Үш есе артық сенімді ағынды өлшеу: 1 Орфис плита, 3 DP бергіш — ABB және Bently Nevada іске асыруы

Қауіпсіздікке аса маңызды желіде бір ғана бергіштің жеткіліксіз болуының себебі

Газ компрессорының шығу желісіндегі бір дифференциалдық қысым бергішінің құны шамамен 1,200 АҚШ долларын құрайды. Жалған жоғары ағын сигналы салдарынан компрессордың тоқтауы өндірістің сағатына 85,000 доллар шығынға ұшыратады. Бір DP бергіш оның көрсеткіші қате екенін айта алмайды — ол тек санды хабарлайды. Импульстік сызықтың бітелуі, мембрананың істен шығуы немесе бағдарламалық қамтамасыз етудегі ақау шығысты бұрмалағанын білудің жолы жоқ. SIL деңгейіндегі контурлар мен маңызды процестік ағындар үшін бірдей орфис плита дифференциалын өлшейтін үш бергіш қажет. Үш сигнал 2-ден 3-ке (2oo3) немесе 1-ден 3-ке (1oo3) дауыс беру логикасына ақаулы бергішті анықтап, процесті тоқтатпай оқшаулауға мүмкіндік береді. Бұл дизайн IEC 61511 талаптарына сәйкес SIL 2 деңгейіндегі Қауіпсіздік Инструменттелген Функциялар үшін қолайлы.

ABB 266 сериялы бергіштері жоғары дәлдік өлшеу қызметін атқарады. Bently Nevada, дәстүрлі түрде турбомашиналардағы діріл мониторингі үшін танымал, сондай-ақ компрессор және турбина желілеріне арналған процестік бергіштер шығарады, мұнда білік дірілі мен процестік ағын деректері бір басқару жүйесіне беріледі. Екі брендті бір орфис плитасында біріктіру диагностиканың тереңдігін арттырады.

Механикалық дизайн — Орфис плита және импульстік сызықтар

ISO 5167-2 стандартына сәйкес концентрлік квадрат шеті бар орфис плитасын қолданыңыз. Ең жақсы дәлдік үшін бета қатынасын (d/D) 0.3 пен 0.75 аралығында таңдаңыз. 150 мм құбыр диаметрінде бета 0.6 болғанда, толық ағын кезінде максималды дифференциалдық қысым 250 мбарға жетеді. Үш бергіш те бірдей жоғары және төменгі қысым нүктелерінен сигнал алады. Фланецті нүктелер немесе D және D/2 нүктелерін қолданыңыз — 50 мм-ден кіші құбыр диаметрі үшін бұрыштық нүктелер жарамды.

1. Орфис фланец жинағын жоғары ағын бағытында 20× құбыр диаметрі ұзындығымен орнатыңыз, бұл айналымды болдырмайды. Төменгі ағын бағытында келесі фитингке дейін кемінде 5× құбыр диаметрі болуы тиіс.
2. Үш тәуелсіз импульстік түтік жиынтығын — 12 мм сыртқы диаметрлі тот баспайтын болаттан — бірдей нүкте жұбынан әр бергішке дейін жүргізіңіз. Бергіш алдында ортақ коллекторды пайдаланбаңыз; ортақ коллекторлар бір нүктелі ақауларды таратады.
3. Барлық сұйықтық қызметіндегі импульстік сызықтарды 1:12 кем емес еңістікпен төмен қарай орналастырыңыз, бұл ағынды ағызуға мүмкіндік береді. Газ қызметінде конденсат құбырға қайта ағуы үшін сызықтарды жоғары қарай еңістеңіз. Қате еңістік сұйықтық немесе газ қалталарын тұншықтырып, нөлді 15 мбарға дейін ауыстырады.
4. Әр бергішке жеке 3-клапанды коллектор орнатыңыз. Бұл бір бергішті калибрлеу үшін теңестіруге және оқшаулауға мүмкіндік береді, ал қалған екі бергіш қызметте қалады.

Бергіш конфигурациясы — ABB 266DSH және Bently Nevada DP

ABB 266DSH осы қолданба үшін 0–250 мбар дифференциалдық қысым ауқымын қамтиды. Демпфирлеуді 0.5 секундқа орнатыңыз — басқару үшін жеткілікті жылдам, импульстік сызық шуын басу үшін жеткілікті баяу. Шығысты 4-20 мА контурында HART протоколында жіберуге баптаңыз. ABB HART Device Type Manager (DTM) құралын FieldCare-де пайдаланып, URL = 4 мА кезінде 0 мбар, URV = 20 мА кезінде 250 мбар орнатыңыз. Егер DCS бұл есептеуді орындамаса, бергіште процестік сұйықтықтың тығыздығын орнатыңыз, бұл квадрат түбірді алу үшін қажет.

Bently Nevada процестік бергіштері де 4-20 мА HART интерфейсін пайдаланады. Үш бергіштің әрқайсысына бірегей HART мекенжайын тағайындаңыз (нүктеден-нүктеге режим үшін мекенжай 0). Мекенжай қайшылықтары бар ұзын көпқабатты HART контурлары — жиі кездесетін алаңдағы қате, іске қосу алдында HART коммуникаторымен мекенжайдың бірегейлігін әрқашан тексеріңіз.

1. Әр бергішті арнайы DCS аналогтық кіріс картасына қосыңыз. SIL деңгейіндегі контурлар үшін үш бергіш сигналын бір HART мультиплексор арқылы жібермеңіз — карта деңгейінде оқшаулау міндетті.
2. DCS-ті (мысалы, Emerson DeltaV немесе ABB System 800xA) әр үш шикі 4-20 мА сигналға жеке-жеке квадрат түбір алу және ЕҮ масштабтау функцияларын қолданатындай етіп баптаңыз. Шығыс бірлігі: стандартты текше метр сағатына (Sm³/h).
3. Әр AI карта кіріс ауқымын 3.8–20.5 мА етіп орнатыңыз, бұл ашық контурды (3.8 мА-дан төмен) және жоғары қаныққан ақауларды (20.5 мА-дан жоғары) анықтауға мүмкіндік береді. Екі жағдай да бергіш ақауы туралы дабылдарды дереу қосады.

