Trīskārša dublēta plūsmas mērīšana: 1 atveres plāksne, 3 DP raidītāji — ABB un Bently Nevada ieviešana

Kāpēc viens raidītājs nekad nav pietiekams drošības kritiskā līnijā

Viens diferenciālā spiediena raidītājs gāzes kompresora izplūdes līnijā maksā aptuveni 1200 USD. Kompresora izslēgšanās, ko izraisījis nepatiesi augsts plūsmas signāls, rada 85 000 USD stundā zaudējumus ražošanā. Viens DP raidītājs nevar pateikt, vai tā rādījums ir nepareizs — tas vienkārši ziņo skaitli. Jums nav iespējas zināt, vai bloķēta impulsu līnija, bojāta diafragma vai programmatūras kļūme ir bojājusi izvadi. SIL novērtētām cilpām un kritiskām procesa plūsmām nepieciešami trīs raidītāji, kas mēra to pašu orifices plāksnes diferenciālu. Trīs signāli ļauj 2-no-3 (2oo3) vai 1-no-3 (1oo3) balsošanas loģikai atklāt un izolēt bojātu raidītāju, neapturot procesu. Šis dizains arī atbilst IEC 61511 prasībām drošības instrumentētajām funkcijām SIL 2 līmenī.

ABB 266 sērijas raidītāji nodrošina augstas precizitātes mērījumu funkciju. Bently Nevada, tradicionāli pazīstams ar vibrācijas uzraudzību turbomašīnās, ražo arī procesa raidītājus, kas piemēroti kompresoru un turbīnu līnijām, kur ass vibrācijas dati un procesa plūsmas dati tiek nodoti vienai vadības sistēmai. Apvienojot abus zīmolus vienā orifices plāksnē, tiek maksimizēta diagnostikas dziļums.

Mehāniskais dizains — orifices plāksne un impulsu līnijas

Lietojiet koncentrisku kvadrātveida malas orifices plāksni saskaņā ar ISO 5167-2. Izvēlieties beta attiecību (d/D) no 0,3 līdz 0,75 labākai precizitātei. Pie beta 0,6 ar 150 mm cauruļvada diametru maksimālais diferenciālais spiediens pilnā plūsmā sasniedz 250 mbar. Visi trīs raidītāji pieslēdzas no tiem pašiem augšupvērstajiem un lejupvērstajiem spiediena pieslēgumiem. Lietojiet flanču pieslēgumus vai D un D/2 pieslēgumus — stūra pieslēgumi ir pieņemami cauruļvadiem ar diametru zem 50 mm.

1. Uzstādiet orifices flanča komplektu ar augšupvērsto taisno posmu 20× cauruļvada diametrā, lai izvairītos no virpuļošanas. Lejupvērstā taisnā posma minimums ir 5× cauruļvada diametrs pirms nākamā savienojuma.
2. Novadiet trīs neatkarīgas impulsu cauruļu komplektus — 12 mm ārējais diametrs, nerūsējošais tērauds — no tā paša pieslēguma pāra uz katru raidītāju. Neizmantot kopīgu kolektoru pirms raidītāja; kopīgi kolektori izraisa vienas vietas kļūmes.
3. Visas šķidruma impulsu līnijas nolieciet uz leju, lai nodrošinātu drenāžu ar vismaz 1:12 slīpumu. Gāzes pakalpojumā nolieciet uz augšu, lai kondensāts atgrieztos caurulē. Nepareizs slīpums rada šķidruma vai gāzes kabatas un pārbīda nulli līdz pat 15 mbar.
4. Uzstādiet individuālus 3-ventiļu kolektorus pie katra raidītāja. Tas ļauj vienam raidītājam izlīdzināt un izolēt kalibrēšanai, kamēr pārējie divi paliek darbībā.

Raidītāja konfigurācija — ABB 266DSH un Bently Nevada DP

ABB 266DSH aptver diferenciālā spiediena diapazonu 0–250 mbar šai lietojumprogrammai. Iestatiet slāpēšanu uz 0,5 sekundēm — pietiekami ātri vadībai, pietiekami lēni, lai noraidītu impulsu līnijas traucējumus. Konfigurējiet izvadi HART protokolā 4-20 mA cilpā. Izmantojiet ABB HART Device Type Manager (DTM) FieldCare, lai iestatītu URL = 4 mA pie 0 mbar, URV = 20 mA pie 250 mbar. Iestatiet procesa šķidruma blīvumu raidītājā kvadrātsaknes izvilkšanai, ja DCS neveic šo aprēķinu.

Bently Nevada procesa raidītāji izmanto to pašu 4-20 mA HART saskarni. Katram no trim raidītājiem piešķiriet unikālu HART adresi (adrese 0 punktu-punktam režīmā). Garas multidrop HART cilpas ar adreses konfliktiem ir bieža lauka kļūda — vienmēr pārbaudiet adreses unikālumu ar HART komunikatoru pirms nodošanas ekspluatācijā.

1. Pieslēdziet katru raidītāju pie atsevišķas DCS analogās ieejas kartes. Neveiciet trīs raidītāju signālu multiplexēšanu caur vienu HART multiplexeru SIL novērtētām cilpām — kartes līmeņa izolācija ir obligāta.
2. Konfigurējiet DCS (piemēram, Emerson DeltaV vai ABB System 800xA), lai katram no trim izejas 4-20 mA signāliem neatkarīgi piemērotu kvadrātsaknes izvilkšanu un EU mērogošanu. Izvades vienība: standarta kubikmetri stundā (Sm³/h).
3. Iestatiet katras AI kartes ieejas diapazonu uz 3,8–20,5 mA, lai atklātu atvērtas cilpas (zem 3,8 mA) un pārsātinātas augstas (virs 20,5 mA) kļūmes. Abas situācijas nekavējoties aktivizē raidītāja kļūdas trauksmi.

