Forbedret tilstandsovervåkning av bærelager i Sjona kraftverk ved digitalisering

Abstract

Økt konkurranse fra andre fornybare energikilder, økt energibehov og økt behov for reguleringsevne stiller stadig større krav til eksisterende og nye vannkraftverk. Vannkraftsektoren har de siste hundre årene ikke opplevd reell konkurranse fra andre teknologier her til lands, og har derfor ikke blitt tvunget til innovasjon og nytenking i samme grad som andre deler av kraftnæringen. De siste årene har det likevel blitt et økt fokus på digitalisering også i vannkraftbransjen. Innsamling, lagring og analyse av data fra kraftverk har på grunn av økt kapasitet og kostnadsreduksjoner blitt en mulighet, og sensorene blir stadig både bedre og billigere enn tidligere. Dette gjør at tilstandsovervåkningen i vannkraftverk kan bedres slik at vedlikeholdsprosesser kan optimaliseres. På sikt kan effektiviseringer som dette være med å redusere kostnader ytterligere i den allerede svært konkurransedyktige vannkraften.

Denne oppgaven er en case study av Sjona kraftverk. Hovedfokus for oppgaven er å finne nye løsninger for kraftverkets bærelager, og utarbeide anbefalinger til kraftverkseier Helgeland Kraft Vannkraft AS som kan føre til bedre tilstandsovervåkning av komponenten. Målet er at disse anbefalingene skal gi sikrere kraftverksdrift hvor potensielle feil avdekkes på et så tidlig tidspunkt som mulig. Lager er vitale komponenter hvor feil utvikler seg raskt Disse er gjerne kostbare for kraftverkseier både på grunn av reparasjonen i seg selv og produksjonsstansen de medfører.

Det ble tidlig klart at som for så mye annet i vannkraftsektoren så finnes det lite lett tilgjengelig litteratur om bærelager i vannkraftverk. Mye av kompetansen i vannkraftbransjen finnes i de gjerne svært erfarne ansatte, og slik er det også med informasjon om lager. Det finnes noen nedskrevne kilder, men disse er ofte produsert av og for kraftbransjen – gjerne til internt bruk, og de er derfor i utgangspunktet utilgjengelige for utenforstående. Det ble derfor et viktig ledd i oppgaven å sammenstille tilgjengelig litteratur og informasjon om lager i vannkraftverk, og farene som truer disse komponentene.

For å finne ut hvilke tiltak det kunne være nyttig å gjøre for å sikre bærelageret i Sjona kraftverk ble vedlikeholdshistorikken i form av arbeidsordrer studert opp mot kraftverkseiers fastsatte vedlikeholdsrutiner. Det ble avdekt at historikken ikke alltid var helt fullstendig, og at kraftverkets rutiner for oljeprøver av lageroljen ikke har blitt overholdt. Dette skal være et typisk problem i bransjen. Feilhistorikken til kraftverket ble også studert, og det kom fram at mye av generatorens feilhistorikk var knyttet til lagerolje. På bakgrunn av disse funnene ble muligheter for bedre overvåkning av lageroljen undersøkt. Anbefalingen til kraftverkseier ble å installere en oljepartikkelmonitor og en fuktsensor. Disse anbefales i en utprøvingsfase å være et supplement til årlige oljeanalyser. Det er anbefalt at intervallet for disse analysene overholdes i større grad enn tidligere for å sikre tilstrekkelig god oljekvalitet.

Responsene i en spørreundersøkelse gjort blant Helgeland Kraft Vannkraft AS sine ansatte viste tydelig at de ansatte i selskapet har stor tro på mulighetene for økonomisk effektivisering og bedret vedlikeholdsplanlegging som digitale hjelpemidler kan føre med seg. De så også stor nytte i at data fra kraftverket ble brukt til å automatisk generere visuelle framstillinger. Besøk ved kraftverket og samtaler med samarbeidspartner i denne oppgaven Voith Hydro har avdekket at dette er enkelt å få til i Sjona. Fra lager vil det i dag være mulig å få inn data om temperatur i lagersegmenter i en slik visualisering, men ved installasjon av foreslåtte monitorer vil også informasjon om partikkelnivå, temperatur og fukt i oljen komme med. Det er også foreslått å få vibrasjonsmålinger og oljenivåmålinger inn i kraftverkets PLS. Dette er svært enkelt å få til, og vil føre til bedre kontroll på vibrasjons- og oljenivå over tid. Særlig vibrasjon er en tidlig indikator på feil under utvikling. Dersom disse forslagene tas til følge vil også oljenivå og vibrasjon bli en del av visualiseringen.

Oppgaven er skrevet i samarbeid med Helgeland Kraft og Voith Hydro.