Firma Evonik eksploatuje instalację tłokowej sprężarki wodoru w swoim zakładzie w Antwerpii w Belgii.
W 2020 r. na dwóch cylindrach tej sprężarki wdrożono system monitorowania opadania tłoczyska w celu wykrywania zużycia pierścieni prowadzących przy użyciu systemu Istec RecipSys 200, który zastąpił przestarzałe rozwiązanie do monitorowania opadania tłoczyska. Po kilku latach stabilnej i niezawodnej pracy system RecipSys 200 stał się standardową platformą monitorującą przemieszczenie tłoczyska w tej instalacji.
Aby zapewnić pełny zakres monitorowania, firma Evonik podjęła decyzję o rozszerzeniu istniejącego systemu monitorowania opadania tłoczyska tak, aby obejmował wszystkie cztery cylindry sprężarki. Firma Istec otrzymała zlecenie wsparcia tego rozszerzenia poprzez instalację czujników, konfigurację, uruchomienie oraz późniejsze ulepszenia systemu, w pełni zgodne z istniejącą filozofią pomiarową.
Wyzwanie: Kompleksowe monitorowanie stanu wszystkich cylindrów sprężarki
Dotychczasowy system monitorowania opadania tłoczyska obejmował jedynie część instalacji sprężarki. Ponieważ dwa cylindry były już monitorowane, pozostałe cylindry wymagały takiego samego poziomu monitorowania stanu, aby zapewnić spójność pomiarów, obsługę alarmów i interpretację danych przez operatora w całej maszynie.
Wyzwaniem było rozszerzenie systemu monitorowania opadania tłoczyska w taki sposób, aby:
- zachowano dotychczasową koncepcję pomiaru opadania tłoczyska
- płynnie zintegrowane z istniejącą infrastrukturą sterowania i zabezpieczeń
- zapewniło niezawodne monitorowanie przemieszczenia tłoczyska jako wskaźnika zużycia pierścieni prowadzących
- zapewniło prawidłową komunikację i wizualizację wszystkich sygnałów w systemie DCS
Celem nie było wprowadzenie nowej koncepcji monitorowania, ale rozbudowa sprawdzonego i niezawodnego rozwiązania, które już funkcjonowało.
Rozwiązanie: Rozszerzenie monitorowania opadania tłoczyska za pomocą systemu RecipSys 200
System monitorowania opadania tłoczyska został rozbudowany poprzez dodanie drugiego urządzenia RecipSys 200, co pozwoliło zwiększyć zasięg monitorowania z dwóch do czterech cylindrów w tłokowej sprężarce wodoru.
Sprzęt RecipSys 200 został zainstalowany przez firmę Evonik w ramach ogólnej integracji systemu. Firma Istec w pełni dostosowała to rozszerzenie do istniejącej architektury monitorowania oraz filozofii pomiarowej stosowanej już w zakładzie.
Dzięki zastosowaniu tego samego podejścia konfiguracyjnego i tych samych zasad pomiarowych dodatkowe cylindry można było monitorować dokładnie w taki sam sposób jak istniejące, bez wprowadzania zmian wymagających dostosowania ze strony operatorów lub personelu konserwacyjnego. Wszystkie informacje dotyczące opadania tłoczyska były udostępniane za pośrednictwem istniejącego systemu DCS zakładu.
Realizacja: Montaż i uruchomienie systemu monitorowania opadania tłoczyska
Firma Istec przeprowadziła montaż czujników opadania tłoczyska oraz dokonała konfiguracji i uruchomienia systemu monitorowania na miejscu.
Podczas uruchamiania pomiary opadania tłoczyska skonfigurowano poprzez ustalenie mechanicznego punktu odniesienia dla każdego cylindra przy użyciu istniejącego punktu odniesienia fazowego na kole zamachowym. Punkt ten posłużył do zdefiniowania pozycji zerowej pomiaru.
Na podstawie tych danych skonfigurowano poziomy alarmowe i wyłączające w celu wykrywania nadmiernego przemieszczenia tłoczyska spowodowanego zużyciem opaski prowadzącej. Zastosowano margines zużycia wynoszący 4 mm przed zetknięciem się tłoka z cylindrem.
Podczas uruchomienia przetestowano wszystkie pomiary, alarmy i funkcje wyłączające. Zweryfikowano transmisję sygnałów i wizualizację od systemu monitorowania aż po system DCS.
Podczas testów na wyświetlaczu systemu DCS wykryto wizualną nieścisłość między dwoma pomiarami opadania tłoczyska, którą skorygowano po wizycie na miejscu.
W tej fazie firma Istec stwierdziła również, że układ szafy nie był w pełni zgodny z oryginalną dokumentacją projektową. Dotyczyło to między innymi nieużywanych przewodów oraz niewystarczającego oddzielenia elementów ATEX od elementów nieobjętych dyrektywą ATEX. Ustalenia te zostały udokumentowane jako zalecenia dotyczące usprawnień.
W późniejszym etapie firma Istec powróciła na miejsce instalacji i wdrożyła zalecane ulepszenia, dostosowując układ szafy do pierwotnych założeń projektowych oraz wymagań dotyczących separacji ATEX.
Główne wyniki: Wyniki rozbudowy systemu monitorowania
- Rozszerzenie zakresu monitorowania opadania tłoczyska z dwóch do czterech cylindrów
- Montaż czujników opadania tłoczyska na dodatkowych cylindrach
- Konfiguracja i uruchomienie systemu monitorowania opadania tłoczyska opartego na platformie RecipSys 200
- Określenie punktu zerowego pomiaru przy użyciu odniesienia opartego na wyzwalaczu fazowym
- Konfiguracja poziomów alarmowych i wyłączających w oparciu o dopuszczalny zakres zużycia prowadnicy
- Weryfikacja transmisji sygnałów i wizualizacji w systemie DCS
- Identyfikacja i dokumentacja układu szafy oraz kwestii związanych z zgodnością z dyrektywą ATEX
- Wdrożenie usprawnień w rozmieszczeniu szaf zgodnie z zaleceniami
Korzyści: Niezawodne i spójne monitorowanie pracy sprężarki
Rozszerzenie systemu monitorowania opadania tłoczyska zostało pomyślnie uruchomione i zintegrowane z istniejącym systemem sterowania. Przetestowano i zweryfikowano wszystkie pomiary, alarmy oraz funkcje wyłączające, a także potwierdzono prawidłowe wyświetlanie sygnałów w systemie DCS.
W wyniku rozbudowy i późniejszych ulepszeń obudowy instalacja sprężarki jest obecnie wyposażona w spójny i łatwy w konserwacji system monitorowania opadania tłoczyska we wszystkich czterech cylindrach, oparty na sprawdzonej i znanej koncepcji monitorowania.
Wniosek: Skalowalne rozszerzenie sprawdzonej koncepcji monitorowania
Projekt ten stanowi dowód na zdolność firmy Istec do rozbudowy sprawdzonych rozwiązań w zakresie monitorowania opadania tłoczyska w działających instalacjach sprężarek tłokowych w sposób kontrolowany i spójny.
Opierając się na sprawdzonej platformie monitorującej oraz łącząc montaż czujników, konfigurację, uruchomienie i dalsze ulepszenia, firma Istec dostarczyła solidne technicznie rozszerzenie, które płynnie wpisuje się w istniejącą instalację i filozofię monitorowania.
