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
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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
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O quê podemos monitorar?
No equipamento e interfaces
Temperatura de bombeio;
Pressão de sucção e descarga;
Vazão;
Corrente do motor;
Vibração;
Rotação;
Nível do vaso de sucção.
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Uso de Curva de Bomba API e Efeitos na Vida
de Bomba se Afastando do BEP
Ref. Heinz P. Bloch - Vol. 1 - 3a. Ed.
Cavitação
por baixo
fluxo
Diminui a
vida do
impelidor
Recirculação na sucção
do impelidor
Excelente Prática
-10% a +5% do BEP
Elevação da
temperatura
Vida reduzida
de Mancal &
Selo Mecânico
Cavitação por
falta de
NPSHd
Recirculação na
descarga do impelidor
Vida reduzida
de Mancal &
Selo
Melhor Prática
-20% a +10% do
BEP
Boa Prática
-30% a +15% do
BEP
Curva de
Confiabilidade
Curva da Bomba
Vazão
BEP
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Requisitos para o acompanhamento
Sensores localizados em pontos
estratégicos;
Instrumentos Aferidos;
Disponibilidade de dados
– Leitura periódica (RONDA);
– On line;
Interface amigável.
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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.
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Dificultadores
Instrumentos de baixa prioridade para
operação têm plano de
calibração/manutenção preterizado;
Baixo número de instrumentos com foco
em equipamentos nas plantas antigas.
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Fase Inicial
Utilizando o Process Book
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O Software – Recursos Convencionais
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O Software – Recursos Convencionais
• Desenvolve a visão sistêmica da
manutenção;
• Permite visualização intuitiva e completa
das variáveis.
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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.
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PI – Recursos de VBA
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PI – Recursos de VBA
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PI – Recursos de VBA
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Fase 2
Sistema Especialista
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Software Especialista - Vantagens
Interface dedicada
Maior flexibilidade de programação
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Tela Inicial
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Apresentação dos Menus
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Apresentação dos Menus
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Apresentação dos Menus
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Apresentação dos Menus
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Apresentação dos Menus
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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.
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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.
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Dados necessários - Bomba
Entrada dos dados
relativos às
características
construtivas do
equipamento.
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Dados necessários – Sistema de Bombeio
Entrada dos dados
relativos ao Sistema
de Bombeio.
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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.
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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.
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Gráficos – Curvas Características
Apresentação das curvas características com o
ponto de operação “On Line” apresentado.
Apresenta a condição da vibração “On Line”
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Gráficos – Curvas Características
Posicionando o cursor sobre a curva
correspondente a leitura é feita no quadro
localizado na parte inferior, direita da tela
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Gráficos – Curvas Características
Clicando no botão da vibração, visualizamos o
valor corrente desta vibração.
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Gráficos – Curvas Características
A opção “Traçar o Caminho” nos permite
acompanhar o ponto de operação, eficiência e
vibração através do tempo.
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Gráficos – Curvas Características
A opção “Curva Prática” permite traçar a curva da
bomba com base no histórico de operação, ou
através de teste com esta finalidade.
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Gráficos – Curvas Características
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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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Simulador da Bomba
Nos permite avaliar a sensibilidade da bomba à
alterações de rotação e do diâmetro do impelidor.
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Status do Software
Implementado em Fase Experimental:
– REDUC
– REVAP
– RELAM
Ainda não foi quantificado o retorno com
a utilização do software
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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.
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Rodrigo Pinheiro Camargos
PETROBRAS – UN-REDUC
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TEL: (21)26774232
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