Caso di studio AVR: sostituzione di un Bently Nevada BN3500 con un sistema di rilevamento della sovravelocità Istec SpeedSys 200


L'AVR è specializzata nel trattamento di vari tipi di rifiuti residui e nella loro conversione in energia e materie prime per le famiglie e le imprese. Nel suo impianto di Botlek (Rotterdam) opera una turbina a vapore che aziona un generatore. AVR ha utilizzato un sistema di rilevamento della sovravelocità (ODS) Bently Nevada BN3500 per rilevare situazioni di sovravelocità e velocità zero.

Quando si verifica una situazione di sovravelocità, il sistema deve far intervenire la turbina a vapore per evitare potenziali danni e situazioni pericolose. La velocità zero è stata monitorata per evitare l'avviamento anticipato dell'ingranaggio di rotazione. L'ingranaggio di rotazione può essere avviato solo quando il rotore si è completamente fermato, altrimenti potrebbe danneggiarsi.

Schede BN3500 overspeed in avaria

AVR ha contattato Istec perché le tre schede di protezione da sovravelocità del suo ODS Bently Nevada si sono guastate contemporaneamente. Questo ha causato un fermo del processo, poiché la turbina a vapore non poteva essere avviata, lasciando il generatore senza alimentazione.

L'esame iniziale dell'applicazione da parte di Istec indicava che i sensori di velocità eddy current sembravano funzionare correttamente. Tuttavia, la tensione di alimentazione mostrava valori anomali. Dopo aver controllato il registro del sistema Bently Nevada, è stato riscontrato un messaggio di errore sull'alimentazione a 24 V, sulle linee di alimentazione a 5 V e sulle linee di alimentazione a 12 V. Di conseguenza, i segnali di uscita sono stati interrotti, causando il malfunzionamento delle schede di protezione dalla sovravelocità e della scheda a velocità zero.

Poiché le schede di protezione Bently Nevada 3500 (BN3500) sono state dichiarate obsolete dal produttore originale, le schede di ricambio non sono più disponibili. AVR ha deciso di sostituire il sistema Bently Nevada con un moderno sistema di rilevamento della velocità eccessiva: l'Istec SpeedSys 200.

Sfida

Il tempo era fondamentale in questo progetto, poiché i tempi di fermo macchina erano costosi per l'AVR. Pertanto, Istec doveva consegnare, progettare, implementare e mettere in funzione il nuovo sistema in tempi brevi. I nostri ingegneri sono riusciti a farlo in pochi giorni.

Una seconda sfida era rappresentata dal fatto che non era disponibile una documentazione adeguata delle funzioni logiche e della filosofia di intervento del sistema di rilevamento della sovravelocità, oltre ai disegni del loop. Per poter sostituire il sistema precedente e decidere quali funzioni (fondamentali) assumere, Istec ha dovuto progettare la configurazione dello SpeedSys 200 in loco.

Infine, AVR ha voluto continuare a utilizzare le sonde a 3 fili eddy current esistenti, precedentemente utilizzate per inviare i segnali di velocità al sistema BN3500. Ciò ha sollevato due problemi che hanno richiesto una progettazione personalizzata da parte di Istec:

  • Lo SpeedSys 200 non è progettato per accettare segnali da sensori di tensione a 3 fili eddy current (solo sensori di corrente a 2 fili).
  • Le sonde Bently Nevada eddy current richiedono una tensione di alimentazione negativa, mentre i moduli SpeedSys prevedono un segnale positivo.

Soluzione

Istec ha ripreso tutte le funzioni principali del sistema BN3500 nella configurazione SpeedSys 200.

Vecchio sistema

Il sistema obsoleto Bently Nevada 3500 era configurato con le seguenti schede da 19":

  • Un modulo tachimetrico 3500/50M per il monitoraggio della velocità zero
  • Tre schede di rilevamento elettronico della velocità eccessiva 3500/53M
Figura 1. Il sistema Bently Nevada 3500 presso l'AVR. Il modulo tachimetrico (1) per il monitoraggio della velocità zero e i tre moduli di sovravelocità (2) sono stati sostituiti con lo SpeedSys 200. Le altre schede rimangono in uso. Le altre schede rimangono in uso.

Nuovo sistema

Aggiungendo tre isolatori galvanici GSI 127 (uno per ogni modulo SpeedSys) è stato possibile continuare a utilizzare i sensori di velocità esistenti. Il GSI 127 può invertire il segnale delle sonde eddy current per renderlo utilizzabile dai moduli SpeedSys, garantendo al contempo la disponibilità del monitoraggio del sensore. Inoltre, le unità GSI 127 alimentano il proximitor necessario per generare i segnali di uscita delle sonde eddy current esistenti.

Uno dei relè di un'unità SpeedSys 200 è stato configurato per il monitoraggio della velocità zero, una funzione precedentemente coperta dal vecchio modulo tachimetrico BN3500.

Il BN3500 è stato sostituito con una configurazione SpeedSys 200 da 2oo3. Il gruppo su guida DIN è stato progettato in loco ed è composto dai seguenti componenti:

  • Due alimentatori da 24 V
  • Tre isolatori galvanici GSI 127
  • Tre moduli SpeedSys 200, cablati per formare una struttura di voto 2oo3
Figura 2. Il nuovo sistema, fornito, progettato e implementato da Istec. Ciascuna delle unità SpeedSys 200 della configurazione 2oo3 è collegata a un GSI 127 per ricevere il segnale corretto dalle sonde a 3 fili eddy current.
Figura 3. Istec ha installato un alimentatore ridondante per fornire alle unità SpeedSys 200 un'alimentazione separata a 24 V, per filtrare l'effetto di sovratensioni indesiderate intorno ai relè ad alta potenza.

Prodotti da consegnare

  • Ingegneria personalizzata in loco per inserire il nuovo sistema nell'infrastruttura esistente con modifiche minime.
  • Fornitura e assistenza completa per l'hardware e l'installazione della velocità
  • La soluzione sostitutiva di SpeedSys copre tutte le funzioni principali dell'installazione precedente
  • Rapida risoluzione dei problemi, consegna, installazione e messa in servizio
  • L'installazione a basso impatto è certificata SIL 2, il che consente intervalli di prova più lunghi rispetto al sistema precedente.

Impatto

Anche se l'ingegnerizzazione del nuovo sistema doveva essere fatta in loco, Istec ha trovato una soluzione rapida per sostituire le schede BN3500 con lo SpeedSys 200 senza la necessità di grandi cambiamenti infrastrutturali. L'installazione dello SpeedSys 200 copre tutte le funzioni principali del sistema precedente. I problemi minori che si sono verificati sono stati rapidamente affrontati e risolti dal nostro team. Con l'aiuto di Istec, AVR è stata in grado di avviare la turbina con la nuova configurazione SpeedSys 200 solo pochi giorni dopo aver determinato il malfunzionamento delle schede Bently Nevada overspeed.