발전설비 최적 정비를 위한 독립형 위험도 평가 소프트웨어 개발 Development of Stand-Alone Risk Assessment Software for Optimized Maintenance Planning of Power Plant Facilities원문보기
위험도 평가 기술은 주로 플랜트의 많은 운영설비 중 대형사고나 피해를 유발할 수 있는 위험설비를 선별하는 목적으로 개발되었다. 현재 발전소에 설치되어 있는 설비관리시스템에는 초기 버전의 위험도 평가 모듈이 설치되어 있으나 문진 위주로 구성되어 통계적 기법에 기반을 둔 고장 확률 평가보다는 평가자의 주관적인 판단에 따라 평가 결과가 좌우되었다. 또한 발전회사 서버에 기반하였기 때문에 평가자가 공간 및 시간의 제약을 받을 수 밖에 없고 현장 활용에 한계가 있었다. 본 논문에서는 문진 대신 해석적 분석을 이용한 기본 고장확률을 계산하고 현장 검사 결과 및 검사 효용도를 분석할 수 있는 독립형 위험도 평가 소프트웨어를 개발하였다. 독립형으로 현장 운용이 가능하며 최적 정비주기 예측 및 현장검사 결과에 대한 입출력 기능이 있기 때문에 정비에 직접 참여하는 현장 사용자뿐만 아니라 발전 설비의 수명연장 및 교체를 결정해야 하는 엔지니어에게 유용한 정보를 제공할 것이다.
위험도 평가 기술은 주로 플랜트의 많은 운영설비 중 대형사고나 피해를 유발할 수 있는 위험설비를 선별하는 목적으로 개발되었다. 현재 발전소에 설치되어 있는 설비관리시스템에는 초기 버전의 위험도 평가 모듈이 설치되어 있으나 문진 위주로 구성되어 통계적 기법에 기반을 둔 고장 확률 평가보다는 평가자의 주관적인 판단에 따라 평가 결과가 좌우되었다. 또한 발전회사 서버에 기반하였기 때문에 평가자가 공간 및 시간의 제약을 받을 수 밖에 없고 현장 활용에 한계가 있었다. 본 논문에서는 문진 대신 해석적 분석을 이용한 기본 고장확률을 계산하고 현장 검사 결과 및 검사 효용도를 분석할 수 있는 독립형 위험도 평가 소프트웨어를 개발하였다. 독립형으로 현장 운용이 가능하며 최적 정비주기 예측 및 현장검사 결과에 대한 입출력 기능이 있기 때문에 정비에 직접 참여하는 현장 사용자뿐만 아니라 발전 설비의 수명연장 및 교체를 결정해야 하는 엔지니어에게 유용한 정보를 제공할 것이다.
Risk-Risk-based inspection (RBI) has been developed in order to identify risky equipments that can cause major accidents or damages in large-scale plants. This assessment evaluates the equipment's risk, categorizes their priorities based on risk level, and then determines the urgency of their mainte...
Risk-Risk-based inspection (RBI) has been developed in order to identify risky equipments that can cause major accidents or damages in large-scale plants. This assessment evaluates the equipment's risk, categorizes their priorities based on risk level, and then determines the urgency of their maintenance or allocates maintenance resources. An earlier version of the risk-based assessment software is already installed within the equipment management system; however, the assessment is based on examination by an inspector, and the results can be influenced by his subjective judgment, rather than assessment being based on failure probability. Moreover, the system is housed within a server, which limits the inspector's work space and time, and such a system can be used only on site. In this paper, the development of independent risk-based assessment software is introduced; this software calculates the failure probability by an analytical method, and analyzes the field inspection results, as well as inspection effectiveness. It can also operate on site, since it can be installed on an independent platform, and has the ability to generate an I/O function for the field inspection results regarding the period for an optimum maintenance cycle. This program will provide useful information not only to the field users who are participating in maintenance, but also to the engineers who need to decide whether to extend the lifecycle of the power machinery or replace only specific components.
