طراحی قابلیت اطمینان-محور، نمونه موردی بویلر بازیاب (HRSG)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی صنایع، دانشگاه کردستان، سنندج

2 گروه مهندسی صنایع- دانشکده مهندسی- دانشگاه کردستان

چکیده

استفاده از بویلرهای بازیاب در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بازدهی تولید برق را به نحو چشمگیری افزایش می‌دهد یکی از بخش‌های پر اهمیت بویلرهای بازیاب سیستم تغذیه آب آن‌ها است. این مقاله به تشریح روند انتخاب پیکربندی بهینه‌ سیستم تغذیه آب بویلرهای بازیاب (HRSG) می‌پردازد که در شرکت مهندسی و ساخت بویلر و تجهیزات مپنا انجام شده است. نخست تجهیزات مهم سیستم تغذیه آب به کمک نقشه‌های فرآیند و ابزار دقیق شناسائی و بلوک دیاگرام قابلیت اطمینان آن‌ها ترسیم شده‌اند. سپس آهنگ خرابی هر یک از تجهیزات با استفاده از مستندات آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، هندبوک OREDA و استاندارد IEEE 500 برآورد شده و قابلیت اطمینان سیستم در محیط نرم‌افزار Excel محاسبه شده است. در پایان نیز نتایج تحلیل شده و بر مبنای آن پیکربندی بهینه سیستم تغذیه آب تعیین گردید. رویکرد پیشنهادی می‌تواند برای طراحی قابلیت اطمینان-محور سایر سیستم‌های صنعتی نیز به کار رود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design for Reliability: Case Study HRSG Boiler  

نویسندگان [English]

  • Mohammadjavad Shamsi 1
  • Mahmoud Shahrokhi 2
1  Ph.D. Candidate, Department of Industrial Engineering, University of Kurdistan, Iran 
2   Associate Professor, Department of Industrial Engineering, University of Kurdistan. Iran 
چکیده [English]

The use of Heat Recovery Steam Generators (HRSGs) in combined cycle power plants dramatically increases the efficiency of power generation. One of the most important parts of HRSG is Feed Water System (FWS). This paper describes the process of selecting the optimal configuration for the FWS of Heat Recovery Steam Generator, which has been done in MAPNA Boiler and Equipment Engineering and Manufacturing Company. First, the important equipment of the FWS is identified and is demonstrated by the reliability block diagram. Then the failure rate of each equipment is estimated using the documents of the International Atomic Energy Agency, the OREDA handbook and the IEEE 500 standard, and the system reliability is calculated in the Excel software environment. Finally, the results were analyzed and based on that, the optimal configuration of the FWS is determined. The proposed approach can also be used to design the reliability-based design of other industrial systems. 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heat Recovery Steam Generator
  • Feed Water System
  • Block diagram model
  • Reliability
  • Failure
  • Redundancy 
[1] Lisnianski, A. (2007). Extended block diagram method for a multi-state system reliability assessment. Reliability Engineering & System Safety, 92(12), 1601-1607.
[2] Jakkula, B., Mandela, G. R., & SN, M. C. (2020). Reliability block diagram (RBD) and fault tree analysis (FTA) approaches for estimation of system reliability and availability–a case study. International Journal of Quality & Reliability Management.
[3] Sujatha, M., & Parvathy, A. K. (2020). Investigation of Reliability of DC–DC Converters Using Reliability Block Diagram and Markov Chain Analysis. In Reliability, Safety and Hazard Assessment for Risk-Based Technologies (pp. 851-863). Springer, Singapore.
[4] Woo, S. W., Pecht, M., & O'Neal, D. L. (2020). Reliability design and case study of the domestic compressor subjected to repetitive internal stresses. Reliability Engineering & System Safety, 193, 106604.
[5] Benabid, R., Merrouche, D., Bourenane, A., & Alzbutas, R. (2018, October). Reliability Assessment of Redundant Electrical Power Supply Systems using Fault Tree Analysis, Reliability Block Diagram, and Monte Carlo Simulation Methods. In 2018 International Conference on Electrical Sciences and Technologies in Maghreb (CISTEM) (pp. 1-7). IEEE.
[6] Gedam, S. G., & Beaudet, S. T. (2000, January). Monte Carlo simulation using Excel (R) spreadsheet for predicting reliability of a complex system. In Annual Reliability and Maintainability Symposium. 2000 Proceedings. International Symposium on Product Quality and Integrity (Cat. No. 00CH37055) (pp. 188-193). IEEE.
[7] Smolders, K., Long, H., Feng, Y., & Tavner, P. (2010). Reliability analysis and prediction of wind turbine gearboxes. In European Wind Energy Conference and Exhibition 2010, EWEC 2010 (Vol. 4, pp. 2660-2682). Sheffield.
[8] El-Metwally, M., El-Shimy, M., Mohamed, A., Elshahed, M., & Sayed, A. (2017, December). Reliability assessment of wind turbine operating concepts using reliability block diagrams (RBDs). In 2017 Nineteenth International Middle East Power Systems Conference (MEPCON) (pp. 430-436). IEEE.