como por exemplo se o grupo gerador estiver na garantia seguem se as recomenda es dos fabricantes dos equipamentos e executa se apenas a manuten o n o programada do tipo ocasional Caso uma UDG esteja operando fora do per odo de garantia faz se um seguro para o equipamento de maior valor e pratica se em algumas empresas a manuten o corretiva programada sendo a periodicidade de inspe o e substitui o de componentes estipulada pelos respons veis pela manuten o da empresa n o havendo um padr o de periodicidade Em outras empresas ocorrem manuten o corretiva n o programada na qual se sana a anomalia ap s a ocorr ncia de parada do equipamento Existem ainda algumas empresas onde s o executadas as manuten es preventivas que s o programadas atrav s do 21 acompanhamento do desempenho da unidade geradora Tamb m existem empresas que est o utilizando processos de manuten o preditiva em equipamentos de grande porte com monitoramento local dos par metros da gera o Outro aspecto b sico que se observa no desenvolvimento de procedimentos de manuten o planejada para que os servi os passem a ser preditivos e n o somente corretivos H necessidade de um treinamento para a mudan a de mentalidade na equipe para compreens o das vantagens de se atuar de forma planejada antecipando se s quebras SOUSA R G 1999 Visando buscar o entendimento do processo de falhas do
229. o planejada proativa cria a es conetivas que objetivam a detec o das causas da falha raiz n o apenas sintomas diagn stico Pode se definir a manuten o proativa como sendo um conjunto de atividades que permite que a confiabilidade dos equipamentos seja aumentada e a disponibilidade garantida Seu objeto central aumentar a vida de uma UDG ao inv s da filosofia de Fazer reparos quando em geral nada est quebrado Aceitar a falha como rotina e normal e Substituiu a manuten o de falha de crise pela manuten o de falha programada A engenharia de manuten o a evolu o natural dos tipos de manuten o citados anteriormente pois estuda um equipamento em todo o seu ciclo de vida analisando a sua disponibilidade confiabilidade e manutenabilidade como ativo da empresa ABNT 1994 Este tipo de manuten o planejada utiliza as t cnicas mais modernas como as de ferramentas de intelig ncia artificial algoritmo gen tico l gica fuzzy e redes neurais controladores eletr nicos e softwares para a detec o predi o e solu o das causas das falhas fornecendo um conjunto de par metros para a gest o da manuten o em empresas Muitos autores confundem este tipo de manuten o com a manuten o proativa A an lise da aplica o do gerenciamento da manuten o nas diversas UTES visitadas mostrou que a efetividade da manuten o requer um planejamento pr vio com dota o or ament ria espec fica para o inves
230. o um conjunto fuzzy por meio de uma opera o global de uni o Na Equa o E 3 apresentada a composi o deste conjunto para o caso da sa da y2 da regra de entrada de interse o Esta vari vel de sa da tem seu universo de discurso composto pelos y e Uy2 us y _ S TD us y max min D u y Y ye E 3 A informa o qualitativa transformada por meio de uma convers o em outra informa o quantitativa pelo processo de infer ncia acima descrito O conjunto fuzzy gerado durante o processo de infer ncia pode ent o ser utilizado diretamente em um diagn stico qualitativo de tomada de decis o ou convertido no caso de um sistema de controle em um valor escalar proporcional para atua o externa por meio de atuadores convencionais Resumidamente s o utilizadas as rotinas da l gica fuzzy mostrada na Figura E 2 que mostra o processo global fuzzy utilizado na metodologia ciclo de rotinas como o processo de fuzzyfica o de base relacional para determinar a criticidade dos equipamentos com todos os elementos que comp em os sistemas e subsistemas das UDGs 175 Entradas do sistema Sa das do sistema Defuzzifica o Fun es de pertin ncia Fuzzyfica o Conjunto de regras Avalia o das regras N veis de pertin ncia N veis de sa da Figura E 2 Motor de infer ncia Fuzzy utilizados no Ciclo de Rotinas O motor de infer ncia fuzzy mostrad
231. olocando se os sinais de sa da em fun o da m dia ponderada tem se 0 f Net 5 20 Derivando se a Equa o 5 20 vem O f Net Nes f Net 5 21 O sinal de erro na camada de sa da obtido derivando se a Equa o 5 21 vem os os i f Net 22 jo o Net f Net 30 5 22 Como o erro quadr tico m dio calculado pela Equa o 5 12 tem se T 0 5 23 Logo jo f Net T 0 5 24 Desta forma a varia o do peso sin ptico pode ser calculada pela Equa o 5 25 Awi n Sjo i 1 f Net T 0 E 5 25 e Passo 6 Este passo dedica se ao teste do algoritmo de retro propaga o de erro Para os neur nios das camadas intermedi rias de uma rede PMC o valor do sinal de erro n e da atualiza o dos pesos sin pticos calculado da seguinte forma Para a realiza o do teste sup e se que inicialmente exista um valor k que perten a camada de sa da conforme mostrado na Equa o 5 26 assim 1 DM 0 5 26 i 1 95 Reescrevendo a fun o de erro amp em rela o a m dia ponderada das camadas Net poss vel verificar a contribui o de cada neur nio artificial de cada camada intermedi ria atrav s da Equa o 5 27 E Net Net Nets Nety Netno 5 27 Ent o o sinal de erro pode ser calculado pela Equa o 5 28 assim EE astra e a a jn Ren f Net 30 5 28 Para
232. omo CO de comissionamento C1 peri dica C2 intervalar C3p revis o parcial e C3g revis o geral Fonte SANTOS Eraldo C 2004 Utilizando se do exemplo da Tabela G 1 ser o mostradas as caracter sticas dos tipos de inspe es padronizados para as unidades geradoras termel trica a diesel Inspe o de Comissionamento Tipo CO Inspe o desenvolvida pela equipe t cnica da manuten o da empresa geralmente realizada quando se recebe um novo grupo gerador do fabricante ou ap s uma revis o geral Nesta inspe o busca se testar e avaliar todos os componentes dos sistemas e subsistemas de um grupo gerador podendo se realizado tanto em uma bancada de testes como no local da opera o da UDG a finalidade principal dessa inspe o definir o seu campo b sico de funcionamento e a pot ncia efetiva de opera o do conjunto gerador dentro de seu regime de trabalho atestando o seu pleno funcionamento Ao final da inspe o a manuten o emite seu relat rio t cnico e repassa o equipamento para equipe de opera o da usina que passa a oper lo conforme a recomenda o da manuten o Inspe o Peri dica Tipo C1 Inspe o desenvolvida geralmente pela equipe de opera o da usina em cada uma das unidades geradoras sob sua supervis o Apresenta a menor periodicidade do programa de manuten o por exemplo a cada 500 horas Nesta inspe o dever o ser executados os servi os de inspe o visual e reaperto dos c
233. omponentes dos sistemas e subsistemas a fim de detectar e remover poss veis vazamentos Ao final dos servi os o chefe ou representante da usina dever abrir as permiss es de trabalho PTs no nome do 179 respons vel pela execu o dos servi os e comunicar ao setor ou departamento de manuten o da empresa a execu o dos mesmos enviando uma das c pias das PTs aos mesmos para encerramento das ordens de servi os OSs Inspe o Intervalar Tipo C2 Inspe o programada com periodicidade intermedi ria como por exemplo a cada 2 000 ou 3 000 horas ap s a uma revis o geral conforme o Procedimento de Inspe o PI para o tipo de unidade geradora a ser executada pela equipe de manuten o Nesta inspe o dever o ser executados os servi os de reaperto retirada de vazamentos engraxamentos e regulagens dos componentes dos sistemas e subsistemas Ao final das inspe es o respons vel pelos servi os dever encerrar as OSs Inspe o Parcial Tipo C3p Inspe o programada com periodicidade parcial ou seja a cada 6 000 10 000 ou 12 000 horas ap s a uma revis o geral conforme o Procedimento de Inspe o PI para o tipo de gerador a ser executada pela equipe de manuten o da empresa Nesta inspe o dever o ser executados os servi os de avalia o dos componentes dos sistemas e subsistemas das unidades geradoras avaliando a possibilidade de substitui o dos mesmos por outro material de
234. onde foram utilizadas as codifica es KKS nos componentes dos sistemas de gera o de usinas termel trica com motores diesel C 1 Processo de forma o dos c digos dos elementos Durante a forma o do c digo operacional de um elemento a primeira tarefa a ser 2 realizada a classifica o das fontes de gera o sendo poss vel cadastrar na base de conhecimento do Ciclo de Rotinas v rias fontes de gera o para as quais s o atribu dos os dois primeiros d gitos do c digo a fun o de identifica o da fonte A Tabela C 1 mostra os c digos operacionais das fontes de gera o com suas respectivas descri es Tabela C 1 Codifica o KKS FONTES DE GERA O C digo Descri o lt Usina Termel trica com Motores Diesel UTE Diesel Usina Termel trica com Turbinas a Vapor UTE Vapor Usina Termel trica com Turbinas a G s UTE G s Pequena Cental LUGU PCH D Evo Be gt gt gt O o Sistema Hibrido E lico Solar 6 Jenmb a 0 DD o J nmiSoia Neste estudo somente s o analisadas as usinas termel tricas com motores diesel Para atendimentos aos demais casos devem ser desenvolvidos novos invent rios para levantamento de todas as caracter sticas da fonte de gera o Ap s a sele o da fonte de gera o realizou se a classifica o dos sistemas de gera o de energia usinas termel tricas da empresa usando a codifica o KKS sendo que os tr s d gitos do c digo representa
235. or fico superior kJ kg ou MJ kg P Pot ncia efetiva demandada kW Pgr Pot ncia efetiva da unidade geradora i no intervalo de tempo j kW Per Pot ncia efetiva liberada da unidade geradora i no intervalo de tempoj kW Pa Pot ncia el trica kW P Pot ncia instalada kW Pm Pot ncia mec nica kW Pme Per odo de manuten o do equipamento h Px Pot ncia nominal de uma unidade geradora hp ou kW Paea Pot ncia nominal el trica do alternador kWe PPE Perda da produ o de energia MWh Ppm Periodicidade m xima do plano ou programa de manuten o da UDG Pue Percentual de utiliza o do elemento no sistema Qer Quantidade total de componentes que ser o trocados Rrpy Somat rio dos gastos fora do planejamento inicial Rup Recursos utilizados ou dispon veis no processo ou sistema S Pot ncia aparente h 90 p R R kVA t Tempo de um determinado processo ou para produzir uma quantidade de medida h t i Dura o de cada evento i no per odo de apura o ta Tempo de avalia o T Temperatura TA Tempo de atendimento Tar Tempo de arranque TC Tempo de conserto Tora Tempo de opera o anual do equipamento TOU Tempo ocioso da usina ou do equipamento em an lise Tp Total produzido quantidade de filtros necess rios no per odo em estudo TTO Tempo total da ocorr ncia V Ten