Risk-Risk-based inspection (RBI) has been developed in order to identify risky equipments that can cause major accidents or damages in large-scale plants. This assessment evaluates the equipment's risk, categorizes their priorities based on risk level, and then determines the urgency of their maintenance or allocates maintenance resources. An earlier version of the risk-based assessment software is already installed within the equipment management system; however, the assessment is based on examination by an inspector, and the results can be influenced by his subjective judgment, rather than assessment being based on failure probability. Moreover, the system is housed within a server, which limits the inspector's work space and time, and such a system can be used only on site. In this paper, the development of independent risk-based assessment software is introduced; this software calculates the failure probability by an analytical method, and analyzes the field inspection results, as well as inspection effectiveness. It can also operate on site, since it can be installed on an independent platform, and has the ability to generate an I/O function for the field inspection results regarding the period for an optimum maintenance cycle. This program will provide useful information not only to the field users who are participating in maintenance, but also to the engineers who need to decide whether to extend the lifecycle of the power machinery or replace only specific components.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
(1) 본 연구에서는 주관적인 평가 요소를 낮추고 현장 활용성을 향상시켜 발전설비 정비 최적화에 유용하게 사용할 수 있는 독립형 위험도 평가 소프트웨어를 개발하였다.
본 논문에서는 위험도 기반 정비관리 시스템의 현장적용 활성화를 목적으로 주관적인 평가 요소의 비중을 낮춘 준정량적 위험도평가 기능과 설비별 차기 정비주기 선정 기능을 포함한 독립형 위험도 평가 소프트웨어를 소개하고자 한다.
제안 방법
수명 소비율 평가 결과에는 현재의 기기상태를 반영하기 위해 비파괴 검사 등의 현장 검사결과를 이용한다. 그리고 현장 검사 시 적합한 검사방법과 검사비율을 반영해서 검사의 효용도로 평가한다. 고장확률의 세 가지 사항을 고려하여 설비의 고장확률을 표현하면 식 (1) 과 같다.
평가 대상 설비나 부품이 결정되면 이전 고장이나 정비이력 등을 통해 검사 대상 위치를 결정하고 위치별 주요 손상기구 등을 정의한다. 다음으로는 운전 조건 및 사용 소재의 재료 강도 등의 정보를 이용한 해석적 방법으로 수명 소비율 및 고장확률을 계산한다. 수명 소비율 평가 결과에는 현재의 기기상태를 반영하기 위해 비파괴 검사 등의 현장 검사결과를 이용한다.
3 과 같은 기본 구조를 갖는다. 또한 설비 위험도 평가 관리자가 발전소 종합 설비 관리시스템 내 설치되어 있는 DB 서버와의 접속이 불가능한 상황에서도 로컬-데이터베이스를 활용하여 구동할 수 있도록 설계하였다. 이를 통해 사용자의 권한에 따라 독립적인 운용이 가능하고 서버에 저장된 위험도 평가결과 및 사전 정보 등의 정보 공유가 가능하다.
성능/효과
(2) 위험도 평가 프로그램은 정량적 해석을 목표로 해석적 분석을 이용해서 기본 고장확률을 계산하고 현장 검사 결과 및 검사 효용도를 분석하는 기능을 갖고 있다.
독립형 위험도 평가 소프트웨어에는 500MW 급 보일러 설비 및 부품에 대한 형상, 재료 DB 가 내장되어 있기 때문에 현장 검사 결과를 반영하여 Table 6 에서와 같이 위험도에 따른 차기 정비주기를 결정할 수 있다. 개발된 소프트웨어로부터 설비별 위험도를 결정할 수 있으며 위험도가 상대적으로 높게 나온 4 개 설비들(4C, 5B)에 대해서는 정비주기를 18 개월로 단축해야 하며 안전하다 판단되는 절탄기(3B)의 경우에는 36 개월로 정비주기를 연장할수 있다.
