Kraftwerksunternehmen nutzt Rosemount™ Wireless Monitoring, um Stromausfälle zu verhindern
ERGEBNISSE
- Kein Stromausfall seit 2010
- Einsparungen bis zu 1 250 000 USD/Jahr
- Keine Unterbrechung des bestehenden Betriebs
- Schwingungssensoren überwachen Motoren
"Das Unternehmen erlitt einen Verlust von einer Viertelmillion Dollar, wenn die Anlage ausfiel und sie wieder hochgefahren werden musste, weil wir die Temperaturen nicht kontinuierlich überwachten."
Mess- und Regelungssupervisor, Energieversorgungsunternehmen
Rosemount 648 Wireless Temperaturmessumformer Messen der Raumtemperatur im Maschinenhaus zum Frostschutz
Dieser Messumformer überwacht die Füllstandsanzeigen im Außenbereich der Trommel und bietet gleichzeitig eine Sichtverbindung für die kabellosen Gebäude-Freeze-Messumformer. Diese Messumformer befinden sich über 600 Fuß entfernt in dem weißen Gebäude im Hintergrund.
Rosemount Ammoniak-Durchflussmessgerät für die NOx-Regelung. Das verdrahtete Signal (4-20 mA) liefert das Signal für die Durchflussregelung. Der THUM Adapter überträgt die verbleibenden von Micro Motion bereitgestellten Prozess- und Diagnoseinformationen an das Datenverarbeitungssystem der Anlage.
"Wir können drahtlose Instrumente an jeder Ausrüstung anbringen, die die Leute jetzt manuell betrachten."
Diese Messumformer wurden als Ersatz für den 1000-ft. 20-paariges Thermoelementkabel, das ausgefallen ist. Mit dem vorhandenen Wireless-System konnte die schnelle Wiederinbetriebnahme ohne den sofortigen Austausch des Kabels erfolgen.
Kunde
Ein Energieversorgungsunternehmen im Nordosten der Vereinigten Staaten.
Anwendung
Fernüberwachung von Windkraftanlagen, Kesseltrommeln und Gebäuden zum Frostschutz.
Herausforderung
Das Unternehmen erlebte jeden Winter bis zu fünf Stromausfälle bei kaltem Wetter, wenn die Ausrüstung einfror. Wenn die Stromversorgung der Anlage ausfiel und wieder hochgefahren werden musste, konnte dies bis zu 250.000 USD kosten, weil das Unternehmen die Temperatur nicht überwachte. Die Installation verkabelter Instrumente war zu teuer, aber Wireless Temperaturmessumformer lösten das Problem. Die Erstinstallation von fünf Wireless-Temperaturmessumformern funktionierte so gut, dass das Unternehmen nun mehr als 60 Wireless-Geräte zur Messung von Temperatur, Druck, Durchfluss, Vibrationen und Füllstand in der gesamten Anlage installiert hat. Das Kraftwerk ist eine 60 Jahre alte Anlage, verfügt nur über begrenzte bestehende Instrumente und Kabel für neue Instrumente sind nicht ohne weiteres verfügbar. Die Installation von kabelgebundenen Messumformern und deren unterstützender Infrastruktur war zu teuer. Die Anlage ist riesig und musste die Temperatur in mehreren weit verbreiteten Turbinengebäuden messen. Erschwerend kam hinzu, dass zwei nicht von Emerson stammende Leitsysteme und ein gemeinsames Datenverarbeitungssystem (DHS) für den Rest des Anlagenbetriebs vorhanden waren.
Lösung
Bei der Erstinstallation wurden fünf Rosemount 648 Wireless Temperaturmessumformer und ein Emerson 1420 Gateway verwendet. Der Modbus-Ausgang® des Gateways vereinfachte die Verbindung mit dem DHS. Das Kraftwerk überwacht nun kontinuierlich abgelegene Turbinenstationen, externe Messumformer für den Füllstand der Kesseltrommeln und entfernt gelegene Gebäudetemperaturen zum Schutz vor Frost. Die Messumformerdaten werden über das Gateway an das DHS weitergeleitet, wo sie live überwacht, Trends erstellt und Alarme ausgeben können. Die Echtzeitüberwachungsfunktion kombiniert mit der an die Messwarte gesendeten Alarmfunktion ermöglicht dem Bediener, Korrekturmaßnahmen zur Vermeidung eines Ereignisses zu ergreifen.