236. os objetivos e finalidades da organiza o ou sistema e Ado o de ndices e par metros para monitoramento e otimiza o dos processos ou sistemas da organiza o 28 Acompanhamento e redu o dos ndices ou par metros operacionais identificados e estipulados nos sistemas ou processos Redu o de custos operacionais e de manuten o de cada sistema e subsistema Aumento da confiabilidade operacional Fornecimento de elementos para a tomada de decis es gerenciais quanto aos objetivos e metas das empresas ou sistema Avalia es das condi es de meio ambiente visando o desenvolvimento de planos de melhorias ambientais de conting ncia e de emerg ncia Promo o de mudan as no que refere aos trabalhos em grupo aos inter relacionamentos pessoais entre os setores e subsetores das empresas Al m dos objetivos gerais o Ciclo de Rotinas t m objetivos espec ficos a serem desenvolvidos durante a implanta o da metodologia em uma empresa tais como O Fornecer o pleno conhecimento dos processos ou sistemas visando sua melhoria Desenvolvimento ou aprimoramento de novos processos ou sistemas Acompanhamento da evolu o dos processos e sistemas existentes fornecendo Identifica o de necessidades atuais e futuras da organiza o e das criticidades desvios dos objetivos do processo ou sistemas e de novas necessidades Determina o de indicadores par metros de compara o e an lise do desempenho do proc
237. os db adorno sn an Do Ro ot O pa DE aa xvi Nomenclatura Simbologia e Abreviaturas sssesesesssseeesseessersseeeseressseesstessrrsseesseeessseesseese xviii Capitol INTRODNC AO Zanatas sap sen lo Sa a a a 1 1 1 Motiva o para o Estado ssa sasasateiss sensor aniden Nasa aU La UA Rn Sa aa a naipe 4 E OBJEtVOS ia ae a eaa A deb A apar E fab aa e da dae id Aang 5 121 Objetivo Serale ana aa a aa nulas s T 5 1 22 Objet v s especificos ca A ER a e a a E 6 13 REVIS O BIDAQUTATICA N EG a N N aaa 6 1 4 Estrutura do TrabalhO sssissinseiisnesa assainies ia a Eia 11 Cap tulo 2 MANUTEN O DE UTEs COM MOTORES DIESEL mee 13 2A Contextualiza o inii eiae e E EE ET A EEA Cr RR E E s 13 2 2 Tipos de Manutencao arinei goet eee ae a otaa eae a a aie otis 16 2 3 Processos ds Manutencio ni nn a E a A A Aa aS 20 2 4 Custo da Ma n t nt o messeri aa a a a a a A a TRTA 24 Cap tulo 3 CICLO DE ROTINAS PARA MELHORIA DE PROCESSOS E SISTEMAS 26 3 1 Ciclo de Rotinas s csastascrpatodadosasesranqualia asgesas adotada da PapSaAdUGUa dA chagasad in a a a 27 3 2 Caracter sticas do Ciclo de Rotinas sp usasse nara Araras duda OEA Eid da SE ag 30 3 3 Etapas de Implanta o do Ciclo de Rotinas e eeeeeereeae 31 3 4 Atividades do Ciclo de Ronan E A ps Deals 32 3 5 Software Ciclo d RONS s csissiiniissiiedasdssiniasii inris i ainara ia iaeio 34 3 5 1 Fluxograma do software ciclo de rotinas
238. os de uma empresa baseado na maximiza o no retorno do investimento do ativo WIREMAN 1998 Este conceito traz mais import ncia para as atividades de manuten o em uma empresa pois amplia a atua o dos respons veis pela manuten o em uma organiza o importante mencionar que n o existe um consenso a respeito dos tipos de manuten o praticados por empresas geradoras de energia no Brasil por m baseados nos levantamentos realizados nas UTESs os tipos de manuten o podem ser agrupados conforme mostrado na Figura 2 1 A manuten o n o planejada do tipo corretiva a manuten o realizada em equipamentos que est o sob falha e praticada para sanar esta falha Este tipo de manuten o realmente praticado para sanar as condi es de mau funcionamento dos equipamentos que deixam de desempenhar suas fun es de forma inesperada A manuten o corretiva pode ser de emerg ncia urg ncia ou programada dependendo dos efeitos e consequentemente das necessidades de atendimento 17 Manuten o N o Planejada Planejada Ferramentas Gerenciais EE EEE Preventiva TPM 10S 5SW2H seis Corretiva Ocasional Preventiva sigmas Ciclo PDCA Kaizen Corretiva Preventiva Preditiva Detectiva Proativa Engenharia de Manuten o Figura 2 1 Tipos de manuten o A manuten o n o programada ocasional a manuten o e
239. ot ncias das unidades geradoras diesel nnesenssesesseessseesseesseeeseesseesssresseesseesseee 143 Ap ndice B Metodologia Ciclo de Rotinas eeeeereracerranos 147 B 1 Identifica o e ou inspe o sq cass ass canada ndg ERG aD AUT GOTA Can TO SDS POSSE PAS ADS Da a aa 147 B 2 An lise e ou defini o das ferramentas eee eeerceeanaa 149 B 3 Sistematiza o e ou classifica o xampus cena irao ja de aaa ra ge 151 BA Parametriza o e ou padroniza o eg ssa asa Ga nada Saad UG AAA Cana qa 153 B 5 Planejamento normaliza o e treinamento nn reerreana 155 B 6 Execu o e ou otimiza o scale Galli 157 B 7 Monitoramento e ou controle eseseseesesseesseeressessssressetsresrreseesteseessteseeseessresseseresreses 158 B 5 Avalia o c o tratamento ecru ea tante orr asooo 159 Ap ndice C Codifica o KKS qse scasmaesisatisoreniiatersde rasa as ncuatas cuadrtad dade dada a ae asa a ads 161 C 1 Processo de forma o dos c digos dos elementos 161 Ap ndice D Caracter sticas dos Indicadores in eeereererreranaa 166 D 1 Componentes doimdicador ss ioe oiee etea Sa a a also queue 166 D 2 Tipos d indicadofe S a a r a E DAS 166 D 3 Requisitos dos Indicadores esssuanaieainas sas ais tudada ninisi e s 167 DA P rametros de medida niisiis etsaiei ato e algas Brendan 168 D 5 Elementos do sistema de indicadores usas sezesteastasasgol
240. otina mostrada graficamente na Figura 3 1 Esta rotina utiliza para cada uma de suas atividades e tarefas um conjunto de ferramentas gerenciais Estas ferramentas devem ser de dom nio do grupo de implementadores que s o os respons veis pela sele o das ferramentas mais adequadas para cada situa o 30 3 2 Caracter sticas do Ciclo de Rotinas No desenvolvimento das tarefas da metodologia Ciclo de Rotinas os objetivos gerais e as metas do processo produtivo ou sistema em estudo devem ser analisados e avaliados a fim de que cada uma das tarefas e ou atividade possam ser desenvolvidas de forma que os mesmos sejam tang veis As caracter sticas da metodologia Ciclo de Rotinas s o Deixar claro para todas as pessoas envolvidas com a implanta o do ciclo onde ser o definidos as atividades as opera es os recursos e as formas de avalia o para o desenvolvimento da metodologia Durante a forma o das equipes de atividades devem ficar claro os objetivos espec ficos e metas assim como as formas de avalia o Dura o m nima das atividades do ciclo de 01 um ano atingindo um m ximo de 03 tr s anos e dependendo dos resultados alcan ados e do tipo de processo poder ser prorrogado por igual per odo visando implantar a filosofia de melhoria cont nua proposta pelos m todos Kaizen e seis sigmas Quatro primeiras tarefas do Ciclo de Rotinas devem ser iniciadas preferencialmente no segun
241. ou pesquisador 3 Ju zo declarado ou proferido sobre a caracter stica a composi o o comportamento a natureza etc de algo com base nos dados e ou informa es deste obtidos por meio de exame 181 Ap ndice H Indicadores em Matriz Neste Ap ndice ser o descritas as caracter sticas da utiliza o da t cnica da matriz de risco utilizada para a determina o dos tipos de falhas de manuten o ocorrida nos componentes do sistema de gera o A utiliza o da matriz de rico foi na quantifica o e prioriza o das falhas para composi o da criticidade do componente no sistema H 1 Indicadores em matrizes Segundo JANKSON e CARTER 1992 apud ABRANTES 2009 uma forma r pida e eficiente de se realizar o acompanhamento dos sistemas ado o dos indicadores em forma de matrizes as quais podem apresentar resultados satisfat rios nos processos apontando aqueles que apresentam maior possibilidade de evolu o com o tempo A matriz de risco uma ferramenta que consiste basicamente em identificar separar e priorizar os problemas para fins de an lise e posterior resolu o apresentando a tend ncia de evolu o do problema com o tempo Sua base fundamentada no trip e Matriz de Gravidade G serve para desenvolver padr es de criticidade para cada atividade ou fato ocorrido priorizando os mais relevantes ou seja visa determina o do agente mais cr tico de um sistema de produ o avaliando as cons
242. pagando o erro E da camada de sa da na atualiza o dos pesos de todas as camadas da RNA A camada de entrada que n o apresenta atividade neural tem apenas a finalidade de transferir os est mulos apresentados RNA para as camadas seguintes A camada de sa da cont m tantos neur nios artificiais quantos forem necess rios para modelar o problema A estrutura pode ter uma ou v rias camadas intermedi rias de neur nios artificiais O n mero de camadas e o n mero de neur nios por camada intermedi ria dependem da complexidade do problema que se deseja resolver influindo finalmente na capacidade de generaliza o da RNA Esses par metros s o ajustados durante o treinamento e dependem da experi ncia profissional de quem est treinando a rede Ap s treinar uma RNA ela estar apta a realizar as tarefas para as quais ela foi treinada caso haja modifica es das condi es ou par metros de entrada uma nova rede deve ser treinada ou adaptada nova condi o Algumas das principais caracter sticas de uma RNA S o v Velocidade de processamento Tipos de processamento Abund ncia e complexidade Armazenamento de conhecimento Capacidade de aprendizagem por exemplos Adaptabilidade Capacidade de generaliza o Toler ncia a falhas Controle de processamento e Re Se o E CS TS E ES Boa imunidade a ru dos 88 Os elementos de uma RNA s o Y Conjunto de neur nios Fun o de ativa o Esquema de co
243. planos de manuten o tang veis capacita o e qualifica o da equipe t cnica envolvida no processo e especialmente melhorar continuamente a efici ncia da manuten o o que como consequ ncia traz a redu o dos custos operacionais O desenvolvimento da metodologia Ciclo de Rotinas motivado ainda pela necessidade de identificar os pontos cr ticos e os tipos de falhas existentes nas UTESs simulando as poss veis causas caracterizando as e quantificando as objetivando sugerir procedimentos preditivos para san las conduzindo ao aumento da confiabilidade operacional das UDGs e consequentemente a redu o dos custos globais de opera o e de manuten o 1 2 Objetivos 1 2 1 Objetivo geral O objetivo geral do trabalho desenvolver uma metodologia denominada Ciclo de Rotinas para Melhoria de Sistema e Processos a ser aplicado em unidades diesel de gera o de energia el trica Esta metodologia deve ser usada para gerenciamento planejamento controle e supervis o das atividades de manuten o permitindo a elabora o de diagn sticos e de progn sticos das falhas ocorridas em usinas termel tricas diesel 1 2 2 Objetivos espec ficos Os objetivos espec ficos desta tese s o e Identificar e avaliar as necessidades ou defici ncias em unidades diesel de gera o de energia e Analisar e avaliar as metodologias e procedimentos implantados ou utilizados em usinas termel tricas em opera o e Sistematiza
