Dakota Gasification erhöht die Zuverlässigkeit von DP-Füllstandsmessungen und reduziert die Wartungskosten

Kunde

Dakota Gasification Company, Basin Electric Power​

Anwendung

Füllstandsmessung für Methanol-Destillationskolonnen und Turbinenöldichtungen Füllstand-Hochbehälter

Herausforderung

Die Dakota Gasification Anlage nahe Beulah, North Dakota, ist der größte Hersteller synthetischer Kraftstoffe in den USA. Mit Kohle als primärem Ausgangsmaterial erzeugt die Anlage eine Vielzahl chemischer Nebenprodukte, von denen die meisten neben synthetischem Erdgas als Dünger verwendet werden. Die Anlage exportiert sogar Kohlendioxid per Pipeline nach Kanada, um es bei der verbesserten Ölgewinnung in den Teersanden zu verwenden. Veränderungen auf den Märkten für seine Rohstoffprodukte haben den Budgetdruck auf das Unternehmen aufrechterhalten, was dazu geführt hat, dass es sich der Betriebskosten und der Bereiche, in denen Einsparungen erzielt werden können, sehr bewusst ist.

Aufgrund ihrer Lage unterliegt die Anlage großen saisonalen Temperaturschwankungen. Ein Bereich, in dem diese Temperaturschwankungen erhebliche Wartungsprobleme verursachen, ist die Verwendung von Differenzdruck-Messumformern (DP) zur Messung des Flüssigkeitsfüllstands. Zur Kompensation von druckbeaufschlagten Behältern misst die Niederdruckseite den Kopfraum im Behälter und sendet den Messwert über eine flüssigkeitsgefüllte Impulsleitung, die allgemein als "nasses Bein" bekannt ist. Kalte Temperaturen können Probleme mit diesen Impulsleitungen verursachen. Spezielle Nasslegeflüssigkeiten sind eine Teillösung, aber diese speziellen Flüssigkeiten müssen zweimal im Jahr gewechselt werden. Zwei konkrete Anwendungen verdeutlichen das Problem: die Methanol-Destillationskolonne und die Druckmittler-Hochbehälter für das Turbinenöl.

Die Methanol-Destillationskolonne trennt Methanol von einem gemischten Produktstrom. Es arbeitet bei -100 ºF und im Hochvakuum, so dass diese Anwendung das ganze Jahr über unter der Umgebungstemperatur liegt. Der Turm verfügt über viele Füllstände und Stufen, und es ist notwendig, den Flüssigkeitsstand in einem bestimmten Bereich zu halten, um eine maximale Trennung zu gewährleisten und gleichzeitig eine Überflutung zu verhindern. Wenn sich zu viel Flüssigkeit im Turm ansammelt, kann dies eine Kettenreaktion auslösen und zur Vergiftung des Katalysators führen. Die Unzuverlässigkeit der Differenzdruckmessung veranlasste die Anlage zur Installation mehrerer Schwimmerschalter, die als Notabschaltungsmechanismen verwendet werden konnten.

​Die Sperrölanwendung ist Teil des Turbinenkompressors, der das synthetische Gas aus der Anlage in die Rohrleitung drückt. Das Öl muss auf einem kritischen Füllstand gehalten werden, um eine effektive Abdichtung aufrechtzuerhalten, ohne dass Öl in den Gasstrom mitgerissen wird. Wenn der Füllstand zu niedrig ist und die Dichtung verloren geht, kann das Kompressorgebäude mit Methan überflutet werden.

Lösung

Das Rosemount™ 3051S Electronic Remote Sensor (ERS)™ System von Emerson verfügt über alle Funktionen herkömmlicher Differenzdruck-Füllstandsmessumformer und macht Kapillar- und Impulsleitungen vollständig überflüssig. Das ERS-System berechnet den Differenzdruck elektronisch über zwei Drucksensoren, die über ein Elektrokabel miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht ein schnelleres Ansprechverhalten als herkömmliche Systeme, insbesondere in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen. Es ist auch möglich, den statischen Druck im Behälter zu messen und als Sekundärvariable zu melden.

Obwohl es sich um zwei Messumformer handelt, kommunizieren diese miteinander, und alle erforderlichen Berechnungen werden in der Primäreinheit durchgeführt, so dass die kombinierte Installation für das Automatisierungssystem als ein einziger Eingang erscheint. Zwei Messumformer ermöglichen jedoch die Erfassung zusätzlicher Diagnoseinformationen und sekundärer Variableninformationen von beiden Messumformern, wodurch die Einblicke in den Prozess erweitert werden.

Durch die Installation der Rosemount 3051S ERS Systemsets für diese problematischen Installationen konnte Dakota Gasification die Zuverlässigkeit verbessern und gleichzeitig die Wartungsanforderungen und den Ersatzteilbestand reduzieren. Die Notwendigkeit, die Mediumbenetzung saisonal zu wechseln, entfiel und irritierende Wartungsprobleme wie unregelmäßige Beheizung und geknickte Impulsleitungen gehören der Vergangenheit an.

Die Anlage kann besser im vollautomatischen Modus betrieben werden, ohne Problemumgehungen für problematische Instrumente zu schaffen. Da Wartungstechniker nicht so viel Zeit für diese kritischen Geräte aufwenden müssen, spart das Unternehmen innerhalb des ersten Monats 10.000 US-Dollar bei nur Test-Setups für diese Installationen. Das Unternehmen plant zur Standardisierung der Messumformersätze des Rosemount 3051S ERS Systems für alle ähnlichen Anwendungen, wodurch die Einsparungen in der gesamten Anlage vervielfacht werden können.