Seminário Regional Brasileiro da OSIsoft - Camargos Programa Especialista Para o Acompanhamento e...

Seminário Regional Brasileiro da OSIsoft - Camargos

Programa Especialista Para o

Acompanhamento e Diagnóstico de

Bombas

Rodrigo Pinheiro Camargos

Engenheiro de Equipamentos

Petrobras – UN-REDUC

Duque de Caxias - RJ

Engenharia de Manutenção

Telefone: (21)2677-4232

Por que monitorar performance e Ponto de

Operação de Bombas ?

Análise de vibração:– Nos alertam para condições operacionais críticas

para o equipamento.

– Nos avisam de danos em progressão

Preventiva– Baseada no histórico de falhas de equipamentos:– Válidos para itens cujo modo de falha principal

tenha periodicidade bem definida (Ex: desgaste)

Performance e Ponto de Operação– Nos permite trabalhar dentro de faixas

recomendáveis– Permite a avaliação da degradação da eficiência

O quê podemos monitorar?

Temperatura de bombeio;

Pressão de sucção e descarga;

Vazão;

Corrente do motor;

Vibração;

Rotação;

Nível do vaso de sucção.

No equipamento e interfaces

Curva de Confiabilidade Curva da Bomba

Recirculação na sucção do impelidor

Recirculação na descarga do impelidor

Diminui a vida do impelidor

Vida reduzida de Mancal & Selo Mecânico

Cavitação por baixo fluxo

Elevação da temperatura

Vazão

Vida reduzida de Mancal & Selo

Cavitação por falta de NPSHd

Boa Prática

-30% a +15% do BEP

Melhor Prática

-20% a +10% do BEP

Excelente Prática

-10% a +5% do BEP

Uso de Curva de Bomba API e Efeitos na Vida de Bomba se Afastando do BEP

Ref. Heinz P. Bloch - Vol. 1 - 3a. Ed..

Requisitos para o acompanhamento

Sensores localizados em pontos estratégicos;

Instrumentos Aferidos;

Disponibilidade de dados– Leitura periódica (RONDA);– On line;

Interface amigável.

Vantagens do PI

Fonte de dados On Line;

Grande número de variáveis disponíveis;

Armazena os dados para consultas posteriores;

Possui um pacote de DLL’s que permite a interface com outros programas.

Dificultadores

Instrumentos de baixa prioridade para operação têm plano de calibração/manutenção preterizado;

Baixo número de instrumentos com foco em equipamentos nas plantas antigas.

Fase Inicial

Utilizando o Process Book

O Software – Recursos Convencionais

• Desenvolve a visão sistêmica da manutenção;

• Permite visualização intuitiva e completa das variáveis.

Recursos de VBA

Utilização de variáveis calculadas;

Elaboração de algoritmos para análise crítica;

Criação de formulários específicos;

Permite criar rotinas de simulação de condições operacionais diferentes.

PI – Recursos de VBA

Fase 2

Sistema Especialista

Software Especialista - Vantagens

Interface dedicada

Maior flexibilidade de programação

Tela Inicial

Apresentação dos Menus

Armazenamento de Dados

Visando maximizar a portabilidade do sistema a estrutura de dados foi baseada na utilização de arquivos com estrutura de dados própria;

Utiliza um arquivo para cada equipamento.

Acesso aos dados

O programa especialista acessa as informações diretamente da base de dados do PI.

É possível avaliar a condição de operação atual ou de períodos anteriores.

Dados necessários - Bomba

Entrada dos dados relativos às características construtivas do equipamento.

Dados necessários – Sistema de Bombeio

Entrada dos dados relativos ao Sistema de Bombeio.

Dados necessários – Wizard Curvas

Para a Entrada das curvas características da bomba, curva de densidade, viscosidade e pressão de vapor foi criado um assistente.

O assistente ajusta a curva pelo método dos mínimos quadrados, gerando um polinômio otimizado.

Dados necessários - Bomba

Entrada dos dados referentes ao acesso à base de dados do PI.