Дауыс беру логикасы — DCS-та 2oo3 сигнал таңдау

2-ден 3-ке дауыс беру үш ағын сигналдарының медианасын таңдайды. Үш сигнал да ±5 % ауытқу шегінде келіссе, медиана процестік мән болады. Бір бергіш медианадан 5 % артық ауытқитын болса, логика оны күмәнді деп белгілеп, ескерту жасайды және қалған екі бергіштің медианасын қолдануды жалғастырады. Екінші бергіш ақауы қауіпсіздік шарасын — тоқтату немесе басымдық беру — іске қосады, себебі тек бір сенімді сигнал қалады.

• DCS функция блогында ауытқу шегін инженерлік бірлік мәні ретінде орнатыңыз (мысалы, 250 Sm³/h ауқымында 12.5 Sm³/h).
• Оқу пайыздық шегінен аулақ болыңыз; ол нөлдік ағын кезінде құлдырайды және төмен жүктемеде жалған ауытқулар тудырады.

1. DCS-тің кіріктірілген MED3 немесе баламалы функция блогын пайдаланып 2oo3 медиана таңдауышын құрыңыз. Үш ЕҮ масштабталған ағын сигналын блогтың кірістеріне қосыңыз.
2. Үш ауытқу салыстырғышын қосыңыз — әр кіріс пен медиана шығысын салыстырады. Ауытқу шегін 12.5 Sm³/h (250 Sm³/h ауқымының 5 %) етіп орнатыңыз.
3. Ауытқу дабыл биттерін жоғары басымдықпен дабыл басқару жүйесіне бағыттаңыз. Дабылдарды атаңыз: FT-101A DEVIATION, FT-101B DEVIATION, FT-101C DEVIATION.
4. Іске қосу кезінде логиканы сынау үшін бір бергіш каналына 4 мА енгізіп, медиананың қалған екі бергіштің орташа мәнін таңдағанын және ауытқу дабылын шығарғанын растаңыз.

Процесті тоқтатпай техникалық қызмет көрсету және калибрлеу

Әр бергіштегі 3-клапанды коллектор қызмет кезінде калибрлеуге мүмкіндік береді. Бір бергіш бір уақытта қызметтен шығады — коллекторды теңестіріп, жоғары және төмен қысым порттарын оқшаулап, дәл өлшеуіш салмақты тестер немесе сілтеме қысым көзіне қосыңыз. Ауқымның 0, 25, 50, 75 және 100 % мәндерін қолданыңыз. ABB 266DSH дәлдігі ±0.04 % оқу мәні — кез келген нүкте ±0.1 % шегінен ауытқитын болса, түзетуді тексеріңіз. Әр калибрлеу кезінде тексерілетін HART диагностикалық айнымалылар: сенсор температурасы (–40-тен 85 °C аралығында болуы тиіс), сенсор сыйымдылығы (5 пФ-тан артық ауытқу мембрана зақымын көрсетеді), және контур тогы (сымдардың кедергі қателерін анықтау үшін DCS оқуымен салыстырыңыз).

Сыртқы орнатуларда импульстік сызықтардың бітелуі ең көп кездесетін ақау түрі. Сұйықтық қызметінде импульстік сызықтарды тоқсан сайын тексеріп, тазалаңыз. Үш бергіштің көрсеткіштерінің айырмашылығын диагностикалық құрал ретінде пайдаланыңыз: бір бергіштің көрсеткіші 15–30 мбар төмен, ал қалған екі бергіш келіссе, бұл сол бергіштің жоғары қысым портындағы импульстік сызықтың ішінара бітелгенін білдіреді. Бергішті қызметке қайтармас бұрын импульстік сызықты ауыстырыңыз немесе шаю жүргізіңіз.

Инженерлік ұсыныстар

SIL деңгейіндегі қауіпсіздік функциясын немесе компрессордың анти-сорғы басқару контурын қамтамасыз ететін кез келген орфис ағын контурында үш еселенген DP бергіштерді белгілеңіз. Негізгі өлшеу каналы үшін ABB 266DSH пайдаланыңыз — оның ±0.04 % дәлдігі мен HART диагностикасы газ қызметінде жақсы дәлелденген. Қосалқы каналдар үшін екі Bently Nevada DP бергіштерін қосыңыз, әсіресе бергіштер турбина қорғау жүйесімен бір рельсте орналасса және деректер интеграциясы архитектураны жеңілдетсе. Импульстік сызықтарды әр бергішке орфис нүктелерінен тәуелсіз жүргізіңіз. Қосалқы жиынтықтағы екі бергіш арасында құбырларды ешқашан бөліспеңіз. DCS 2oo3 медиана блогын бекітілген ЕҮ ауытқу шегімен баптаңыз, пайыздық шегін емес. Импульстік сызықтарды тоқсан сайын, жеке бергіштерді жыл сайын калибрлеңіз. Бір бергіштің орнына үш бергішке инвестиция жобаның құнына шамамен 2,400 доллар қосады, бірақ жалған тоқтатудан туындайтын сағатына 85,000 доллар шығыннан сақтайды. Компрессор желілеріндегі ағын өлшеу үшін сұйық фазалық ағындарда қосымша тексеру құралы ретінде ABB FSM4000 электромагниттік ағын өлшегішін қарастырыңыз.