244. po estes softwares s o colocados em descr dito pelas pr prias equipes de manuten o ou seja n o h um software que consiga ser flex vel o suficiente para absorver as necessidades de cada organiza o Junto com este cen rio t m surgido as mais variadas nomenclaturas inerentes aos processos e hoje j se torna necess ria padroniza o dos termos utilizados nos processos de gest o da manuten o para facilitar o seu entendimento Cont guo aos processos e tipos de manuten o aplicados nos mais variados segmentos empresariais com a finalidade de prote o dos ativos das organiza es uma grande quantidade de softwares gerenciais e m todos administrativos tamb m t m surgido Por m em muitos dos casos torna se necess rio o perfeito controle de todos os elementos de um sistema ou processo produtivo como por exemplo atividades a serem desenvolvidas opera es e recursos humanos materiais procedimentais etc os quais nem sempre s o tang veis Todos esses controles devem ser balizados pela forma o espec fica de todas as pessoas envolvidas nas fases de desenvolvimento de implanta o de acompanhamento e de 3 supervis o dos processos para propiciarem a avalia o e o tratamento dos elementos que distorcem o alcance dos objetivos e metas tra adas pelo empreendimento O gerenciamento de processos um trabalho fundamental para um administrador da manuten o Em muitos casos os processos s o ativados
245. prote o do motor Sistema de su V ASSASSINS Sensor de temperatura da gua Sensor de press o de leo Sensor de sobre velocidade Tacogerador m dulo CEPR Sensor de n vel de gua Transforma o besta o Transformadores elevadores Transformadores de servi o auxiliar Bases dos transformadores Aterramento P ra raios Chaves fus veis Chaves seccionadoras Chave basculante Elos fus veis Religador Barramento Isoladores Cruzetas Medi o na sa da da usina de for a Existem diversos sistemas e subsistemas que podem ser encontrado nos grupos geradores diesel o que se buscou como mostrado na Tabela A 3 foi reunir os mais comuns encontrados em usinas termel tricas a diesel A 6 Pot ncias das unidades geradoras diesel Embora existam normas brasileiras que definem o desempenho e as pot ncias dos motores diesel as fabricas existentes no Brasil adotam as normas dos seus pa ses de origem 144 Assim a Scania a Mercedes Benz entre outras marcas de origem europeia adotam as normas DIN 6270 e 6271 para as defini es de pot ncia dos motores que fabricam enquanto que as de origem americana tais como a Cummins a Caterpillar a General Motors GM entre outras adotam as normas ISO 8528 3046 AS 2789 1585 e SAE BS 5514 J1349 e J1995 SANTOS E C 2004 As normas brasileiras elaboradas pela ABNT que tratam das caracter sticas dos motores die
246. r classificar e codificar os componentes utilizados em usinas termel tricas e Desenvolver metodologia para determinar o mecanismo de falha de equipamentos e os componentes cr ticos do sistema de gera o e Desenvolver metodologia de an lise e diagn stico de falhas nos componentes das usinas apontando os mais cr ticos e Identificar e aplicar os indicadores de desempenho e de continuidade em sistemas de gera o e Desenvolver mecanismos para subsidiar a tomada de decis es a partir das normas procedimentos e com a utiliza o de ferramentas e t cnicas de sistemas especialistas e Desenvolver um software para informatiza o da metodologia Ciclo de Rotinas 1 3 Revis o Bibliogr fica Destacam se a seguir algumas publica es dentre os v rios trabalhos dispon veis sobre o desenvolvimento de aplicativos e softwares de gerenciamento de sistemas de estudos de diagn sticos das condi es operacionais de unidades geradoras e de an lise da efici ncia de usinas termel tricas Em se tratando das t cnicas de manuten o praticados em sistemas e processos produtivos foram publicados por NEPOMUCENO 1989 em dois volumes a primeira vers o do livro T cnicas de Manuten o Preditiva que relata uma s rie de experi ncias visando organiza o e administra o da manuten o preditiva Em 2011 estes livros foram reeditados com novas experi ncias conceitos e t cnicas de manuten o preditiva GLUCH e KRZYZANOWSKI et
247. r de um plano de diagn sticos de forma a se trabalhar sempre com suas condi es nominais ou com as especificadas nos testes ou entrega t cnica Otimiza o do processo produtivo da organiza o ou sistema Realiza o de acompanhamento dos ndices da manuten o Determina o dos pontos cr ticos dos sistemas e processos a fim de que seja poss vel trat los Utiliza o de mecanismos de mitiga o de falhas e ou desvios das metas e objetivos e de controle do processo ou sistemas Mesmo com todos os benef cios trazidos para a organiza o com a implanta o da metodologia Ciclo de Rotinas para Melhoria de Processos e Sistemas existem algumas condi es necess rias quanto a sua efetiva aplica o Ciclo de rotinas deve ter a participa o de todos os envolvidos nos processos ou sistemas caso contr rio n o haver efetividade Participa o das diretorias e ger ncias da organiza o importante para a continuidade do Ciclo e para o retorno e cobran a das informa es gerenciais Necessidade de planejamento da libera o de recursos para a padroniza o dos componentes do sistema sob pena de n o se conseguir sanar um problema aparente Forma o t cnica dos envolvidos deve ser cont nua caso contr rio n o ser poss vel se atingir os objetivos e metas antes tra adas Para se implementar ou adequar um determinado processo ou sistema com qualidade nas organiza es deve se desenvolver a r
248. rea centr ide b Centro de Massa primeiro m ximo e c M dia dos m ximos O m todo do centro de rea calcula para um dado conjunto fuzzy de sa da proveniente de uma base de conhecimento processada a abscissa no universo de discurso definido para a vari vel em quest o do ponto do centro de rea correspondente e a utiliza como valor escalar de sa da Na Equa o E 4 mostrada a express o deste m todo ba yx uz y A YU a sF uzo YEU y E 4 A Equa o E 5 o m todo da m dia dos m ximos cujo valor num rico de sa da corresponde ao ponto do universo de discurso correspondente m dia dos pontos de m ximo locais da fun o de pertin ncia do conjunto de sa da produzida pelo processo de infer ncia gt A xX Hg 9 a j En onde PO tus v E 5 ns A defuzzyfica o com o m todo da m dia dos m ximos foi t cnica adotada na metodologia Ciclo de Rotina para a forma o da fun o de ativa o do processo fuzzy Os resultados s o as a es de defuzzyfica o sob a forma da fun o de ativa o gt Fuzzy f y para a implementa o de um conjunto de a es de manuten o operacionais e administrativas nos elementos da gera o de energia el trica a fim de assegurar a continuidade do servi o de fornecimento de eletricidade para a comunidade local no menor tempo poss vel 15 an ja ass E Uma fun o de ativa o executa uma opera o matem tic
249. rea hachurada com os limites 1 2 3 4 Figura A 2 A varia o de calor ocorre press o constante ao longo das linhas 2 3 e a volume constante na se o 4 1 N o h troca de calor nas transforma es adiab ticas 1 2 e 3 4 No ciclo diesel mostrado na Figura A 2 a pot ncia ativa kW instant nea de uma UDG calculada para circuitos trif sicos com cargas equilibradas sendo conhecidos os valores de tens o V de gera o do sistema da m dia das correntes Im entre as fases e do fator de pot ncia cos instant neo da gera o pela Equa o A 1 MARTINELLI Jr L C 1998 e SANTOS Eraldo C 2004 mae 3 coso i 1000 A 1 141 A unidade de medida da pot ncia do alternador definida em kVA a pot ncia aparente S em kVA e a pot ncia ativa Pa definida em kW sendo o fator de pot ncia cos q a rela o entre as pot ncias ativa e aparente coso P s Al m destas surge ainda pot ncia reativa Q que aparece nos circuitos el tricos com cargas indutivas especialmente motores el tricos expressa em kV Ar Na realidade a pot ncia aparente kVA a soma vetorial das pot ncias ativa kW e reativa kVAr No tri ngulo de pot ncias mostrado na Figura A 3 pode se visualizar as rela es que existem entre as tr s pot ncias Pot ncia aparente s J3 V l Pot ncia reativa Q V 3 V I seny p Pot ncia ativa P J3 V I cos 1000 Figura A 3 R
250. redizendo e ou simulando assim poss veis falhas nos sistemas de gera o Nesta fase s o utilizadas as rotinas da l gica Fuzzy como o processo de fuzzyfica o de base relacional para determinar a criticidade dos equipamentos com todos os elementos que comp em os sistemas e subsistemas das UDGs A infer ncia Fuzzy baseada na t cnica de Mamdani visa detec o dos componentes mais cr ticos das UTEs Sendo que os resultados o processo s o dispostos para o operador em ordem decrescente de criticidade 92 Um exemplo de infer ncia utilizada na metodologia Ciclo de Rotinas mostrado na Figura 5 3 apresenta a seguinte l gica Yx Se E E um elemento de um subsistema do sistema de gera o de energia onde tem havido casos de interrup o desligamentos causadas por E Realizar a compara o das condi es de opera o iniciais do elemento Cy considerando a fun o hist rico das ocorr ncias Hx do mesmo e as criticidades equivalentes Cm Ent o executar os procedimentos de manuten o espec ficos para solucionar a anomalia causada por En E registrar a solu o na base de conhecimento do ciclo de rotinas atrav s da fun o F Y O Os resultados s o as a es de defuzzyfica o sob a forma da fun o de ativa o Fuzzy f Yk como mostrado na Figura 5 3 para a implementa o de um conjunto de a es de manuten o operacionais e administrativas nos elementos da gera o de