O Sistema é adaptativo, ou seja, dependendo das variáveis disponíveis o tratamento dos dados é modificado, fornecendo o máximo de informações úteis possível.

Gráficos – Curvas Características

Apresentação das curvas características com o ponto de operação “On Line” apresentado.Apresenta a condição da vibração “On Line”

Posicionando o cursor sobre a curva correspondente a leitura é feita no quadro localizado na parte inferior, direita da tela

Clicando no botão da vibração, visualizamos o valor corrente desta vibração.

A opção “Traçar o Caminho” nos permite acompanhar o ponto de operação, eficiência e vibração através do tempo.

A opção “Curva Prática” permite traçar a curva da bomba com base no histórico de operação, ou através de teste com esta finalidade.

As opções de configuração das Curvas Características nos permite:– Selecionar unidades para vazão e head; incluindo a

opção de visualização do head como variação de pressão, utilizando os parâmetros de processo.

– Método de cálculo de fluxo mínimo– Opção de correção de curva devido à viscosidade– Cores e espessura de linha– Curva teórica ou prática

Gráficos – Desvios e Tendência

O módulo de desvios nos permite acompanhar a evolução das principais variáveis envolvidas no sistema de bombeio.O módulo nos permite avaliar o desvio da eficiência da bomba de seu valor esperado: nos permite diagnosticar a degradação da performance

Gráficos – Desenho Esquemático

Através da apresentação do desenho esquemático do sistema de bombeio, podemos visualizar:– Instrumentos disponíveis– Status da bomba (ligada ou desligada)– Status de vibração (verde, amarelo e vermelho)– Valores atuais dos instrumentos lidos

Módulo de Análise

O módulo de análise nos permite avaliar as condições de operação dos equipamentos para o instante atual (On Line) ou para datas passadas.O sistema é adaptativo, ou seja, dependendo dos instrumentos disponíveis ele efetua de forma diferenciada a análise, permitindo extrair análises úteis para diversas configurações.

Módulo de Análise

O módulo efetua inicialmente a avaliação da conexão com o PI e a funcionalidade dos instrumentos cadastrados.

Calcula:– Correção de densidade;– Vazão real;– Ponto de operação em relação ao BEP;– Fluxo mínimo indicado para a bomba;– Perda de carga na sucção;– Desvio de Head;– Desvio de Eficiência;– NPSH disponível;– Etc.

Módulo de Análise

O módulo de análise nos fornece um diagnóstico automatizado para a condição avaliada.

As conclusões nos permitem uma primeira avaliação.

A memória de cálculo nos permite fazer um diagnóstico mais apurado.

Simulador de Processo

Nos permite avaliar a sensibilidade do sistema de bombeio com relação as seguintes variáveis do processo:– Temperatura– Pressão de sucção– Nível do reservatório de sucção– Perda de carga na linha de sucção– Perda de carga na linha de descarga– Pressão no reservatório de descarga

Simulador da Bomba

Nos permite avaliar a sensibilidade da bomba à alterações de rotação e do diâmetro do impelidor.

Status do Software

Implementado em Fase Experimental:– REDUC– REVAP– RELAM

Ainda não foi quantificado o retorno com a utilização do software

Conclusão

Com a utilização de um sistema especialista, baseado em dados fornecidos pelo PI, podemos:– Diagnosticar problemas devido a mudança de projeto;– Avaliar condições operacionais prejudiciais ao

equipamento;– Estabelecer limites operacionais;– Junto com as demais ferramentas de preditiva, avaliar a

melhor ocasião para intervir no equipamento;– Avaliar modificações de rotação e diâmetro do impelidor;– Auxiliar na identificação dos parâmetros envolvidos em

um evento de falha do equipamento;– Desenvolver a sensibilidade com respeito aos

parâmetros de processo para o equipamento específico.

Rodrigo Pinheiro CamargosPETROBRAS – UN-REDUC Engenharia de ManutençãoTEL: (21)26774232

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