Estudo de caso da Tata Steel: substituição de um Jaquet FT3000 obsoleto por um moderno sistema de detecção de sobre-velocidade SpeedSys 200

Substituição de um Jaquet FT3000 obsoleto por um moderno sistema de detecção de sobre-velocidade SpeedSys 200

Durante o processo do alto-forno na Tata Steel, são liberados gases que contêm muita energia. Esses gases são usados para acionar a turbina de expansão a gás (expansor), que, por sua vez, aciona dois geradores. Utilizar a energia armazenada nos gases excedentes é uma maneira econômica de reutilizar esses gases, que, de outra forma, não teriam nenhuma outra finalidade. Portanto, o expansor e os dois geradores têm uma função importante no processo.

Desafio

A Tata Steel detectou um problema em um dos sensores de velocidade, que faz parte do sistema de proteção contra sobre-velocidade. A Istec foi solicitada a substituir todos os sensores de velocidade da configuração 2oo3 por novos sensores de velocidade de efeito Hall, seguido de testes e verificação do sistema de detecção de sobre-velocidade (ODS) e dos novos sensores de velocidade.

Durante esses testes, o ODS apresentou comportamento anormal e não estava funcionando como deveria. Não ficou claro de onde se originou o mau funcionamento do ODS. Isso deixou a Tata Steel com duas opções: verificar completamente o sistema de sobre-velocidade, a fiação interna e suas funcionalidades (1), ou substituir todo o sistema por um novo ODS (2).

Como o ODS FT3000 foi descontinuado pelo fabricante (Jaquet) e as peças de reposição não estão mais disponíveis, a Tata Steel decidiu substituir seu sistema atual e adquirir e implementar um ODS moderno: o Istec SpeedSys 200.

 

Figura 1. A turbina de expansão a gás que aciona dois geradores utilizando gases excedentes do processo do alto-forno.

Como o tempo de inatividade é oneroso, um processo rápido era essencial: entrega em uma semana, engenharia em um dia e instalação em um dia. Embora isso seja bastante desafiador, a Istec possui a capacidade e os recursos internos para fazê-lo.

A Tata Steel preferiu uma solução de substituição que mantivesse os ajustes de infraestrutura necessários ao mínimo, o que exigiu um pouco de engenharia personalizada por parte de nossos especialistas.

Solução

Para facilitar a engenharia necessária, a Istec mapeou o hardware existente, incluindo todos os sensores e todas as entradas e saídas, bem como todas as funções (de segurança) do ODS existente.

Sistema antigo

O sistema FT3000, já obsoleto, foi configurado com as seguintes placas de 19”:

  • Três placas de detecção de sobre-velocidade FTFU3024
  • Uma placa de saída analógica FTW3013 para PLC/DCS
  • Um módulo de comunicação FTK3072 para um PC

 

Figura 2. A configuração obsoleta do sistema FT3000 que precisava de uma solução de substituição.

A fonte de alimentação de 24 Vcc foi conectada diretamente na parte traseira do rack. Não foram utilizados filtros nem fontes de alimentação adicionais.

Novo sistema

O FT3000 foi substituído por uma instalação do SpeedSys 200 2oo3. O conjunto em trilho DIN, conforme mostrado na imagem abaixo, foi preparado em uma placa de alumínio de 19” em nossa oficina, permitindo uma instalação rápida e fácil no rack de 19” existente, onde o sistema FT3000 estava instalado anteriormente. Essa instalação abrange todas as funções essenciais do FT3000 obsoleto que foi substituído.

Figura 3. A nova instalação do ODS, composta por uma fonte de alimentação SELV isolada galvanicamente (1), uma distribuição dupla de alimentação de 24 V para permitir redundância (2) e três unidades SpeedSys 200, conectadas diretamente para formar uma estrutura de votação 2oo3 (3).

Entregáveis

  • Fornecimento e suporte completos de equipamentos de medição de velocidade e instalação
  • Engenharia personalizada pelos especialistas da Istec
  • A nova instalação abrange todas as funções essenciais da instalação anterior
  • Rápida solução de problemas, entrega, instalação e comissionamento.

Impacto

A nova instalação do SpeedSys 200 atende aos requisitos da Tata Steel, apresentando todas as funções essenciais do ODS anterior sem a necessidade de ajustes significativos na infraestrutura. Essa instalação de baixo impacto possui certificação SIL 2 por projeto, em vez de comprovada em uso, tornando seu intervalo de teste exigido muito mais longo do que o da instalação anterior do FT3000. A turbina de expansão a gás agora pode operar com segurança, sem interferência de um sistema de segurança com defeito.