251. ribu das em comum acordo com os mesmos O Sugest o de formato do relat rio de atividades para cada uma das etapas desenvolvidas o Par metros de avalia o da equipe O Data de t rmino da atividade e Criar v rias equipes de identifica o das falhas e ou necessidades da empresa as quais devem ter inter relacionamento visando troca de experi ncias Na impossibilidade de participa o de um funcion rio o mesmo dever manifestar o motivo de seu impedimento por escrito antes do in cio dos trabalhos para que a dire o ou ger ncia da empresa possa nomear um suplente 3 4 Atividades do Ciclo de Rotinas A Tabela 3 1 mostra um breve resumo das tarefas e atividades que foram desenvolvidas durante a implanta o da metodologia Ciclo de Rotinas em sistemas de gera o de energia el trica Enfatiza se que todas as atividades foram desenvolvidas em forma sequencial 33 Tabela 3 1 Tarefas e atividades da metodologia ciclo de rotinas ES TT ET ATIVIDADES DESCRI ES Nesta fase da metodologia formam se as equipes para a realiza o das atividades de Identifica o das necessidades das defici ncias e ou ocorr ncias no processo dos problemas a serem corrigidos dos tipos de falhas frequentes os componentes dos subsistemas que apresentam n veis cr ticos de desgaste a exist ncia de procedimentos as falhas nas condi es ambientais etc Nesta atividade devem se conhecer todos os processos internos e exter
252. rof Dr Christian Jeremi Rodriguez Coronado Co orientador Prof Dr Luiz Roberto Carrocci Prof Dr Jos Alexandre Matelli Prof Dr Eben Ezer Prates da Silveira Prof Dr Rog rio Jos da Silva Itajub 2012 Ficha catalogr fica elaborada pela Biblioteca Mau Bibliotec ria Cristiane N C Carpinteiro CRB 6 1702 S237c Santos Eraldo Cruz dos Ciclo de rotinas para melhoria da manuten o em unidades diesel de gera o de energia el trica por Eraldo Cruz dos Santos Itajub MG Brasil s n 2012 183 p il Orientador Prof Dr Marco Ant nio Rosa do Nascimento Co Orientador Prof Dr Christian Jeremi Rodriguez Coronado Tese Doutorado Universidade Federal de Itajub 1 Gera o de energia 2 Gerenciamento da manuten o e opera o 3 Criticidade 4 Manuten o 5 Diagn sticos e progn sticos I Nascimento Marco Ant nio Rosa do orient II Coronado Christian Jeremi Rodriguez coorient II Universidade Federal de Itajub IV T tulo UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB INSTITUTO DE ENGENHARIA MEC NICA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA MEC NICA Eraldo Cruz dos Santos CICLO DE ROTINAS PARA MELHORIA DA MANUTEN O EM UNIDADES DIESEL DE GERA O DE ENERGIA ELETRICA Orientador Prof Dr Marco Ant nio Rosa do Nascimento Co Orientador Prof Dr Christian Jeremi Rodriguez Coronado Composi o da Banca Examinadora Prof Dr Luiz
253. rticipa o das pessoas interessadas em seu desenvolvimento Na maioria das vezes estes softwares n o atendem ou n o se ad quam s necessidades dos respons veis pela manuten o das empresas geradoras de energia ou por apresentarem alto custo e tempo de implanta o ou por n o apresentarem m dulos direcionados para resolver os problemas espec ficos de cada organiza o ou ainda por necessitarem de pessoal especializado para as suas opera es an lises e acompanhamento t cnico di rio No Brasil a maioria das empresas utilizam como apoio manuten o programas de gerenciamento comerciais como o Sistema Integrado de Manuten o SIM o M ximo o SAP o Engeman o Sigma entre outros todos com aplica es espec ficas e alguns softwares ainda prometem gerenciar todos os processos e sistemas das empresas nos seus diversos m dulos tornando os suas opera es cada vez mais abrangentes exigindo pessoal t cnico cada vez mais qualificado Existem ainda as empresas que procuram desenvolver softwares espec ficos para as suas aplica es e mesmo tendo adquirido um software de alto custo fazem seus controles operacionais paralelos realizados com o uso de planilhas do Microsoft Excel ou Access Contudo devido a v rios problemas tais como a falta de treinamentos e reciclagens cont nuas das pessoas envolvidas na manuten o da gera o de energia ou ainda devido redu o da efici ncia dos programas com o passar do tem
254. s A ES A SEREM TOMADAS Verificar Verificar os alarmes no quadro de comandos que foram acionados Anotar o hor rio de in cio da ocorr ncia no livro de ocorr ncias Os n veis de tens o de AC e CC na entrada e na sa da da excitatriz O fus vel da excitatriz O estado geral da UDG e realizar o escorvamento do gerador O quadro de comando e realizar o teste de tens o nos componentes da excitatriz Proceder Resetar os alarmes realizar a tentativa de colocar a UDG em opera o Realizar o sincronismo da UDGs Caso a UDG respons vel pelo desligamento n o entre em opera o indisponibiliz la para a opera o e colocar outras UDGs para atender a demanda da usina Caso as tens es de entrada e de sa da estejam fora da faixa de 24 a 28 V a mesma dever ser trocada por outra caso a tens o esteja normal realizar os ajustes necess rios Se a anomalia n o puder ser resolvida no UTE entrar em contato com a coordena o da equipe de manuten o da gera o As a es a serem realizadas foram desenvolvidas considerando os procedimentos operacionais praticados pela empresa e tem participa o dos respons veis pela manuten o 62 dos equipamentos e pelos especialistas em manuten o Essas a es foram repassadas para os operadores em forma de treinamentos conforme mencionado anteriormente Outras orienta es tamb m s o repassadas para as pessoas respons veis pela manuten o conforme pode ser visto na Tabel
255. s Isto requer o controle efetivo de todos os par metros operacionais das usinas como por exemplo o consumo de combust vel a preven o e a investiga o de falhas nos sistemas e subsistemas dos equipamentos chegando ao planejamento de manuten o das UDGs A Figura A 1 mostra alguns grupos geradores a diesel da UTE Goi nia II Figura A 1 Unidades geradoras a diesel na UTE Goi nia II A UTE Goi nia II foi uma das usinas visitadas durante o desenvolvimento da metodologia Ciclo de Rotinas 138 A 1 Classifica o das UDGs em fun o da pot ncia As UDGs podem ser classificadas conforme mostrado na Tabela A l onde s o apresentados exemplos de algumas m quinas estacion rias para a gera o de energia el trica quanto s pot ncias nominais e instaladas dos motores e dos alternadores Tabela A 1 Classifica o das unidades geradoras em fun o da pot ncia CLASSIFICA O DAS UNIDADES GERADORAS A DIESEL Equipamentos Alternador Pot ncia RE Pot ncia Nominal hp P Instalada kW Cummins s ries N e C Scania D DN MWM D299 Negrini Toshiba Pequeno Porte P lt 550 Perkins MS Mercedes Benz P lt 350 GE Weg e Leroy OM 336 e Guascor F180 Somer SF180 Classifica o Exemplos Cummins s ries QST e KTA Scania DC DSI DSC Perkins Onan 2006 4008 Mercedes Benz Caterpillar GE M dio Porte 550 lt P lt 1400 OM 447 Volvo TAD 350 lt P lt 1000 SG po Leroy Som
256. s o Vce Valor cr tico equivalente Vuc Valor unit rio de cada componente trocado VuHmr Somat rio dos valores unit rios da hora de cada funcion rio da usina Vumc Somat rio dos custos unit rios de cada material de consumo Nomenclaturas Gregas a Momento de ajuste dos pesos sin pticos Sinal de erro de uma rede neural h Valor do sinal de erro de uma rede neural AW j Pesos ou criticidades em uma rede neural p Lista de atributos de uma rvore de decis o amp Erros associados ao processo Erro de uma rede neural n Rendimento ou efici ncia t rmica Taxa de aprendizado de uma rede neural Net trica Rendimento ou efici ncia el trica um gerador p Massa espec fica do ar os Desvio padr o das medidas h 9 kg m xxi Abreviaturas Ai n Atributos de uma rvore de decis o A 4 An Termos prim rios definidos nas parti es fuzzy de cada vari vel de entrada AAE An lise da rvore de eventos AAF An lise de rvore de falhas ADB An lise por diagrama de blocos APR An lise preliminar de riscos B Bm Termos prim rios definidos em suas parti es fuzzy BDL N veis de desagrega o BreakDown Leve do c digo KKS Ca i N mero de UCs interrompidas em um evento i no per odo de apura o Cc N mero total UCs do conjunto considerado no final do per odo de apura o Ccomp
257. s passando para um regime opera o de vinte e quatro horas a fim aumentar a confiabilidade operacional das m quinas e reduzir o n mero de avarias nos elementos do sistema de partida dos motores bem como visando redu o do consumo espec fico global da usina Outros par metros que passaram a ser analisados e monitorados ap s a implanta o dos equipamentos de monitoramento nas instala es das usinas foram s curvas de consumo especifico das UDGs conforme mostrado na Figura 6 8 que onde pode ser visto um exemplo da an lise destas curvas para as UDGs da UTE de Anaj s nos anos de 2008 e 2009 Consumo Espec fico da UDE de ANAJ S 2008 2009 g o J DE E E i foo a 3 8 mk g ELR e g DEPARTARE SME TETECTENIANEF 8 o g 4 Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Meses q Figura 6 8 Monitoramento das curvas de consumo espec fico para UTE de Anaj s SANTOS e NASCIMENTO 2010b Na Figura 6 8 pode se visualizar que foram criados alarmes para o monitoramento do consumo espec fico das unidades geradoras distribu dos em faixas operacionais 119 e Em amarelo tracejado curto consumo espec fico m ximo para m quinas de pequeno porte operando em paralelo e com carregamento de 80 a 90 da pot ncia nominal e Em vermelho tracejado longo valor de refer ncia da CCC da Eletrobr s limite estabelecido pela Resolu o Normativa 163 05 da ANEEL ELETROBR S 2005
258. s UCs unidade geradora de uma usina IA Intelig ncia artificial Ic Indicador de capacidade Ip Indicador de produtividade Ino Indicadores de n o qualidade xxiii IpesEJADO ndice desejado ou o m ximo poss vel para o processo ou sistema Ips ndice de desordem do sistema Torino ndice obtido para o processo PREVISTO ndice previsto inicialmente para o processo ou sistema To Indicadores de qualidade j Intervalo de tempo do estudo k N mero m ximo de eventos no per odo considerado ke Fator padr o de energia kVA Quilo Volt Amp re unidade de pot ncia aparente dos transformadores de for a KKS Sistema de etiquetagem ou rotulagem de usinas termel tricas alem o Kraftwerk KennzeichnenSystem MCC Manuten o centrada em confiabilidade MCI Motor de combust o interna MTBF Tempo m dio entre falhas no per odo de estudo MTTR Tempo m dio para reparo no per odo de estudo n Conjunto de exemplos negativos Netj Soma ponderada dos est mulos pelos respectivos pesos de uma rede neural Nem N mero de filtros utilizados nos motores Ni N mero de elementos na camada de entrada da rede neural Nh N mero de elementos na camada intermedi ria da rede neural Nj Somat rio de todos os ndices de criticidades atribu dos a cada um dos elementos do sistema de gera o Nm N mero de m quinas em estud