Balsošanas loģika — 2oo3 signālu izvēle DCS

2-no-3 balsošana izvēlas trīs plūsmas signālu mediānu. Kad visi trīs saskan ar novirzes joslu ±5 % no diapazona, mediāna ir procesa vērtība. Kad viens raidītājs novirzās vairāk nekā 5 % no mediānas, loģika to atzīmē kā aizdomīgu, ģenerē brīdinājumu un turpina izmantot pārējo divu mediānu. Otrā raidītāja kļūme aktivizē drošības darbību — izslēgšanu vai pārrakstīšanu — jo paliek tikai viens uzticams signāls.

• Konfigurējiet novirzes joslu DCS funkcijas blokā kā inženiertehnisko vienību vērtību (piemēram, 12,5 Sm³/h pie 250 Sm³/h diapazona).
• Izvairieties no procentuālās lasījuma joslas; tā sabrūk pie nulles plūsmas un rada nepatiesas novirzes zema slodzes periodos.

1. Izveidojiet 2oo3 mediānas izvēlētāju, izmantojot DCS iebūvēto MED3 vai līdzvērtīgu funkcijas bloku. Pievienojiet visus trīs EU mērogotos plūsmas signālus bloka ieejām.
2. Pievienojiet trīs novirzes salīdzinātājus — pa vienam katrai ieejai pret mediānas izvadi. Iestatiet novirzes robežu = 12,5 Sm³/h (5 % no 250 Sm³/h diapazona).
3. Novirzes trauksmes bitus novirziet uz trauksmju pārvaldības sistēmu ar augstu prioritāti. Apzīmējiet trauksmes: FT-101A NOVIRZE, FT-101B NOVIRZE, FT-101C NOVIRZE.
4. Pārbaudiet loģiku nodošanas laikā, injicējot 4 mA vienā raidītāja kanālā un apstiprinot, ka mediāna izvēlas pārējo divu vidējo vērtību, vienlaikus ģenerējot novirzes trauksmi.

Apkope un kalibrēšana bez procesa apturēšanas

3-ventiļu kolektors pie katra raidītāja ļauj kalibrēt darbības laikā. Vienlaikus viens raidītājs izslēdzas no darbības — izlīdzina kolektoru, izolē augsta un zema spiediena portus, pieslēdz precīzu svara testeru vai atsauces spiediena avotu. Pielieto 0, 25, 50, 75 un 100 % no diapazona. ABB 266DSH precizitātes specifikācija ir ±0,04 % no rādījuma — pārbaudiet regulēšanu, ja kāds punkts novirzās vairāk nekā ±0,1 %. HART diagnostikas mainīgos pārbaudiet katras kalibrēšanas laikā: sensora temperatūra (jāpaliek diapazonā –40 līdz 85 °C), sensora kapacitāte (novirze vairāk nekā 5 pF norāda uz diafragmas bojājumu) un cilpas strāva (salīdziniet ar DCS rādījumu, lai atklātu vadu pretestības kļūdas).

Bojātas impulsu līnijas ir visbiežākā kļūmes forma āra uzstādījumos. Pārbaudiet un izpūtiet impulsu līnijas ceturksnī šķidruma pakalpojumā. Izmantojiet trīs raidītāju rādījumu atšķirību kā diagnostiku: ja viens raidītājs rāda par 15–30 mbar zemāk, kamēr pārējie divi saskan, tas norāda uz daļēju impulsu līnijas aizsprostojumu augsta spiediena portā pie attiecīgā raidītāja. Nomainiet vai izskalojiet impulsu līniju pirms raidītāja atgriešanas darbībā.

Inženiertehniskie ieteikumi

Norādiet trīskārši redundantu DP raidītāju jebkurā orifices plūsmas cilpā, kas baro SIL novērtētu drošības funkciju vai kompresora pretpūšanas vadības cilpu. Primārajai mērījumu kanālam izmantojiet ABB 266DSH — tā ±0,04 % precizitāte un HART diagnostika ir labi pārbaudīta gāzes pakalpojumā. Pievienojiet divus Bently Nevada DP raidītājus kā rezerves kanālus, īpaši, ja raidītāji atrodas kopējā plauktā ar turbīnas aizsardzības sistēmu un datu integrācija vienkāršo arhitektūru. Vienmēr novadiet impulsu līnijas neatkarīgi no orifices pieslēgumiem uz katru raidītāju. Nekad nesadaliet caurules starp diviem raidītājiem redundantu komplektā. Konfigurējiet DCS 2oo3 mediānas bloku ar fiksētu EU novirzes joslu, nevis procentu joslu. Plānojiet impulsu līniju pārbaudes ceturksnī un individuālas raidītāju kalibrēšanas reizi gadā. Investīcija trīs raidītājos nevis vienā palielina projekta izmaksas aptuveni par 2400 USD un novērš 85 000 USD stundā risku no nepatiesas izslēgšanās. Plūsmas mērīšanai kompresoru līnijās apsveriet arī ABB FSM4000 elektromagnētisko plūsmas mērītāju kā krustpārbaudes instrumentu šķidruma fāzes plūsmām.