Kako uštedeti novac na postrojenjima za proizvodnju industrijske pare?

29 Jul Kako uštedeti novac na postrojenjima za proizvodnju industrijske pare?

Na svakom postrojenju za proizvodnju industrijske pare nalazi se veliki broj odvajača kondenzata. To je automatski ventil koji se povremeno kratkotrajno otvara i ponovo zatvara. Njegov zadatak je da ukloni kondezovanu vodenu paru iz sistema cevovoda. Pri izbacivanju kondenzata treba da minimizuje količinu pare koja izadje zajedno sa njim. Kada radi neispravno može se naći u jednom od dva stanja: stalno zatvoren i stalno otvoren.

Ukoliko je odvajač neispravan i stalno zatvoren kondenzat se zadržava u prostoru vodene pare i smanjuje protočni kapacitet parovoda i termički kapacitet opreme koja koristi paru. Pored toga, višak kondenzata može da izazove havariju na postrojenju.

Neispravni odvajači kod kojih je prigušni otvor stalno otvoren, propuštaju paru i bespotrebno troše energiju. Da bi potrošači dobili istu količinu pare, potrebno je potrošiti mnogo više goriva za njenu proizvodnju.

Pored odvajača kondenzata, na postrojenju se uvek nalazi veliki broj sigurnosnih ventila čiji je zadatak da ograniči pritisak u cevovodima, posudama i drugim mestima gde je bitno da pritisak ne predje određenu vrednost i time spreči havariju. Pri svakom aktiviranju sigurnosnih ventila oslobadja se neka količina pare u atmosferu.

Svako ko upravlja postrojenjima za proizvodnju industrijske pare treba da postavi sebi dva pitanja:

• Koliko novca je bespotrebno potrošeno na proizvodnju pare koja je prošla kroz neispravne odvajače kondenzata i kroz aktivirane sigurnosne ventile?
• Da li bismo mogli kontinualno da pratimo ispravnost odvajača kondenzata i aktiviranje sigurnosnih ventila i pomoću tih informacija uštedimo novac?

Procena uštede
Na sajtu Emerson Process Management-a može se naći procena o prosečnom godišnjem utrošku novca na neispravnom odvajaču kondenzata. Data je tabela zavisnosti pritiska u cevovodu i njegovog prečnika. Vidimo da su na malim pritiscima i malim cevovodima troškovi mali, ali sa njihovim porastom drastično rastu i troškovi. Ovde se, takođe, mogu videti troškovi redovne kontrole opreme koja se vrši jednom godišnje.

Slika 1 – Emerson kalkulacija troškova

U ovim računicama se ne nalaze troškovi havarija koje mogu nastati neispravnim radom odvajača kondezata, a koji svakako nisu zanemarljivi.

Emerson Process Management je posvetio mnogo vremena ovom problemu i našao rešenje u vidu novog proizvoda Rosemount 708 Wireless Acoustic Transmitter-a koji detektuje aktiviranje sigurnosnih ventila i nadzire rad odvajača kondenzata.

Slika 2 – Rosemount 708 Wireless Acoustic Transmitter

Jedan od primera velike uštede je postrojenje u industriji hrane u Sjedinjenim Američkim Državama. Postavljeno je 100 novih uređaja i ustanovljeno je da 22% odvajača kondenzata ne radi ispravno. Ranije je za njihovo proveravanje ispravnosti rada bilo neophodno sat vremena po mestu, a to je ukupno 100 sati da bi se svi ispitali. Takodje je ustanovljeno da je 12.5% odvajača zaslužno za 38% gubitka vodene pare. Postavljanjem novih uredjaja ostvarena je ušteda od 301 108 $ za godinu dana.

Princip rada
Rosemount 708 Wireless Acoustic Transmitter poseduje dva senzora: termoparov senzor za temperaturu i ultrazvučni senzor koji se nalaze u ‘’nozi’’ transmitera. Meri se temperatura cevi i zvučni signal u njoj. Za detekciju aktiviranja sigurnosnih ventila koristi se samo informacija sa ultrazvučnog senzora, dok se za nadzor rada odvajača kondezata koriste oba merenja. ‘’Noge’’ transmitera treba da budu u direktnom kontaktu sa cevima, pod svim uslovima, ali taj kontakt ne mora da bude idealan da bi uređaj ispravno radio. Pored informacije o temperaturi, sa njega možemo očitati vrednost brojača koji predstavlja relativnu meru amplitude zvučnog signala. Senzor ima najveću osetljivost u fekventnom opsegu od 35 kHz do 45 kHz, koji se često naziva ’’akustičnim’’ opsegom.

Za detekciju aktiviranja sigurnosnih ventila prate se vrednosti brojača i svaki nagli porast se detektuje kao njegovo aktiviranje. Okolina u kojoj se on nalazi može biti manje ili više bučna, pa se iz tog razloga može podešavati granična vrednost merenja do koje se smatra da se ventil nije otvorio.

SteamLogic je softver koji služi za nadzor rada odvajača kondenzata. Neophodno je uneti parametre pare i tip odvajača kako bi se detektovalo u kom stanju se on nalazi. Podržani su razni tipovi: sa bimetalnim pločicama, sa diskom, sa termokapsulom, sa plovkom… Na osnovu unetih podataka i odredjenog algoritma koji je Emerson Process Management patentirao, softver registruje tri stanja : ispravan, hladan i neispravan. Stanje ’’hladan’’ se javlja kada temperatura padne ispod očekivane koju je SteamLogic izračunao, a stanje ’’neispravan’’ kada zvučni signal predje graničnu vrednost. Normalan rad se odlikuje kratkotrajnim periodičnim ispuštanjem kondenzata pri čemu se vrednost brojača analogno menja. Proizvodjač garantuje da korisnik neće imati lažne informacije o neispravnom radu odvajača jer se promene u vrednosti brojača u ispravnom i neispravnom radu veoma razlikuju, što se vidi na slikama.

Slika 3 – SteamLogic softver

Slika 4 – Ispravan rad odvajača kondenzata

Slika 5 – Neispravan rad odvajača kondenzata

Jednostavan i jeftin način ugradnje
Ugradnja novog uređaja može da oduzme puno vremena i da bude komplikovana, pogotovo ako treba seći cevi i obučiti osoblje da rukuje njime. Sa Emerson-ovim 708 transmiterom nema tih problema, jer se ugrađuje brzo i jednostavno, a posebni treninzi za njegovo rukovanje nisu potrebni. Nema potrebe za sečenjem cevi, već se prosto šelnom vezuje za cevovod. Dimenzije su mu male, lagan je, pa se može postaviti i na manje pristupačna mesta.

Slika 6 – Načini ugradnje

Ovaj uređaj komunicira sa upravljačkim sistemom pomoću WirelessHART protokola. Ovim se dobilo na uštedi novca i vremena prilikom ugradnje, jer nije potrebno razvlačiti nove kablove i praviti nove trase. Takodje, njihovim postavljanjem u već uspostavljenu WirelessHART mrežu postiže se veća brzina i bolja povezanost drugih uredjaja koji se nalaze u ovoj ‘’samoorganizujućoj’’ mreži. Kao i svaki wireless uređaj, eksterno napajanje nije potrebno, već poseduje bateriju koja može trajati i do 10 godina.

Ivdam Process Control, kao generalni zastupnik Emerson Process Managemet-a, uspešno je pustio u rad ove uređaje u Rafineriji Novi Sad i Rafineri Pančevo, čime je u njima otpočeo proces povećanja energetske efikasnosti.