259. s como a rvore de An lise de Falhas AAF rvore de An lise de Eventos AAE m todos Seis Sigmas entre outras aplicadas ao controle de falhas em usinas termel tricas a vapor gerenciadas pela American Electric Power AEP Neste artigo s o mostrados os diversos par metros controlados pelo Boiler Predictive Maintenance Program BPDM desenvolvido pela EPRI com objetivo de melhorar a confiabilidade operacional das UTEs a vapor com a implanta o da filosofia do programa BPDM SCHEIDEL et al 2004 em seu artigo apresentou os novos programas desenvolvidos pela Siemens AG Power Generation Trata se de um sistema feito em diagramas de blocos chamado de WIN TS Diagnostic System formado por m dulos dentre os quais existe um pacote derivado de um m dulo econ mico chamado de GT Econopac este m dulo tem a finalidade de desenvolver monitoramento e diagn sticos utilizando o conceito do tri ngulo de administra o da qualidade com foco no rendimento tempo de resposta e confiabilidade Em 2005 foi publicada uma resolu o conjunta ANEEL ELETROBR S que Resolu o Normativa N 163 05 ANEEL Sistema de Coleta de Dados Operacionais SCD que visava o controle do consumo de combust vel das unidades geradoras das usinas 10 termel tricas com motores diesel do sistema isolado Neste sistema foram implantados em algumas usinas equipamentos de monitoramento do consumo de combust vel e dos par metros el tricos das
260. s do sistema e do subsistema inicia se a fase de procura pelo c digo de falha Ser 76 apresentada ao usu rio uma s rie de perguntas estruturadas por meio de uma t cnica inteligente nesta tese a ferramenta utilizada rvores de decis o at que o sistema possa chegar ao resultado neste caso a solu o encontrada Uma rvore de decis o uma representa o simples de um classificador utilizada por diversos sistemas de aprendizado de m quina de infer ncia Ela induzida a partir de um conjunto de exemplos de treinamento onde as classes s o previamente conhecidas A estrutura da rvore organizada de tal forma que a Cada n interno n folha rotulado com o nome de um dos atributos previsores b Os ramos ou arestas saindo de um n interno s o rotulados com valores do atributo naquele n c Cada folha rotulada com uma classe a qual a classe prevista para exemplos que perten am quele n folha O processo de classifica o de um exemplo ocorre fazendo aquele exemplo caminhar pela rvore a partir do n raiz procurando percorrer os arcos que unem os n s de acordo com as condi es que estes mesmos arcos representam Ao atingir um n folha a classe que rotula aquele n folha atribu da quele exemplo No espa o definido pelos atributos cada n folha corresponde a uma regi o um hiper ret ngulo onde a interse o dos hiper ret ngulos o conjunto vazio e a uni o destes hip
261. s e dos custos da gera o e Desenvolvimento de uma base de conhecimento que abranja as informa es de outros sistemas de gera o de forma que se possa generalizar a metodologia e Melhoramentos na base de conhecimento com inclus o de mais dados referentes aos especialistas de diversos sistemas de gera o de energia e Realiza o de mais experimentos sobre o sistema a fim de validar o uso de rvores de decis o como t cnica utilizada pelo sistema especialista e Desenvolvimento de m dulos para uso da rede de computadores da empresa para manuten o e distribui o do SE desenvolvido e Incluir mecanismos autom ticos de inclus o de novas regras e fatos com consequente reconstru o das rvores de decis o e Realizar o treinamento de in meros casos a fim de manter e possibilitar a es mais r pidas quando ocorrerem anomalias nos sistemas de gera o e Desenvolvimento de ferramentas para realiza o de leitura autom tica dos equipamento utilizados para monitoramento dos par metros operacionais dos sistemas de gera o e Realiza o da compara o entre as metodologias usuais e o ciclo de rotias e Realiza o de an lise de retorno do investimento do treinamento durante a implanta o da metodologia REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas NBR 6376 P MB 749 1985 Motores Alternativos de Combust o Interna n o Veicular Rio de Janeiro RJ ABNT
262. s equipamentos geradores nas UTEs foi desenvolvido na metodologia Ciclo de Rotinas um estudo para determina o das fases do processo de falha A Figura 2 2 mostra um gr fico do processo de quebra de um equipamento em UTESs que ocorre de forma sistematizada e sequencial Segundo SOUSA R G 1999 e CARVALHO D R 2005 durante o seu funcionamento um equipamento passa por tr s fases distintas anomalia falha e quebra A fase de anomalia compreende os primeiros sintomas que j podem ser observados como por exemplo o in cio de uma trinca no cabe ote de um motor vazamento excessivo de leo lubrificante pelas juntas do motor ou o excesso de fuma a durante a opera o normal Facilidade de Substitui o de Componentes Aviso da Quebra identifica o Es pg Ee Instante da Quebra A Falha ou Anomalia Defei Equipamento efeito deficiente Planejamento e Manuten o Fase de Equipamento Registro em perfeitas condi es 0 Origem do o problema Parada total do Tempo problema evoluiu equipamento havendo perda de produtividade Figura 2 2 Processo de quebra de um equipamento Considerando ainda a filosofia do ciclo de vida de um produto em sistemas e processos produtivos adaptados para UTEs com motores diesel e o levantamento do hist rico de ocorr ncias durante o per odo de implanta o da metodologia Ciclo de Rotinas nas usinas 22 a conceitua o do processo de quebra de um equipamento
263. s lida com a incerteza da defini o do pr prio evento enquanto que a teoria da probabilidade lida com a incerteza da ocorr ncia de certo evento ocorrer A teoria da probabilidade n o deve ser usada para eventos cuja combina o de categorias subjetivas em processos de tomada de decis o humana que n o seguem um princ pio de regras bem estabelecidas SHAW 2002 13 5 1 1 Racioc nio fuzzy O racioc nio fuzzy tamb m conhecido como racioc nio aproximado pode ser dividido em cinco etapas a saber ON e Transforma o das vari veis do problema em valores fuzzy este processo chamado de fuzzifica o e Aplica o dos operadores fuzzy l gicos para cada problema e Aplica o da implica o ou seja criar pesos e um conjunto de regras para a comunica o sin ptica entre as fun es e Combina o de todas as sa das fuzzy poss veis para solucionar um problema e Transforma o do resultado fuzzy em um resultado n tido seguindo de a es fes serem adotadas este processo conhecido como defuzzifica o No primeiro passo para cada valor de entrada associamos uma fun o de pertin ncia que permite obter o grau de verdade da proposi o e Determinar o grau de pertin ncia de cada conjunto proposi o e Limitar o valor da entrada de todos os par metros entre O zero e 1 um O segundo passo aplicar os operadores fuzzy assim como os operadores da l gica n tida Os operadores usados na
264. s redes neurais como a maioria das ferramentas de IA s o modelos computacionais que trabalham de forma similar ou c rebro humano Assim como a estrutura do sistema nervoso humano as redes neurais artificiais RNA s o formadas por elementos de processamento operando paralelamente chamados de neur nios interligados por conex es nervosas chamadas de sinapses A estes conjuntos de neur nios fortemente conectados pode se associar algum tipo de conhecimento que ser armazenado nas conex es existentes entre os neur nios adjacentes Ao processo de associa o de conhecimento RNA chamado de aprendizado que atribu do a RNA para a execu o de outro processo chamado de treinamento De acordo com HAYKIN 1999 as RNAs s o estruturas paralelas compostas de neur nios artificiais densamente conectadas que apresentam duas fases distintas de processamento a aprendizagem treinamento e a execu o Na aprendizagem s o apresentados est mulos entrada denominados padr es de treinamento um mapeamento envolvendo Alarmes e Falhas definidos pelos especialistas neste caso o mapa de falhas fornecido pela usina Na fase de execu o a RNA recebe como entrada um conjunto de padr es de testes alarmes que normalmente n o fizeram parte do treinamento e apresenta o resultado que no caso investigado representa a Falha detectada A arquitetura utilizada foi baseada no Perceptron de M ltiplas Camadas PMC O algoritmo usado no treina
265. s respons veis pela gera o de energia de usinas termel tricas a diesel em sistema isolado sendo esta uma valiosa refer ncia organizacional desse tipo de sistema de gera o de energia ELETROBRAS 2003 Ampliando o espectro de estudo LORA e NASCIMENTO 2004 abrangem no seu livro desde a estrutura modelo do setor el trico brasileiro at a descri o das tecnologias e modalidades de gera o termel trica Todas as fases de estrutura o de um projeto de uma termel trica s o abordadas incluindo desde o planejamento projeto at a opera o da planta Aspectos te ricos t cnicos econ micos legais e ambientais relativos ao projeto e opera o de centrais termel tricas s o apresentados e discutidos em detalhe A efici ncia na redu o das emiss es foi impulsionada com a Lei N 11 097 05 que introduziu o biodiesel na matriz energ tica brasileira e ampliou a compet ncia administrativa da Ag ncia Nacional do Petr leo ANP que passou desde ent o a denominar se Ag ncia Nacional do Petr leo G s Natural e Biocombust veis assumindo a atribui o de regular e fiscalizar as atividades relativas produ o controle de qualidade distribui o revenda e comercializa o do biodiesel e da mistura leo diesel biodiesel BX BINDERT et al 2004 publicou na POWER GEN um artigo onde mostrada a metodologia para monitoramento de sistemas de gera o de energia desenvolvido pela 9 empresa ALSTON como o W
266. sanar as anomalias das UDGs Esta base de conhecimento tem grande import ncia na forma o e treinamento dos membros da equipe de manuten o e para os novos operadores das usinas Esta metodologia tamb m se mostrou eficaz quando comparada com outros softwares comerciais pois criada a filosofia de que o software quem deve se adaptar ao sistema de gera o e n o o sistema de gera o que deve se adaptar ao software A redu o dos custos da gera o uma consequ ncia do controle de todos os par metros envolvidos na manuten o e na gera o de energia ao longo dos anos pois com a metodologia Ciclo de Rotinas busca se o desenvolvimento da melhoria cont nua 127 Cap tulo 7 CONCLUS ES A utiliza o da metodologia Ciclo de Rotinas para realizar o levantamento do hist rico de anomalias nas UTEs que utilizam o biodiesel como combust vel no Estado do Par em rela o a outros softwares comerciais apresentou se eficaz pois os objetivos e metas desenvolvidos foram alcan ados de forma satisfat ria e eficiente Um exemplo dessa efici ncia foi que os desligamentos ocorridos nas usinas da concession ria do Estado do Par mantiveram sua tend ncia de ocorr ncia nos anos de 2008 e 2009 com somente duas das UTEs investigadas ultrapassaram a meta estabelecida pela metodologia enquanto que os desligamentos das empresas terceirizadas contratadas pela concession ria no mesmo per odo apresentam uma tend ncia de fort
