Συντάχθηκε 26-02-2020 13:21
Θέμα
Αξιοπιστία Συστήματος και Ανάλυση Σφάλματος με Δένδρο Αποφάσεων Ατμοηλεκτρικού Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας. Αντικείμενο Μελέτης: ΑΗΣ Χανίων.
System Reliability and Fault Tree Analysis of a Steam Electric Power Station. Case Study: Steam Power System in Xylokamara, Chania, Greece
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Σταυρακάκης Γεώργιος (επιβλέπων)
Αναπληρωτής Καθηγητής Κανέλλος Φώτιος
Δρ. Σεργάκη Ελευθερία
Περίληψη
Το νησί της Κρήτης στην Ελλάδα διατρέχεται από ένα ανεξάρτητο ηλεκτρικό δίκτυο. Η ήδη υψηλή ζήτηση ισχύος και ενέργειας από το νησί διαρκώς αυξάνεται. Αυτό οδήγησε στην απόφαση της ηλεκτρικής διασύνδεσης της Κρήτης με την ηπειρωτική Ελλάδα. Αποτέλεσμα αυτού θα είναι το σύνολο σχεδόν της ενεργειακής ζήτησης του νησιού να προέρχεται από την ηπειρωτική Ελλάδα μέσω του καλωδίου διασύνδεσης, και οι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της Κρήτης να τεθούν εκτός λειτουργίας. Ωστόσο σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ορισμένες από αυτές τις μονάδες πρέπει να βρίσκονται σε επιφυλακή/ετοιμότητα. Μία από αυτές τις μονάδες είναι και ο αεριοστρόβιλος ABB GT8 45MW του συνδυασμένου κύκλου στο σταθμό της Ξυλοκαμάρας που βρίσκεται στην πόλη των Χανιών και αποτελεί το αντικείμενο της μελέτης της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας.
Η συγκεκριμένη μονάδα επελέγη για τη μελέτη καθώς είναι αρκετά μεγάλη, αναλαμβάνει γρήγορα φορτίο και έχει τέλεια ανταπόκριση στις μεταβολές συχνότητας του δικτύου. Ωστόσο παρουσιάζει και ένα μειονέκτημα. Σύμφωνα με την οδηγία 2010/75/EU αναφορικά με της εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, δεν επιτρέπεται η συγκεκριμένη μονάδα να υπερβαίνει το 70% του ονομαστικού της φορτίου καθώς δεν είναι συμμορφωμένη με τα επιτρεπόμενα όρια εκπομπής ρίπων. Προκειμένου να παρακαμφθεί αυτός ο περιορισμός, πρέπει να γίνουν ορισμένες δαπανηρές επενδύσεις η τελική απόφαση για τις οποίες εξαρτάται κατά πολύ από της αξιοπιστία της μονάδας. Στην παρούσα μελέτη αναλύεται κατά πόσο η συγκεκριμένη μονάδα της ABB μπορεί να ανταπεξέλθει αξιόπιστα και ικανοποιητικά σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.
Η ανάλυσή μας περιλαμβάνει i) Ανάλυση Δένδρου Λαθών (Fault Tree Analysis) με σκοπό να μας επιτρέψει να κατασκευάσουμε και να αναλύσουμε Διαγράμματα Δένδρων Λαθών (Fault Tree Diagrams), ii) Ανάλυση Δένδρου Γεγονότων (Event Tree Analysis) με σκοπό να μας επιτρέψει να αναλύσουμε τα πιθανά αποτελέσματα ενός γεγονότος και iii) Ανάλυση Weibull (Weibull Analysis) με σκοπό να μας επιτρέψει την κατασκευή μοντέλων Weibull για τα στοιχεία του συστήματος. Το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση είναι το Isograph Reliability Workbench, ένα πρόγραμμα κατάλληλο για αναλύσεις ασφαλείας με βάση το πρότυπο ISO 26262. Τα δεδομένα της μελέτης μας, έχουν αντληθεί από αξιόπιστες πηγές όπως είναι: τα αρχεία της εταιρίας και οι επίσημες τεχνικές προδιαγραφές για τη λειτουργία, τη συντήρηση και την αντιμετώπιση τυχόν προβλημάτων.
Abstract
The Greek island of Crete contains an independent electrical network. The already high demand of power and energy is continuously growing for the island. This has led to the decision of interconnecting Crete with Greece's mainland. This will result to almost the total energy demand of the island coming through the interline cable and power plants in Crete will be out of order. In case of emergency though, some energy production units of Crete have to be on standby. One of those stand by production units is the ABB GT8 45MW gas turbine of the combined cycle of Xylokamara power plant in Chania city, which is the case study of this thesis.
The specific unit is chosen for the study because is a quite big and fast loading machine with perfect correspondence to frequency variations but with one disadvantage. The directive 2010/75/EU on industrial emissions does not allow this gas turbine to exceed the 70% of its nominal load. To deviate this restriction some expensive investments should be done and the final decision for that is depended on the reliability of this unit. In the present Thesis is analyzed whether this specific ABB gas turbine will be able to be efficient and reliable in case of the emergency.
Our analysis includes i) Fault Tree Analysis in order to allow us to construct and analyze fault tree diagrams, ii) Event Tree Analysis in order to allow us to analyze the possible outcomes of an event occurring and iii) Weibull Analysis in order to enable the construction of Weibull models for the component. Τhe program used for the fault tree analysis is the commercial Isograph reliability workbench, suitable for safety analyses according to ISO26262. The data used are obtained from real world sources: the company’s records and the official technical specifications for operation, maintenance and troubleshooting.
Τόπος: Λ - Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, 137Π-39,-38, 137Π39
Έναρξη: 28/02/2020 10:00
Λήξη: 28/02/2020 11:00
