Data collection and criticality analysis for cost effective maintenance during the life cycle of a flue gas line

Työn tarkoituksena oli kerätä käyttövarmuustietoa savukaasulinjasta kahdelta suomalaiselta sellutehtaalta niiden käyttöönotosta aina tähän päivään asti. Käyttövarmuustieto koostuu luotettavuustiedoista sekä kunnossapitotiedoista. Kerätyn tiedon avulla on mahdollista kuvata tarkasti laitoksen käyttövarmuutta seuraavilla tunnusluvuilla: suunnittelemattomien häiriöiden lukumäärä ja korjausajat, laitteiden seisokkiaika, vikojen todennäköisyys ja korjaavan kunnossapidon kustannukset suhteessa savukaasulinjan korjaavan kunnossapidon kokonaiskustannuksiin. Käyttövarmuustiedon keräysmetodi on esitelty. Savukaasulinjan kriittisten laitteiden määrittelyyn käytetty metodi on yhdistelmä kyselytutkimuksesta ja muunnellusta vian vaikutus- ja kriittisyysanalyysistä. Laitteiden valitsemiskriteerit lopulliseen kriittisyysanalyysiin päätettiin käyttövarmuustietojen sekä kyselytutkimuksen perusteella. Kriittisten laitteiden määrittämisen tarkoitus on löytää savukaasulinjasta ne laitteet, joiden odottamaton vikaantuminen aiheuttaa vakavimmat seuraukset savukaasulinjan luotettavuuteen, tuotantoon, turvallisuuteen, päästöihin ja kustannuksiin. Tiedon avulla rajoitetut kunnossapidon resurssit voidaan suunnata oikein. Kriittisten laitteiden määrittämisen tuloksena todetaan, että kolme kriittisintä laitetta savukaasulinjassa ovat molemmille sellutehtaille yhteisesti: savukaasupuhaltimet, laahakuljettimet sekä ketjukuljettimet. Käyttövarmuustieto osoittaa, että laitteiden luotettavuus on tehdaskohtaista, mutta periaatteessa samat päälinjat voidaan nähdä suunnittelemattomien vikojen todennäköisyyttä esittävissä kuvissa. Kustannukset, jotka esitetään laitteen suunnittelemattomien kunnossapitokustannusten suhteena savukaasulinjan kokonaiskustannuksiin, noudattelevat hyvin pitkälle luotettavuuskäyrää, joka on laskettu laitteen seisokkiajan suhteena käyttötunteihin. Käyttövarmuustiedon keräys yhdistettynä kriittisten laitteiden määrittämiseen mahdollistavat ennakoivan kunnossapidon oikean kohdistamisen ja ajoittamisen laitteiston elinaikana siten, että luotettavuus- ja kustannustehokkuusvaatimukset saavutetaan.

The purpose of the study was to collect the availability data of the flue gas lines of two Finnish pulp mills from the start-up until today. The availability data consists of the reliability data and maintenance data. With the help of the collected data it is possible to describe the availability precisely in the form of unplanned failures, repair times, machine down-times, probability of functional failures, and direct unplanned corrective maintenance costs of a machine as a percentage of those of the flue gas line. The method of collecting availability data is presented. The method of defining the most critical components of the flue gas line is a combination of a questionnaire study and a modified failure mode effect and criticality analysis. The criteria for choosing the most critical pieces of equipment for the final analysis are based on the collected availability data and the questionnaire study. The purpose of defining the most critical components is to find out the equipment in the flue gas line that causes most serious consequences on reliability, production, safety, particulate emissions and costs. With that knowledge the limited resources can be directed to appropriate targets. The results of defining the most critical components show that the three most critical components in the flue gas line common for both pulp mills are the flue gas fans, drag chain conveyors and drag scraper conveyors. The results of the collected availability data show that the reliability of the equipment in a flue gas line varies from one plant to the other but the similarity can in principle be seen in the reliability curves. The direct unplanned corrective maintenance costs of a machine as a percentage of those of the flue gas line follow well the reliability counted as the ratio of down time hours to the operating hours. The collected availability data with the help of the definition of the critical components make it possible to plan the right maintenance timing during the life cycle of the flue gas line in such a way that the demands of reliability and cost-effectiveness can be reached.