Étude de cas Tata Steel : remplacement d’un Jaquet FT3000 obsolète par un système moderne de détection de survitesse SpeedSys 200

Remplacement d’un Jaquet FT3000 obsolète par un système moderne de détection de survitesse SpeedSys 200

Au cours du processus de haut fourneau chez Tata Steel, des gaz contenant une grande quantité d’énergie sont libérés. Ces gaz sont utilisés pour entraîner la turbine à expansion de gaz (expandeur), qui entraîne ensuite deux générateurs. L’utilisation de l’énergie stockée dans les gaz excédentaires constitue un moyen rentable de réutiliser ces gaz, qui, sans cela, n’auraient aucune autre utilité. Par conséquent, l’expandeur et les deux générateurs jouent un rôle important dans le processus.

Défi

Tata Steel a constaté un problème avec l’un des capteurs de vitesse, qui fait partie du système de protection contre la survitesse. Istec a été chargé de remplacer tous les capteurs de vitesse de la configuration 2oo3 par de nouveaux capteurs de vitesse à effet Hall, puis de tester et de vérifier le système de détection de survitesse (ODS) ainsi que les nouveaux capteurs de vitesse.

Au cours de ces tests, l’ODS a présenté un comportement anormal et ne fonctionnait pas comme il le devrait. L’origine du dysfonctionnement de l’ODS n’était pas claire. Cela a laissé deux options à Tata Steel : vérifier intégralement le système de surveillance de la survitesse, le câblage interne et ses fonctionnalités (1), ou remplacer l’ensemble du système par un nouvel ODS (2).

Le système ODS FT3000 ayant été retiré du marché par son fabricant (Jaquet) et les pièces de rechange n’étant plus disponibles, Tata Steel a décidé de remplacer son système actuel et d’acquérir et de mettre en œuvre un système ODS moderne : l’Istec SpeedSys 200.

 

Figure 1. La turbine à expansion de gaz qui entraîne deux générateurs en utilisant les gaz résiduels issus du processus du haut fourneau.

Les temps d’arrêt étant coûteux, un processus rapide était essentiel : livraison en une semaine, conception en une journée et installation en une journée. Bien que cela représente un défi de taille, Istec dispose en interne des ressources et des compétences nécessaires pour y parvenir.

Tata Steel a privilégié une solution de remplacement qui limiterait au minimum les ajustements infrastructurels nécessaires, ce qui a nécessité un travail d’ingénierie sur mesure de la part de nos spécialistes.

Solution

Pour faciliter les travaux d’ingénierie requis, Istec a cartographié le matériel existant, y compris chaque capteur et toutes les entrées et sorties, ainsi que toutes les fonctions (de sécurité) du système ODS existant.

Ancien système

Le système FT3000, désormais obsolète, était configuré avec les cartes 19 pouces suivantes :

  • Trois cartes de détection de survitesse FTFU3024
  • Une carte de sortie analogique FTW3013 vers un API/DCS
  • Un module de communication FTK3072 vers un PC

 

Figure 2. La configuration obsolète du système FT3000 qui nécessitait une solution de remplacement.

L’alimentation 24 Vcc était directement raccordée à l’arrière du rack. Aucun filtre ni aucune alimentation supplémentaire n’ont été utilisés.

Nouveau système

Le FT3000 a été remplacé par une installation SpeedSys 200 de 2oo3. Le montage sur rail DIN, tel qu’illustré sur l’image ci-dessous, a été préparé sur une plaque en aluminium de 19 pouces dans notre atelier, ce qui a permis une installation rapide et aisée dans le rack 19 pouces existant, où le système FT3000 était auparavant installé. Cette installation couvre toutes les fonctions essentielles du FT3000 obsolète qui a été remplacé.

Figure 3. La nouvelle installation ODS composée d’une alimentation SELV à isolation galvanique (1), d’une double distribution d’alimentation 24 V permettant une redondance (2), et de trois unités SpeedSys 200, câblées pour former une structure de vote 2oo3 (3).

Livrables

  • Fourniture et assistance complètes pour le matériel de mesure de vitesse et son installation
  • Ingénierie sur mesure par les spécialistes d’Istec
  • La nouvelle installation couvre toutes les fonctions essentielles de l’installation précédente
  • Dépannage, livraison, installation et mise en service rapides.

Impact

La nouvelle installation SpeedSys 200 répond aux exigences de Tata Steel, en intégrant toutes les fonctions essentielles de l’ancien ODS sans nécessiter d’ajustements infrastructurels significatifs. Cette installation à faible impact est certifiée SIL 2 de par sa conception, et non sur la base d’une validation en service, ce qui rend son intervalle de test requis beaucoup plus long que celui de l’ancienne installation FT3000. La turbine à expansion de gaz peut désormais fonctionner en toute sécurité sans interférence d’un système de sécurité défaillant.