그러나 ‘위험도 기반 정비 모듈’의 경우 보수적 정비 기준을 완화하고 합리적인 정비계획을 수립할 수 있음에도 불구하고 위험도 평가를 위한 현장진단 및 평가 매뉴얼이 존재하지 않아 발전소에서 활용되기에 한계가 있다. 기존에 개발되었던 위험도 기반 정비모듈은 문진 위주로 구성되어 정량적인 고장 확률 평가 결과보다는 평가자의 주관적인 판단에 따라 평가 결과가 좌우되었다. 또한 발전회사 서버에 기반하여 운용되기 때문에 평가자가 공간 및 시간의 제약을 받을 수 밖에 없다.
후속연구
(3) 서버에 기반하지 않는 독립형으로 개발되었기 때문에 정비에 직접 참여하는 현장 사용자 뿐만 아니라 발전 설비의 수명연장 및 교체를 결정해야 하는 엔지니어에게 유용한 정보를 제공할 것이다.
(4) 최적 정비시기 예측을 통해 발전소 이용을 향상시키고 안정적으로 전력을 공급하는데 기여할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
위험도 평가 기술은 어떤 목적으로 개발되었는가?
위험도 평가 기술은 주로 플랜트의 많은 운영설비 중 대형사고나 피해를 유발할 수 있는 위험설비를 선별하는 목적으로 개발되었다. 현재 발전소에 설치되어 있는 설비관리시스템에는 초기 버전의 위험도 평가 모듈이 설치되어 있으나 문진 위주로 구성되어 통계적 기법에 기반을 둔 고장 확률 평가보다는 평가자의 주관적인 판단에 따라 평가 결과가 좌우되었다.
설비관리 시스템이 설비의 정비시기를 예측하고, 정할 수 있는 이유는 무엇인가?
또한 ERP(Enterprise Resource Planning)와 연계되어 부품재고와 예산관리가 가능하기 때문에 정비 수준을 한 단계 높일 수 있다. 발전회사에 설치된 설비관리 시스템에는 정비계획 수립을 지원하는 ‘위험도 기반 정비 모듈’과 ‘신뢰도 기반 정비 모듈’이 포함되어 있어 설비의 정비시기를 예측하고 정비시기를 정할 수 있다. 그러나 ‘위험도 기반 정비 모듈’의 경우 보수적 정비 기준을 완화하고 합리적인 정비계획을 수립할 수 있음에도 불구하고 위험도 평가를 위한 현장진단 및 평가 매뉴얼이 존재하지 않아 발전소에서 활용되기에 한계가 있다.
독립형 위험도 평가 소프트웨어의 장점은 무엇이며, 어떻게 사용될 것으로 예측되는가?
본 논문에서는 문진 대신 해석적 분석을 이용한 기본 고장확률을 계산하고 현장 검사 결과 및 검사 효용도를 분석할 수 있는 독립형 위험도 평가 소프트웨어를 개발하였다. 독립형으로 현장 운용이 가능하며 최적 정비주기 예측 및 현장검사 결과에 대한 입출력 기능이 있기 때문에 정비에 직접 참여하는 현장 사용자뿐만 아니라 발전 설비의 수명연장 및 교체를 결정해야 하는 엔지니어에게 유용한 정보를 제공할 것이다.
참고문헌 (7)
Torigoe, M., Saito, N., Tarimi,K., Okatsuka, Y., Fuji, A. and Kihara, S., 2002, "Maintenance Planning and Cost Reduction by RBM Techniques in Fossil-Fired Power Boilers," Risk Based Management of Power Plant Equipment Seminar, ETD, pp.9-15
Song, G. W., Kim, B. S., Choi, W. S., Park, M. S., 2013, "Prediction of Maintenance Period of Equipment Through Risk Assessment of Thermal Power Plant," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 37, No.10, pp.1291-1296
KEPIC, 2014, "Inspectio Planning Using Risk Based Method - Boiler/Piping ," MMI-1
Choi, W. S., Song, G. W., Chang, S. H., Park, M. S. and Lee, S. M., 2014, "Evaluation of Boiler Tube Failure Probability Considering Thinning Damage," KSME Spring Conference, Vol. 34, No. 9, pp.1265-1272
Choi W.S., Song G.W., Chang S. H., Lee S.M.,2014, " Verification and Application of Risk Assessment for Predictive Maintenance," KEPRI report, TR.9336.S2014.0559
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.