267. se identificar os pontos cr ticos existentes em sistemas de gera o de energia el trica aumentar a confiabilidade operacional das unidades diesel geradoras UDGs e consequentemente reduzir os custos globais de opera o e de manuten o A metodologia Ciclo de Rotinas tem como objetivo o desenvolvimento e a implanta o de uma sistem tica de gerenciamento de planejamento de controle de supervis o e de elabora o de diagn sticos e progn sticos das atividades de manuten o de usinas termel tricas UTEs utilizando como estudo de caso inicialmente UTEs com motores diesel do sistema isolado na regi o norte do Brasil Os resultados da utiliza o da metodologia nas usinas s o avaliados e mostrados atrav s da identifica o das criticidades da redu o do n mero de desligamentos em 15 e dos custos operacionais e de manuten o em 20 Palavras Chave Gera o de Energia Gerenciamento da Manuten o e Opera o Criticidade Unidades Geradoras Diagn sticos e Progn sticos Abstract SANTOS Eraldo C 2012 Cycle Routines for Improvement of the Maintenace in Diesel Units in Thermoelectric Power Generation PhD Thesis Institute of Mechanical Engineering Federal University of Itajub Itajub MG The present work shows the development of a maintenance management methodology called Cycle of Routines for Maintenance Improvement in Diesel Units of Power Electric Generation or si
268. sel s o MB 749 NBR 06396 Motores Alternativos de Combust o Interna e NB 130 NBR 05477 Apresenta o do Desempenho de Motores de Combust o Interna Alternativos de Igni o por Compress o Diesel Mesmo observando as caracter sticas de cada uma das normas existentes importante que seja entendido que as mesmas foram elaboradas para as condi es timas de opera o ou seja para os testes realizados em laborat rio e nas Condi es Normais de Temperatura e Press o CNTP adotada por cada fabricante logo estes testes s o baseados nas condi es estabelecidas pela AP como sendo 16 C poder calor fico inferior de 42 780 kJ kg quando utilizado a 29 C e pesando 839 9 g l e ainda o combust vel correspondente a ASTM D2 com consumo baseado na densidade do produto de 0 850 kg l PEREIRA 2003 De acordo com os conceitos das Normas da ABNT NBR 6576 1985 NBR 8422 1984 e NBR 5477 1997 as pot ncias para os grupos geradores s o e Pot ncia Efetiva Cont nua N o Limitada a maior pot ncia efetiva garantida pelo fabricante que ser fornecida sob regime de velocidade conforme sua aplica o durante 24 horas di rias sem sofrer desgaste anormal e perda de desempenho A ajustagem dessa pot ncia no motor permite ainda uma sobrecarga em geral 10 da pot ncia efetiva cont nua que depender da quantidade de combust vel injetada e ou bloqueada na bomba injetora ou PT press o x tempo para
269. sidades identificadas e Utilizar os ndices de an lise para avalia o da atividade incluindo a m dia das notas dos participantes do treinamento Na metodologia Ciclo de Rotinas a t cnica de erro humano considerada pois a participa o dos operadores e do pessoal da manuten o no processo produtivo tamb m avaliada como poss veis fontes de erro B 3 Sistematiza o e ou classifica o Nesta atividade da metodologia Ciclo de Rotinas realiza se a divis o a codifica o operacional e a classifica o de todos os componentes dos tipos de falhas os elementos cr ticos etc existentes no empreendimento a fim de facilitar o acompanhamento o 152 monitoramento e o controle dos mesmos em um software gerencial Assim sendo procede se da seguinte forma Formar as equipes de sistematiza o e ou classifica o dos componentes dos equipamentos sistemas subsistemas e componentes de um sistema ou processo produtivo da organiza o Com o relat rio de an lise as equipes devem se dividir os processos a serem conduzidos em sistemas e subsistemas de forma a facilitar a visualiza o Estudar o layout do processo ou do sistema a fim de visualizar solu es para os problemas necessidades identificados Criar a topologia dos sistemas e subsistemas processo da empresa em estudo Classificar as periodicidades de manuten o ou de interven o nos equipamentos nos mais variados elementos existente no processo ou
270. sistema ou seja estabelecer as periodicidades do plano de manuten o para o tipo de manuten o praticado Ap s a sistematiza o devem ser criadas codifica es operacionais para todos os componentes do processo ou dos subsistemas de forma que se possa identific los no sistema de gerenciamento de informa es o As codifica es devem separar os v rios elementos do processo em sistemas e subsistemas de forma clara o Outros elementos da organiza o tamb m podem ser controlados pelo sistema de gerenciamento desde que recebem codifica es operacionais c digo KKS Com os c digos os elementos dos subsistemas devem ser classificados de acordo com as unidades utilizadas no processo por exemplo km horas dias quantidade de pe as etc seus n veis de import ncia tempo de m quina parada n mero de funcion rios afetados riscos de acidente etc Com o hist rico das anomalias busca se agrupar classificar e codificar todas as ocorr ncias e tipos de falhas consideradas relevantes no sistema O As codifica es devem ser afixadas em locais vis veis o Os c digos e classifica es devem ser divulgados para que os funcion rios envolvidos no subsistema possam ter conhecimento deles Codificar as ocorr ncias as anomalias os tipos de falhas e os defeitos identificados para o processo incluindo as falhas referentes seguran a e ao meio ambiente interno e externo a empresa Nomear e ou classificar a localiza o dos equip
271. so de forma o da rvore de decis o come a com a defini o de que atributo ser o n inicial da rvore tamb m chamado de n raiz Para isso deve se calcular o ndice de Desordem do Sistema Ips ou a sua entropia conceito utilizado por MITCHELL T 1997 para determinar o fator de incid ncia de cada atributo n o decisivo em rela o ao decisivo do atributo decisivo da cole o de dados determinados por um equacionamento matem tico que representa a distribui o do atributo Em seu trabalho MITCHELL T 1997 utiliza o conceito de entropia como sendo uma medida bem definida da desordem ou da informa o encontrada nos dados neta tese este conceito aplicado ao ndice de Desordem do Sistema Ips A constru o de uma rvore de decis o guiada pelo objetivo de diminuir a entropia A introdu o do Ips no processo de constru o de rvores de decis o visa cria o de rvores menores e mais eficazes na classifica o A forma de obten o do Ips dada por e T PEU NE onde PE o conjunto de exemplos positivos e NE o conjunto de exemplos negativos e p IPElen INEI onde IPEI e INEI representam a cardinalidade de PE e NE respectivamente e Para cada n da rvore ser o determinadas as probabilidades de um exemplo pertencente quele n ser um exemplo positivo ou negativo calculadas como p p n e n p n respectivamente Assim o ndice de desordem do sistema definido pela quantidade de
272. sociada com o atributo em X dada pela Equa o 5 7 Gaint X 1 s p n gt rca To pn 5 7 O ganho de informa o mede a redu o do ndice de desordem do sistema causada pela parti o dos exemplos de acordo com os valores do atributo Ou seja o ganho de informa o representa a diferen a entre a quantidade de informa o necess ria para uma predi o correta e as correspondentes quantidades acumuladas dos segmentos resultantes ap s a introdu o de um novo teste para o valor de determinado atributo 5 1 5 Aplica o e montagem da rvore de decis o Na montagem da rvore de falhas foram utilizadas as regras de produ o fuzzy aliado ao modelo de infer ncia de Mamdani descrito no Ap ndice F de forma a isolar o c digo de falha mais cr tico de um conjunto de anomalias e indicar a melhor solu o para sanar uma anomalia no sistema de gera o Em fun o da grande quantidade de possibilidades de an lise que pode ser feita em um sistema de gera o ser usado um exemplo das anomalias ocorridas em uma usina termel trica com motores diesel para ilustrar a aplica o da metodologia A an lise inicia pelo levantamento das ocorr ncias em um determinado per odo sendo que para cada ocorr ncia apresentada um conjunto de possibilidades ou solu es 79 Quando ocorre uma anomalia durante a an lise s o feitas algumas perguntas as quais s o respondidas pelo usu rio usu rio deve respond
273. soyuawe ijsag sojuawe ijsag ap e01 ogjeznewasig ep nuaj oe Jeuojay EOpE 0L w ozz kL tE 113 L 4 Svuda SVO VRIVIN VINVS enjoy RIVAV 0d ZANI VINVS o VUILVATYS jejej 19 N e o e e njej jejej eje wlej co N coco in o bs a nl Gal n l bsd Gnl Gad Gnl ta o so o e tar Jael Ts a a z4 z f J p e 1 o a e S e e OO E ES S O OEE e a olg SE O 0 REIVaINON N m Qjo jojjo jeje eN pos o Rs N jeja lo o 3 eu eyes pepijgeisa ap eyje4 og uanuey B pjsaqng eu siBWIuy seuaduwaju3 a TUlUSIUOJIUIS og esado S og5esa9 ap apep liqiuods pu E ug ewsojsues ap BuBJSIS huewoy pepioojaA es SP PEND Su eyen a puled EN ap og ejnhay ap BUBISIS op sjua ap BUBJSIS no epiyeg ap BUBISIS FuBjsnexI ap B BISIS Foeseagam R ap ogssiwpy ap ewajs ig ap ewajs ojuawioajauy ap BUB SIS Jemsnquog ap ogeyuawijy ap ewaIsIS BLSISIS SYWELSIS Y Yd OQ OQVLSI ON OQY7OSI VNILSIS OQ SYNISN SYN 800z NI SOdIHYOJO SOLNINVIINSIA SOA SYSAVO OPeJOST BUI9STS OP SEUISN seu SOJUIWLFIHSOP sop sesneo o sopepnueno T9 ejqri 106 Com a utiliza o da metodologia a partir do segundo semestre de 2002
274. stema de Arrefecimento Sistema de Arrefecimento Descri o Completa do Material Coletor dianteiro de gua do motor Cummins NTA 855 refer ncia original do fabricante 3056548 para motores G2 G3 G4 Para maiores descri o consultar o cat logo do fabricante do produto Hora Atual de Uso C digo Nome do Material Nome Diferenciador Nome Complementar Unidades 00001 Coletor dianteiro de gua p Refer ncia Original do Fabricante do Refer ncia Cruzada de Outros Quantidade Valor da Valor unit rio do Material Fabricantes do Material do Material Criticidade Material 3056548 2 7 z RS 200 00 Aplica o do Material Quanto a Aplica o do Material quanto aos Foto ou Desenho Esquem tico do Material Fonte de gera o Componentes Hora Acumulada de Programa de do Material Uso do Material Manuten o do Material Percentual de uso do Material Percentual 85 83 85 83 w o JD o OO O M Produto de Er do Dimens es do Estado do Material na Localiza o do Valor Total dos Material Material Empresa Material Materiais em Estoque o span Nome do Fomecedor Principal do Primeiro Nome do Solicitante ltimo Nome do solicitante do Matricula do Material do Material Material Solicitante Cummins 7 Epa nvanoa Figura 3 9 Janela de cadastro dos componentes das UDGs do software Ciclo de
