بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
تجزیه و تحلیل ریسک و ناپایداری انرﮊی در نیروگاهها با روش طمخف مطالعه موردی: نیروگاه شهید مدحج (زرگان) اهواز
چکیده
هزینه خوابیدگی واحدهای تولید برق، بسیار قابل ملاحظه است . گذر از سیستم های دولتی و پا نهادن در عرصه خصوصی سازی و بازار برق، اهمیت تحلیل پایداری و ریسک نیروگاهها به صورت علمی را دوچندان ساخته است . در این مقاله تلاش شده با روش FMEA تحلیل ریسک واحدهای بخار نیروگاه زرگان ( به عنوان اولین نیروگاه خصوصی کشور ) از دیدگاه تجربی و آماری بررسی شود. نتایج حاصله منجر به کمی سازی نقاط ضعف سیستم شده است. همچنین این تحقیق به بررسی انحراف قابل توجه دیدگاه های آماری و تجربی نسبت به هم و دلایل آن می پردازد.
واﮊه های کلیدی : طمخف ، علل شکست ، خروج واحدها ، عدد اولویت ریسک ، شاخص های مدل.
مقدمه
بیش از ۰۴ سال از کاربرد روش FMEA ٣ در دنیا میگذرد. تلاش به منظور جلوگیری از رخداد خطا در هنگام طراحی ، ایجاد ایجاد و توسعه محصولات و فرایندها و نیز پیش بینی خطا و پیدا کردن کم هزینه ترین راه حل برای جلوگیری از بروز خطا از اهم دلایل بکار گیری این روش می باشد . تحقیقات اخیر بر روی محدودیتهای FMEA سنتی ، با بکار گیری مدل های اندازه گیری مختلف ، توجه به سناریوهای خطای چند گانه٤ و ترکیب کردن تجزیه و تحلیل حساسیت ٥ ، تمرکز دارند . این رویکرد های جدید به برخی مشکلات مطرح شده پرداخت اند ولی هنوز به طور روشن و کافی چگونگی تعیین هزینه خطا ، تجزیه و تحلیل حساسیت ، ارائه راه حل مناسب در خصوص تشخیص امتیاز شاخص کشف را بیان ننموده اند]۱.[ تحقیقی که در این
مقاله ارائه شده طبق آخرین مطالعات انجام شده بر اساس وزن دهی به خطای تجهیزات بر اساس آمار تعمیرات بوده و تمامی شاخص ها را به صورت کمی و نه کیفی اندازه گیری کرده و بنابراین خطای اندازه گیری را در این روش کمتر نموده است . همچنین این مقاله اولین تحقیق در نیروگاه های کشور در خصوص تجزیه و تحلیل عوامل شکست تجهیزات با روش FMEA بوده است . قبل از این تنها در نیروگاه منتظر قائم کرج از این روش برای تجزیه و تحلیل عوامل خطر در عملیات کاری استفاده گردیده است ] ۲ .[
تارخچه و شرح مدل FMEA
در سال ۰۶۹۱ مسائل ایمنی در صنعت هوا و فضا انگیزه اجرای FMEA در این صنعت گردید . چندی بعد این روش به عنوان ابزاری کلیدی در افزایش ایمنی فرایندهای صنعت شیمی مطرح شد . در فوریه ۲۹۹۱ استاندارد کص،ذسپسغAح به عنوان استاندارد مرجع FMEA در صنایع خودرو معرفی شد A.غقً روشی سیستماتیک برای شناسایی و پیشگیری از وقوع مشکل در محصول و فرایند می باشد . این روش بر جلوگیری از بروز عیب و نقص؛ افزایش ایمنی و افزایش رضایت مشتری تمرکز دارد . FMEA با بهینه سازی فرایندها و محصولات باعث کاهش بسیار زیاد هزینه ها می شود . هدف از این تکنیک جستجوی تمامی مواردی است که باعث شکست یک فرآیند و یا محصول می شود . زمانی که یک محصول و یا فرایند در چارچوب استانداردها نباشد، کارایی خود را به نحو مطلوب انجام ندهد و یا بد عمل کند ، شکست محصول اتفاق می افتد. عوامل ایجاد شکست در محصول و یا فرایند ، الگوی شکست نامیده می شود . هر الگوی شکست یک اثر بالقوه دارد ، اما احتمال وقوع بعضی از این آثار بیش از سایر موارد است. علاوه بر این هر اثر یک خطر نسبی نیز همراه خود دارد . فرایند FMEA در مرحله اول راهی است برای شناخت شکست ، آثار آن و خطرات و زیان هایی که در یک فرایند و یا محصول وجود خواهد داشت و در مرحله دوم راهی است برای کاهش و یا حذف کلی شکست ها .
ارزیابی خطرپذیری ( ریسک ) شکست بر اساس شاخص های زیر صورت می گیرد
1. شدت (s١) : ارزیابی و سنجش نتیجه شکست
2. وقوع ( o٢) : احتمال یا به عبارتی دیگر شمارش تعداد شکستها
3. تشخیص ( d٣) : احتمال بازیابی شکست قبل از آنکه اثر وقوع آن مشخص شود .
