Negli impianti petroliferi e del gas a valle, quali raffinerie, terminali di stoccaggio e impianti petrolchimici, le apparecchiature di compressione e di trattamento dell’aria sono essenziali per garantire operazioni sicure e stabili. Le torri di raffreddamento, i ventilatori di processo, i soffianti e i compressori supportano funzioni critiche quali lo smaltimento del calore, l’alimentazione dell’aria di combustione, il recupero dei vapori e la gestione dei gas. Questi impianti funzionano in modo continuo come parte di sistemi di processo più ampi, dove la perdita di portata d’aria o di capacità di compressione può influire direttamente sulla stabilità della produzione, sull’efficienza energetica e sulla sicurezza.
Dal punto di vista dell'affidabilità delle risorse, queste apparecchiature rappresentano un ampio parco di macchinari rotanti con livelli di criticità variabili. Mentre alcuni compressori sono considerati risorse ad alto impatto, molti ventilatori e soffianti sono critici dal punto di vista operativo ma non dispongono di un monitoraggio continuo delle condizioni. Garantire un funzionamento affidabile in questo gruppo di risorse richiede un approccio scalabile al monitoraggio delle vibrazioni, in linea con le realtà operative a valle.
La sfida
I ventilatori delle torri di raffreddamento e di processo, i soffianti e i compressori in ambienti a valle sono esposti a funzionamento continuo, carichi di processo fluttuanti e condizioni ambientali difficili. I ventilatori delle torri di raffreddamento sono soggetti a umidità, corrosione e vibrazioni strutturali, mentre i ventilatori di processo e i soffianti spesso funzionano al limite delle loro capacità di progetto in condizioni di flusso variabile. I compressori subiscono forze dinamiche legate alle variazioni di pressione, alla composizione del gas e alle variazioni di velocità.
I meccanismi di guasto tipici includono il deterioramento dei cuscinetti, lo squilibrio del rotore, il disallineamento, l’allentamento meccanico e la risonanza. Questi guasti spesso si sviluppano gradualmente e sono difficili da rilevare solo con ispezioni periodiche. Le limitazioni di accesso, le classificazioni delle aree pericolose e l'elevato numero di unità installate complicano ulteriormente i percorsi di monitoraggio manuale delle vibrazioni. Di conseguenza, i problemi meccanici in fase iniziale possono passare inosservati fino a quando i livelli di vibrazione non aumentano abbastanza da causare danni secondari o tempi di inattività non pianificati.
Perché il monitoraggio delle vibrazioni è importante in questa applicazione
Il monitoraggio delle vibrazioni è un metodo collaudato per valutare le condizioni delle apparecchiature rotanti utilizzate per la compressione e il flusso d'aria. Le variazioni nel comportamento delle vibrazioni consentono di rilevare tempestivamente i guasti causati da comuni meccanismi di degrado quali l'usura dei cuscinetti, lo squilibrio, il disallineamento dell'albero e i problemi strutturali nei gruppi ventilatori e compressori.
Per gli operatori del settore petrolifero e del gas a valle, il monitoraggio continuo delle vibrazioni consente una manutenzione basata sulle condizioni, identificando i guasti in fase di sviluppo prima che questi compromettano le prestazioni del flusso d'aria, l'efficienza di raffreddamento o la stabilità della compressione. Rispetto alla manutenzione reattiva o alle ispezioni periodiche, il monitoraggio delle vibrazioni supporta strategie di manutenzione predittiva che migliorano l'affidabilità delle apparecchiature rotanti e riducono il rischio di interruzioni di processo in grandi parchi di impianti.
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La soluzione – VibSys® per le apparecchiature di compressione e di trattamento dell'aria nel settore downstream
VibSys® è un sistema compatto di monitoraggio delle vibrazioni progettato per il monitoraggio delle condizioni, accessibile e scalabile, di apparecchiature rotanti quali ventilatori per torri di raffreddamento, ventilatori, soffianti e compressori. Il sistema acquisisce continuamente dati sulle vibrazioni di alta qualità ed esegue l’elaborazione del segnale a bordo per fornire indicatori significativi delle condizioni direttamente a livello di singolo impianto.
Nelle applicazioni petrolifere e del gas a valle, VibSys può essere implementato su alloggiamenti dei cuscinetti, riduttori o telai dei motori, utilizzando sensori di vibrazione industriali standard. L'elaborazione locale consente il monitoraggio e l'allarme in tempo reale, mentre i dati sulle vibrazioni possono essere integrati nei sistemi di controllo o nelle piattaforme di analisi esterne tramite interfacce aperte come Modbus e API. Questa architettura aperta supporta un'espansione graduale ed evita il vincolo a un unico fornitore, aspetto particolarmente rilevante per grandi parchi di ventilatori e compressori distribuiti in un sito.
VibSys si adatta perfettamente alle strategie di monitoraggio per le risorse di fascia media e quelle critiche dal punto di vista operativo, fornendo informazioni continue senza la complessità dei tradizionali sistemi di protezione di fascia alta.
Vantaggi principali:
- Monitoraggio continuo delle vibrazioni di ventilatori di torri di raffreddamento, ventilatori, soffianti e compressori in impianti distribuiti
- Rilevamento precoce dell'usura dei cuscinetti, dello squilibrio, del disallineamento e del gioco meccanico in condizioni operative variabili
- Hardware compatto e robusto adatto agli ambienti difficili del settore downstream, compresi quelli all'aperto e con elevata umidità
- Elaborazione del segnale integrata che consente allarmi locali e valutazione delle condizioni basata sull'andamento
- Integrazione aperta con i sistemi dell'impianto e le piattaforme diagnostiche esterne, a supporto di strategie scalabili di monitoraggio delle condizioni
Impatto sulla manutenzione e sull'affidabilità delle risorse
L'utilizzo di VibSys per il monitoraggio delle vibrazioni su apparecchiature di compressione e di trattamento dell'aria consente agli operatori del settore petrolifero e del gas a valle di passare dalla manutenzione reattiva alla manutenzione basata sulle condizioni. I team di manutenzione ottengono una visibilità continua sulle condizioni delle macchine, consentendo una migliore pianificazione delle ispezioni, delle revisioni e della logistica dei ricambi in base allo stato effettivo delle risorse.
Nel tempo, ciò porta a una maggiore affidabilità delle apparecchiature rotanti, a una riduzione dei tempi di fermo non programmati e a una maggiore fiducia nella disponibilità dei sistemi critici di trattamento dell'aria e di compressione. Combinando un'implementazione scalabile con dati affidabili sulle vibrazioni, VibSys supporta strategie di manutenzione predittiva in linea con i requisiti operativi ed economici degli impianti petroliferi e del gas a valle.