275. t 0g y gt euajsIsqns lt 0JSepeg gt gt BUIBISIS sojuaLua a sop apepiagud SOENEN ES og adsul 507 4329 sejpuguoI0 ap apu seyle ap sodil ojuaupusje ap odwal lt 0pdy gt DINHO ELUSJSISQNS wnyuan DINHO siey ELIS SISANS lemquazsad apepiquodsia ewasiS ewasisqng lt BIJUBIIO OUOJejaH gt SBIIUB40IO Apepqueno e ejas lt BLUBJSISQNS gt gt EEA i lt 0 Sepe9 gt gt lt 0jsepeo gt gt opiqixg Jas e ouojejas jenb Jayj09s3 lt lt OUOJBjay gt ewasisqns no guias lt BLS SIS Op BYJ0ISI gt gt souojejad Es sajuauoduoS sojuaua 3 SPEPDIUO 9P omno e1opeiag apepiun OpIqba 135 ONQjEja Jenh 10410353 ep sajuauodLos sop soysepep aSa geL a S0Iyelg gt gt nuaw op Eyj09s3 lt lt hnuapyj nua o esed ejoA euIsn ep sewasisqns sop sajuauodwoa sou vias ap seJopejsaJd a saiopasauioy So Jegsepey euisn ep sewajsisgns sou souas so ogdezipeas anb sadinha se a SONBUD IUN SO JEJJSEReS ogjuajnueu a og eJado ap sadinha eulsn eu ajuajsixa og uapnuew sejad opez jea euisn ep seansuapeiea ap eueJfoJd op sag euuojul SE wos BJaf OUEjUBAU op og ezjeay sojuauedinha sop seyjej ap O9UO SIY op og uajqo no og eug sojsepeo euisn ep sewasisgng sou sopezi jn wa18S e sIEUB EU SO Jegsepeg euIsn ep sewajsisqns sop og uajnueuy no og eJado esed sejuajsixa sewuou no sopuawipasoid So JeJseped og eiag ap auo no euisn ap odiL lt lt euISN ep eyjossa gt
276. tados pelas Tabela 5 5 e Tabela 5 6 chega se aos seguintes valores mostrados na Tabela 5 7 de Gainf para os atributos restantes Tabela 5 7 Resultados do ganho de informa o a partir do n raiz C LCULO DAS ENTROPIAS E GANHO DE INFORMA ES Ips SIM Ips N O Gainf De acordo com os valores calculados o atributo com maior valor de Gainf o atributo A4 Caso exista mais de um atributo com o mesmo valor de Gainf o sistema dar prefer ncia ao atributo que tiver o maior valor de criticidade ou maior n mero de ocorr ncia em um determinado per odo ou o que for priorizado e informado pelo usu rio do sistema 84 Com os resultados dos desligamentos ocorridos nas usinas da concession ria em 2008 apresentados na Tabela 5 2 um usu rio do sistema procuraria a causa mais prov vel da falha nas UTESs que seria em primeiro lugar a alternativa A ou seja falhas referentes estabilidade ou falha na rede de distribui o da usina pois a mesma apresenta maior percentual de ocorr ncias Contudo o percentual de ocorr ncias avalia os resultados de forma geral a fim de particularizar o isolamento da falha para cada usina e usando a t cnica da rvore de decis o o usu rio levado diretamente a testar a causa com maior probabilidade de ocorr ncia neste caso a causa As isto falhas nos pain is el tricos ou quadro de comandos para a UTE de Anaj s em 2008 Logo ap s o sistema especialista indica que os respons veis pela
277. tat sticos etc A funcionalidade b sica do Ciclo de Rotinas a identifica o temporal dos problemas ou distor es de alcance dos objetivos e metas avaliando se os hist ricos das ocorr ncias de falhas em equipamentos para os quais foram desenvolvidas formas de acompanhamento de controle de avalia o e de tratamento utilizando os recursos pessoais materiais e financeiros dispon veis para a manuten o das UTES 27 3 1 Ciclo de Rotinas Os objetivos e metas estabelecidas por uma organiza o ou sistema processo produtivo alcan ado usando um conjunto de atividades de opera es e recursos no desenvolvimento das tarefas da metodologia A Figura 3 1 mostra um esquema das atividades e tarefas da metodologia Ciclo de Rotinas Figura 3 1 Esquema do Ciclo de Rotina para melhoria de sistemas e processos SANTOS e NASCIMENTO 2009 Os passos da metodologia Ciclo de Rotina mostrados no esquema da Figura 3 1 s o distribu dos em tarefas e cada tarefa se subdivide em duas atividades que podem ser desenvolvidas de forma isolada ou paralelamente O desenvolvimento destas tarefas dependente das condi es organizacionais da empresa e do n vel de forma o do pessoal envolvido com o desenvolvimento e implanta o da metodologia Todos os elementos do Ciclo de Rotina visam atingir os objetivos e metas gerais da organiza o atrav s da e Defini o das metas operacionais do sistema e ou processo alicer adas n
278. tens o a corrente o consumo de combust vel o acompanhamento dos estoques de biodiesel nos tanques de armazenamento etc s o feitos atrav s de planilhas chamadas de Registro Di rio de Opera o RDO preenchidas manualmente pelos operadores durante os seus turnos de trabalho Outras informa es que constam dos RDOs das usinas s o as ocorr ncias de anomalias nas UDGs que s o preenchidas de forma resumida Nas usinas existe ainda um livro de ocorr ncias onde s o realizados os registros de todos os eventos ocorridos durante um turno de trabalho dos operadores Nestas condi es percebe se que a coleta das informa es de ocorr ncias depende diretamente da equipe dos operadores da UTE sendo que em alguns casos muitas informa es relevantes para as an lises das condi es de opera o s o omitidas ou n o s o registradas ou pelo n vel de escolaridade exigido para os operadores ensino fundamental ou pela falta de conhecimento dos sistemas e subsistemas que fazem parte das UDGs As grandes dist ncias e a log stica de algumas regi es como por exemplo as regi es Norte e Centro Oeste tornam se um limitante na obten o das informa es das ocorr ncias nas usinas e para o planejamento da manuten o Em algumas concession rias e PIEs os relat rios di rios s o enviados para a sede das empresas via fax ou atrav s de liga es telef nicas sendo que estas informa es s o p s processadas vinte quatro horas
279. timento em manuten o Por m apesar do interesse das 19 pessoas envolvidas com a manuten o ainda n o se tem uma cultura de gerencia de manuten o nas empresas Dentro desta tica uma equipe de manuten o deve capacitar se para atuar sempre de forma planejada desenvolvendo manuten es preventivas preditivas detectivas etc Nas condi es mais extremas onde n o se iniciou um processo de manuten o preventiva deve se pelo menos implantar a manuten o por inspe o conforme a viabilidade t cnica econ mica do sistema de gera o A manuten o por inspe o aquela realizada periodicamente por membros da equipe de manuten o ou pelos operadores da usina visando identifica o e o registro de uma anomalia ou seja o in cio da cria o de um hist rico de ocorr ncias Paralela implanta o da manuten o por inspe o deve se buscar identificar os procedimentos normas ou manuais os quais propiciaram a implanta o de um programa de manuten o de equipamentos A necessidade de recurso para desenvolvimento de normas e procedimentos internos al m de treinamentos pois para a implanta o de uma sistem tica de gerenciamento de manuten o os procedimentos e normas para a execu o dos servi os de inspe o j dever o estar padronizados e os operadores e t cnicos da manuten o devidamente treinados para execut los bem como deve ser desenvolvido um mecanismo de comunica o direta entr
280. tinas Al m das quest es referentes aos desligamentos com a utiliza o das ferramentas gerenciais foram identificados ainda outros pontos cr ticos nas UTEs como e Elevado consumo espec fico das UDGs e Diversidade de elementos consum veis leo lubrificante filtros leo combust vel etc e Falta de normas e procedimentos operacionais espec ficos para a gera o de eletricidade e Falta de padroniza o dos elementos e estruturas que comp e as usinas 108 e Falta de treinamentos e reciclagem dos operadores das usinas e das equipes de manuten o das UTESs e Vida til elevada das unidades geradoras e Falta de renova o dos componentes dos grupos geradores e Controle ineficaz das ocorr ncias e do hist rico de anomalia dos equipamentos e Software de gerenciamento da manuten o subutilizado pelas pessoas respons veis pela manuten o das unidades geradoras e Comunica o deficiente entre as usinas e os respons veis pela manuten o das UTESs e Falta de metodologia para realiza o das atividades de manuten o 6 2 2 An lise e ou defini o das ferramentas A ferramenta gerencial adotada pela concession ria do Par o SIM software comercial de gerenciamento de manuten o de sistemas que era usado para controle ordens de servi o abertura e fechamento e como banco de dados dos itens de manuten o Contudo houve a necessidade de se adaptar as informa es levantadas para que o SIM pu
281. todo mundo v m buscando o aumento da efici ncia dos sistemas de gera o de energia el trica no que tange ao uso racional das fontes de gera o de energia Percebe se ainda que exista uma preocupa o mundial cont nua em monitorar supervisionar controlar e ou estender a vida til de instala es de gera o de energia surgindo um dilema econ mico repotenciar ou substituir as unidades diesel geradoras UDGs com mais de 30 anos de uso Esta indaga o traz grandes preocupa es para as equipes de manuten o das empresas geradoras de energia pois quest es como experi ncia adquirida e n o repassada ou registrada grande rotatividade de pessoal t cnico especializado regime de opera o do sistema de gera o adequa o e ou reposi o de material e de tecnologia exig ncia de rg os de fiscaliza o e a execu o da manuten o propriamente dita devem ser equacionadas no interior das empresas e ou institui es de ensino No in cio em muitos dos programas de gerenciamento da manuten o desenvolvidos por empresas organiza es e institui es de ensino buscava se analisar ou diagnosticar falhas em componentes isolados dos sistemas 2 Hoje com o intuito de melhorar seu desempenho e a confiabilidade operacional estes softwares s o cada vez mais robustos com tecnologia cada vez mais avan adas e cada vez mais de propriedade particular ou seja s o plataformas fechadas com pouca ou nenhuma pa