ارزیابی نمره اولویت خطرپذیری ( ریسک ) ( RPN٤ )
با اطلاعاتی که از فرایند و یا محصول کسب می شود، الگوی شکست بالقوه و آثار آن را بر اساس سه عامل مذکور درجه بندی می گردد. این طبقه بندی از ۱ تا ۰۱ ( پایین به بالا ) می باشد. اگر درجات این ۳ عامل در یکدیگر ضرب شود ( شدت × وقوع × تشخیص )نمره اولویت خطرپذیری برای هر الگو شکست و آثار آن به دست می آید. نمره اولویت خطرپذیری از ۱ تا ۰۰۰۱ و به منظور طبقه بندی اقدامات اصلاحی لازم برای کاهش و یا حذف الگوی شکست، در نظر گرفته شده است. آن دسته از الگوهای شکست که دارای بالاترین نمره شبل هستند، می بایستی در درجه اول بررسی شوند. توجه به شدت طبقه، اهمیت زیادی دارد. اگر شدت طبقه ای ۹ یا ۰۱ باشد صرف نظر از شبل می بایستی علت آن بررسی شود. پس از انجام اقدامات اصلاحی لازم، یک شبل جدید با ارزیابی مجدد
شدت، وقوع و تشخیص انجام می گیرد که آن را شبل منتج شده یا شبل جدید می نامند. اقدامات بهینه سازی
و اصلاح تا آنجا ادامه می یابد که شبل منتج شده به سطح قابل قبولی برای تمامی الگوهای شکست برسد.
طرح مساله در نیروگاه شهید مدحج و دلایل استفاده از مدل
به علت راهبردی بودن صنعت برق استفاده از متدولوﮊیهایی که سطح مطلوبی از پایداری را ایجاد کند، ضروری است. عامل اساسی که پایداری در نیروگاه ها را بر هم می زند خروج واحدهای تولیدی بر اثر مشکلات تجهیزات است؛ به همین دلیل برای شناسایی عوامل خروج و تعیین درجه ریسک هرکدام از عوامل، استفاده از تحلیل FMEA ضروری است. در این پژوهش واحد ۲ بخار نیروگاه زرگان مورد بررسی قرار گرفته است .
روش اجرای مدل در نیروگاه
مدل FMEA دارای شاخص های تعریف شده ای است . در ابتدا عوامل بر اساس شاخص های مدل اولویت بندی گردیده و اقدام اصلاحی در راستای بهبود اوضاع انجام می گیرد . برای اجرای مدل در نیروگاه دو دیدگاه زیر مدنظر قرار گرفته است :
روش تجربی : در روش تجربی پس از تعیین دلایل شکست، مقدار عددی شاخص ها از طریق نظرسنجی از افراد خبره و باتجربه تعیین می گردد .
روش آماری : در روش آماری پس از تعیین دلایل شکست ، مقدار عددی شاخص ها از طریق آمار خروج واحد تولیدی در سالهای گذشته محاسبه و تعیین می گردد . همچنین دو معیار هزینه و زمان به عنوان شاخص های کمی سازی شاخص شدت در نظر گرفته شدند.
اجرای مدل از روش تجربی و نتایج آن
برای اجرای مدل از این روش در نیروگاه پس از تعیین دلایل شکست تجهیزات با توجه به آمار خروج واحد در سالهای گذشته فرم هایی برای تعیین شاخص ها آماده گردید . فرم معیار های پیشنهادی و درجه بندی آنها برای هرسه شاخص ( جدول شماره ۱ و ۲ و ۳ ) و فرم علت های شکست ( جدول شماره ۴ ) به هر یک از افراد تعیین شده تحویل داده شد تا بر اساس تجربه به هریک از شاخص های مذکور درجه دهند .
جدول شماره ۱ : جدول معیار درجه تشخیص
جدول شماره ۲ : جدول معیار درجه وقوع
جدول شماره ۳ : جدول معیار درجه شدت
پس از تعیین درجه معیار ها نوسط افراد خبره ، مقدار عدد اولویت ریسک ا برای هر کدام از علل شکست ( تجهیزات و الگوی شکست ) تعیین شده و اولویت هر یک از علل شکست محاسبه می شود . نتایج اجرای مدل از این روش در واحد ۲ بخار مطابق با جداول شماره ( ۵و۶ ) است.
جدول شماره ۵ : جدول نتایج اجرای مدل از روش تجربی ( تجهیزات )
جدول شماره ۶ : جدول نتایج اجرای مدل در روش تجربی ( الگوی شکست )
اجرای مدل از روش آماری و نتایج آن :
جهت اجرای مدل از این روش، بر اساس آمار ۵ سال گذشته نیروگاه علل شکست شناسایی گردید . و براساس آمار موجود مقدار هریک از شاخص های مدل تعیین گردید . نتایج اجرای مدل بشرح ذیل است . میزان هزینه از شاخص شدت بدلیل کمبود اطلاعات، هزینه عدم تولید در نظر گرفته شد. برای تعیین مقدار هریک از شاخص ها روند زیر انجام می شود :
شاخص شدت :
مثال : تجهیز بویلر طبق آمار موجود ۰۰۰۱ ساعت عدم تولید و خروج را در ۸۱مرتبه خروج به سیستم تحمیل می کند در نتیجه مقدار هزینه از رابطه ۱ بدست می آید ( ۱ ) ۰۰۰۱ ) × هزینه هر مگا وات به تومان )۰۰۰۴۱ ) × مگا وات تولید در ساعت )۰۲۱ ه
مقدار زمان خروج نیز که مشخص می باشد . پس از آن مقدار شاخص هزینه و زمان خروج را از جداول شماره ۷ و ۸ با توجه به مقادیر هزینه و زمان خروج هر یک از علل شکست بدست آورده و سپس مقادیر شاخص هزینه و زمان خروج را برای هر علت شکست در یکدیگر ضرب کرده ( رابطه شماره ۲ ) و در نهایت مقدار بدست آمده را در جدول شماره ۹ قرار داده و مقدار شاخص شدت را برای هر کدام از علل شکست بدست می آوریم .