Das gleiche Gateway dient nun dem Anschluss von 60 zusätzlichen WirelessHART® Geräten an das Leitsystem zur Überwachung des Maschinenzustands. Zu diesen Geräten gehören Rosemount 3051S Druckmessumformer, Rosemount 648 Wireless Temperaturmessumformer, CSI 9420 Vibrationsmessumformer, Differenzdruckmessumformer und Micro Motion™ Coriolis Durchflussmessumformer. Emerson Wireless THUM-Geräte™ werden an verschiedenen verdrahteten 4-20 mA-Messumformern installiert, um deren 2- oder 4-Leiter-4-Leiter 4-20 mA HART-Signale® in WirelessHART umzuwandeln. THUM-Adapter können außerdem als eigenständige Repeater-Geräte installiert werden, um das Wireless-Netzwerk in der gesamten Anlage zu erweitern. "Die Emerson THUM Wireless-Geräte sind so flexibel, dass ich sie sogar an nicht verkabelten Geräten einsetze", sagte der Instrumentation and Control Supervisor des Kraftwerks. "Ein Beispiel ist ein HART-konformer Messumformer mit geführter Mikrowelle an einem Flugaschetank."
Das Kraftwerk hat gerade ein Wireless-Füllstandsmessgerät Rosemount 3308 nach dem Messprinzip "Geführte Mikrowelle" für einen Zündöltank gekauft, um manuelle Begehungen zu ergänzen. "Wir werden ständig Personal brauchen, um Geräte zu überwachen, aber die Wireless-Geräte von Emerson senden die Daten an einen Bildschirm in der Messwarte, den wir vorher nicht hatten", stellt der I& C Vorgesetzter. "Wir können drahtlose Instrumente an jeder Ausrüstung anbringen, die die Mitarbeiter heute manuell betrachten. Anstatt alle sechs Stunden Zahlen aus einer manuellen Runde zu erhalten, sind diese Daten jetzt in Echtzeit und kontinuierlich verfügbar. Wenn ich wissen will, was sich im Tank befindet, kann ich mich einloggen und nachsehen. Es ist alles auf Abruf verfügbar. Ich betrachte Wireless als Hilfestellung und als "Traumblatt"-Informationen. Jetzt, mit Wireless, kann ich diese Informationen zu einem vernünftigen Preis bekommen."
Das Kraftwerk hat viele Motoren – einige bis zu 1500 PS – die keine Vibrationsüberwachungssonden haben. Außerdem verfügt sie über hunderte andere Geräte, bei denen Temperatur-, Druck- und andere Sensordaten nützlich wären. Die I& C Supervisor hat eine einzigartige Methode entwickelt, um zu entscheiden, wo die Installation von Wireless-Monitoren gerechtfertigt ist. "Ich bin in der Lage, jedes HART-fähige Gerät an das Gateway anzuschließen und diese Informationen im DHS der Anlage aufzuzeichnen. Wenn das Engineering Leistungsverbesserungen anstrebt und eine kurzfristige Überwachung erfordert, verwende ich das Emerson Wireless-Setup, um diese Informationen an das DHS der Anlage zu übertragen", sagt er. Das Wireless-Setup wird nun zu einem Tool für die Störungsanalyse und -beseitigung, wenn bei unüberwachten Geräten oder Bereichen zeitweilig auftretende oder anderweitig ungewöhnliche Probleme auftreten.
Geschäftsergebnisse
"Die Verwendung von Wireless kostet mich 2500 bis 3500 US-Dollar pro Messpunkt im Vergleich zu 10.000 bis 15.000 US-Dollar für eine kabelgebundene Version", erklärt er. "Ein Instrument für 10.000 bis 15.000 US-Dollar zu investieren, ist schwer zu rechtfertigen. Und wenn diese Informationen nicht ständig als 100 Prozent notwendig erachtet werden, sind 10.000 US-Dollar eine Menge Geld für Daten, die wir seit 30 Jahren nicht mehr hatten. Der Einbau eines drahtlosen Geräts, das für 2500 bis 3500 US-Dollar pro Punkt bewegt werden kann, ist jedoch viel machbarer. Wenn sich die Daten als wichtig genug erweisen, ziehen wir in Betracht, die Installation dauerhaft zu machen. Ich habe Temperatur-, Druck- und Vibrations-Setups, die überall und jederzeit installiert werden können. Sie erstatten meinem SCADA-System Bericht, und wir werten die Ergebnisse aus."
Die Installation der drahtlosen Messumformer war von der ersten Installation im Jahr 2010 an ein Erfolg. "Seitdem sind viele Alarme bei uns eingegangen, und wir können Probleme jetzt identifizieren, bevor ein Gerät einfriert", erklärt I& C Vorgesetzter. "Die Temperaturmessumformer sind jetzt seit fünf Wintern in Betrieb, hatten also viel Laufzeit. Wir fangen kleine Probleme auf, bevor sie zu großen Problemen werden."
Seit der Erstinstallation im Jahr 2010 hat das Kraftwerk keine frostbedingten Abschaltungen erlitten. "Bei fünf möglichen Fahrten pro Jahr, abhängig von der Strenge des Winters, und wobei jede Fahrt 250.000 US-Dollar kostet, sind das Einsparungen von bis zu 1.250.000 US-Dollar pro Jahr", sagt er.