282. tos das usinas t rmicas 1 1 Motiva o para o Estudo Durante o desenvolvimento da metodologia ciclo de rotinas foi constatado que a manuten o dos componentes de alguns tipos de UTESs ainda feita de forma ineficiente n o apresentando em muitos casos um controle efetivo de todos os elementos envolvidos e necess rios ao processo o que gera alto custo global A manuten o ocorre somente quando h a parada de um dos elementos que comp e as UDGs ou seja na grande maioria das vezes s o praticadas nas usinas as manuten es 5 corretivas do tipo n o planejadas emergencial o que reduz a vida til dos equipamentos em fun o do descontrole do plano de manuten o reduzindo a confiabilidade e a disponibilidade operacional dos sistemas e aumentando os custos da gera o ABNT 5462 1994 A metodologia Ciclo de Rotinas visa desenvolver mecanismos para a realiza o de uma manuten o eficiente voltada para as UTEs com motores diesel privilegiando a manuten o preventiva preditiva proativa chegando engenharia de manuten o A motiva o desta tese a mudan a do paradigma da ger ncia de manuten o praticado nas UTEs ou seja evoluir da filosofia atual isto s conserta se quebrar para investigar as condi es operacionais da UDG e intervir somente se necess rio Para isso necess rio se conhecer ou desenvolver o controle de todas as informa es referentes gera o de energia
283. tra aplica o de m todos de intelig ncia artificial para melhoria da manuten o de sistemas de gera o de energia foi mostrado por FAST e ASSADI 2008 em um trabalho onde foi realizado modelamento e o treinamento de redes neurais artificiais como uma ferramenta para monitorar as condi es operacionais e diagnosticar falhas em componentes do sistema de gera o otimizando a periodicidade de troca de componentes e os custos de manuten o das unidades geradoras a partir dos dados de hist ricos operacionais de usinas termel tricas a g s O trabalho de BARBOSA 2010 prop s um sistema capaz de realizar o diagn stico termodin mico de falhas em turbinas a g s baseado em l gica Fuzzy atrav s da cont nua compara o entre sinais medidos em campo os quais foram simulados por um programa computacional resultando na gera o de um modelo de refer ncia que foi validado por uma turbina em perfeito estado de funcionamento O sinal comparado serviu de entrada para um sistema Fuzzy que identifica e quantifica a severidade das falhas onde foram avaliadas as influ ncias na mudan a de geometria na calibra o do sistema O foco do trabalho de MOHAMMAD et al 2010 a exposi o de uma nova metodologia para o diagn stico de falhas em turbinas a g s utilizando redes neurais din micas de multicamadas Este trabalho mostra a potencialidade do uso de redes neurais para a determina o de falhas em equipamentos usando caracter stic
284. tulo 4 onde s o mostrados os conceitos e um breve equacionamento de alguns indicadores al m da sugest o de indicadores para usinas termel tricas No Cap tulo 5 s o expostas as caracter sticas do uso das t cnicas de algumas ferramentas gerenciais e de intelig ncia artificial utilizadas na metodologia Ciclo de Rotinas com a descri o da l gica fuzzy com exemplos de aplica o na rvore de falhas e de redes neurais com exemplo de treinamento de uma rede para trinta e cinto tipos de falhas e alarmes em UTESs No Cap tulo 6 s o descritas as atividades de utiliza o e de implanta o das tarefas da metodologia Ciclo de Rotinas aplicadas em um estudo de caso de UTEs com motores diesel onde s o feitas as an lises os diagn sticos e os progn sticos das falhas e determina o das criticidades para os sistemas de gera o Este cap tulo finalizado com uma conclus o da implanta o da metodologia neste estudo de caso No Cap tulo 7 s o mostradas as conclus es e contribui o da tese al m da indica o dos trabalhos futuros Nesta tese um Progn stico a previs o do curso futuro de um evento como por exemplo falhas ou defeitos em equipamentos de um sistema ap s a elabora o do diagn stico Este progn stico elaborado baseado no conhecimento do hist rico de ocorr ncias e na tend ncia de evolu o de um problema incluindo as a es a serem adotadas para sanar as anomalias e as poss veis consequ nc
285. uintes aspectos o Contribui o dos membros da equipe para a implanta o da metodologia o Apar ncia do relat rio elementos b sicos recomenda es e sugest es etc O somat rio total de todas as atividades das equipes durante a implanta o do Ciclo deve ter um valor de cr ditos superior a 150 pontos e de faltas inferior a 40 Como o nome j diz esse ciclo n o deve ser quebrado ou seja as atividades devem ter suas sequ ncias obedecidas sob pena de n o serem atingidos os objetivos e metas da organiza o Tais informa es devem fazer parte do relat rio de avalia o do ciclo a ser encaminhado para a dire o ou ger ncia da empresa o que facilitar as tomadas de decis es administrativas e gerenciais Cada instala o ou subsistema ser responsabilizado pelo bom andamento do processo podendo os resultados fazer parte da produtividade em grupo da empresa Ap s o levantamento do hist rico de ocorr ncias e falhas dos ltimos 05 cinco anos pelo menos e da identifica o de alguns desvios nas metas e objetivos da empresa divulga se de forma oficial o in cio da implanta o do ciclo atrav s de uma reuni o com a participa o da alta ger ncia da empresa Inicialmente para averigua o dos resultados dos levantamentos se poss vel quantificando os desvios e conhecendo se novas necessidades da empresa e posteriormente divulga se para todos os funcion rios a inten o de utiliza o do ciclo no seu processo
286. unidade de colaborar no seu planejamento Outro pilar em que se deve apoiar um sistema de gerenciamento o estabelecimento de indicadores que possibilitem o gerenciamento do setor Gerenciar com indicadores possibilita um monitoramento dos resultados direcionando a a o gerencial As reuni es s o realizadas tamb m com a fun o de analisar as informa es registradas nos relat rios e fixadas em um mural ou outro meio de comunica o para acompanhamento dos resultados pela equipe Para alcan ar os objetivos propostos deve haver um aplicativo que viabilize a implanta o do sistema de gest o Esse aplicativo sendo coerente com a proposta torna exequ vel a implanta o e a gest o da manuten o Outra base imprescind vel na culmina o do sistema gerencial o estabelecimento do v nculo entre a manuten o e a produ o opera o ao se implantarem os procedimentos de manuten o aut noma Este trabalho consiste de forma simplificada no repasse da responsabilidade ao operador da realiza o de manuten es b sicas como limpeza dos equipamentos lubrifica o e inspe es com o intuito de identificar anomalias ou falhas O principal objetivo da manuten o aut noma eliminar problemas em sua origem 2 3 Processos de Manuten o Assim como nos outros tipos de usinas centrais termel tricas as UTEs com motores diesel em muitas empresas geradoras do pa s t m seus planos programas de manuten o desenvolvid
287. uten o e gest o de res duos e deve ser a rotulagem informativa unificada no ciclo de vida inteiro do processo Deve ter m tua aplicabilidade interdisciplinar entre as engenharias mec nica civil el trica e de instrumenta o e controle combinada com a de identifica o de acordo com as fun es tecnol gicas do processo sistema ou processo relacionado ponto de instala o e localiza o Deve haver aplicabilidade em processamento de dados do computador 47 4 1 1 Tipos de c digos De acordo com a WEI C et al 2010 o c digo KKS pode ter tr s ou mais diferentes tipos de subc digos os quais podem ser utilizados em conjunto ou separadamente Estes c digos s o o c digo identifica o do local da instala o de processo relacionado da localiza o do equipamento de localiza o do componente ou elemento do sistema fun es e tarefas dos elementos Estes c digos s o subdivididas em 3 ou 4 n veis de desagrega o BreakDown Level BDL 4 1 1 1 C digo processo relacionado O processo de identifica o relacionado ou de codifica o relativa de sistemas subsistemas componentes e elementos dos equipamentos de uma usina s o c digos de rotulagem utilizados de acordo com a fun o nas engenharias mec nica civil el trica e de controle e de instrumenta o como por exemplo s o codificados todos os elementos de uma UDG como as tubula es bombas v lvulas motores medi es interruptores
288. vidade no dia no m s no ano Consequentemente a varia o da produtividade avaliada entre dois per odos consecutivos ou n o Indicadores de Qualidade efic cia informam como est sendo entregue para os clientes produto gerado envolvendo o feedback da satisfa o dos mesmos Durante a obten o destes indicadores s o obtidas as faixas os par metros ou limites operacionais para um determinado processo ou sistema Indicadores de Efetividade impacto a efetividade de um sistema produtivo indica a avalia o de o quanto o produto gerado consegue atingir seus objetivos focam as consequ ncias dos produtos servi os Fazer a coisa certa da maneira certa Indicadores de capacidade medem a capacidade de resposta de um processo atrav s da rela o entre as sa das produzidas por unidade de tempo D 3 Requisitos dos indicadores De acordo com FIGUEIREDO M 1996 os requisitos que um indicador deve conter s o os seguintes e Disponibilidade facilidade de acesso para coleta dos par metros estando dispon vel tanto no local da instala o quanto para p s processamento e Simplicidade facilidade de ser compreendido ou interpretado pelo pessoal envolvido e Baixo custo de obten o podendo ter registros locais dos par metros do sistema de gera o atrav s de uma planilha ou outros mecanismos os quais devem fazer parte de uma mem ria de trabalho e Adaptabilidade capacidade de respostas s mudan as
289. za o para o desenvolvimento da atividade x Falha por atraso da manuten o falha causada devido extens o ou atraso do tempo de atendimento para realiza o da manuten o dos componentes do sistema de gera o Falha por curto circuito na rede el trica falha causada por curto circuito na rede el trica que venha desligar ou danificar equipamentos do sistema de gera o Falha por intemp ries no sistema falha causada por influ ncia das condi es atmosf ricas ou animais nos equipamentos provocando o desligamento de um ou mais sistema de gera o Falha por dano causado ao meio ambiente falhas causadas por danos f sicos qu micos ou biol gicos ao meio ambiente do local da instala o Falha por indisponibilidade de gera o ocorre quando um sistema de gera o n o consegue atender a demanda total ou parcial de uma localidade por defici ncia de uma ou mais UDGs Todos os tipos de falhas descritas na Tabela 6 4 s o avaliadas e classificadas a partir do relat rio de ocorr ncias das usinas Cabe ao respons vel pelo recebimento deste documento a interpreta o das falhas pois o que se busca obter a tend ncia de crescimento de uma falha para que as mesmas possam ser analisadas e sanadas Os valores cr ticos iniciais das falhas no sistema de gera o s o obtidos atrav s do relat rio de ocorr ncias e da aplica o da t cnica da matriz de risco ou seja da matriz GUT Gravidade x Urg ncia x Tend

Ciclo de Rotinas

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents