Monitoramento da condição de unidades motogeradoras em usinas termelétricas usando regras de Nelson

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: ABREU, Fernanda Mitchelly Vilas Boas
• Orientador(a): SILVA, Luiz Eduardo Borges da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
• Departamento: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Manutenção baseada em condição; Análises de falhas; Motores de combustão interna; Regras de Nelson; Controle estatístico de processo; Grau de severidade
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3954

A estrutura física das Usinas Termelétricas é formada por vários componentes, dentre eles se destacam os motores de combustão interna (MCI). Fundamentalmente, neste tipo de motor, como o próprio nome sugere, a energia é produzida através da queima do combustível no seu interior. Como essa geração de energia termelétrica se mantém constante durante o período de operação da usina, estes motores estão constantemente sujeitos a estresses, devido a diferentes fatores como por exemplo, número de partidas, carga média, variação de carga e temperatura ambiente. Consequentemente, isso ocasiona várias falhas como desgaste, vibração excessiva, aumento da temperatura, diminuição da eficiência energética, entre outras falhas. Devido a este contexto, sabe-se que esses motores podem não trabalhar em seu melhor rendimento e, consequentemente, existe a necessidade de um sistema de monitoramento contínuo para verificar as condições de funcionamento. Porém, na maioria das vezes, esses sistemas de monitoramento existentes apenas indicam se os parâmetros monitorados estão em não conformidade após a ocorrência de uma falha - não permitindo uma análise antecipada das condições de operação da máquina. Tendo conhecimento disso, neste trabalho, uma metodologia de análise preditiva de falhas no motor de combustão interna, baseada no Processo de Controle Estatístico e Regras de Nelson, é proposta de forma inédita para analisar, de maneira preditiva, as condições operacionais da máquina com base nos dados históricos do sistema supervisório da UTE. Com a finalidade de dar um apelo prático às análises realizadas neste trabalho, os dados operacionais utilizados são os históricos reais do ano de 2019, do motor de combustão interna modelo 18V46 (do fabricante Wärtsilä), que constituem a usina termelétrica em pauta. O mecanismo de análise é validado por meio de dois estudos de caso, sendo o primeiro uma comparação entre o grau de severidade da condição operacional da unidade geradora 5 e o evento de parada desta mesma unidade geradora no dia 01/08/19 e o segundo estudo de caso os apontamentos estatísticos do grau de severidade da unidade geradora 5, quando ela retorna da manutenção pós parada. Demonstra-se que os resultados obtidos com a metodologia proposta corresponderam adequadamente aos lançamentos do registro de turno, sendo eles a degradação de certos subsistemas da unidade motogeradora 5 até a ocorrência da sua parada em Agosto de 2019 - o que a torna uma ferramenta promissora tanto para a tomada de decisões sobre manutenções na planta de forma precoce, quanto para ajudar os operadores das máquinas a verificar se as máquinas que voltaram de manutenção estão em condições boas.