Dakota Gasification aumenta la confiabilidad de la medición de nivel por DP y reduce los costos de mantenimiento

Cliente

Compañía de gasificación de Dakota, Basin Electric Power​

Aplicación

Medición de nivel para tanques de columna de destilación de metanol y de cabeza de sello de aceite de turbina

Desafío

La planta de Dakota Gasification cerca de Beulah (Dakota del Norte) es el mayor productor de combustibles sintéticos de los Estados Unidos. Al tener carbón como materia prima principal, la planta crea una amplia gama de subproductos químicos, la mayoría de los cuales se utilizan como fertilizante, además del gas natural sintético. La planta incluso exporta dióxido de carbono a Canadá a través de oleoductos para su uso en la recuperación mejorada de petróleo en las arenas bituminosas. Los cambios en los mercados para sus productos básicos han mantenido las presiones presupuestarias sobre la empresa, lo que hace que sea muy consciente de los costos operativos y las áreas donde se pueden obtener ahorros.

Dada su ubicación, la instalación está sujeta a importantes cambios de temperatura estacionales. Un área donde estas variaciones de temperatura causan graves problemas de mantenimiento es el uso de transmisores de presión diferencial (DP) para medir el nivel de líquido. Para compensar los recipientes presurizados, el lado de baja presión mide el espacio del cabezal en el recipiente y envía la medición a través de una línea de impulsión llena de líquido comúnmente conocida como columna húmeda. Las bajas temperaturas pueden ocasionar problemas con estas líneas de impulsión. Los líquidos especiales para la columna húmeda son una solución parcial, pero estos líquidos especiales deben cambiarse dos veces al año. Dos aplicaciones específicas ilustran el problema: la columna de destilación de metanol y los tanques de cabeza de nivel de sello para el aceite de la turbina.

La columna de destilación de metanol separa el metanol de un flujo de producto mezclado. Funciona a -100 ºF y en vacío alto, por lo que esta aplicación está por debajo de la temperatura ambiente durante todo el año. La torre tiene muchos niveles y etapas, y es necesario mantener el nivel de líquido dentro de un rango específico para garantizar la máxima separación y evitar inundaciones. Permitir que se acumule demasiado líquido en la torre puede provocar una reacción en cadena y provocar el envenenamiento del catalizador. La falta de confiabilidad de la medición de DP provocó que la planta instalara varios interruptores flotantes para usarlos como dispositivos de mecanismo de apagado de emergencia.

​La aplicación de aceite de sello es parte del compresor de la turbina que impulsa el gas sintético fuera de la planta y dentro de la tubería. El aceite debe mantenerse en un nivel crítico para mantener un sellado eficaz sin que arrastre aceite en la corriente de gas. Si el nivel es demasiado bajo y se pierde el sello, el edificio del compresor puede inundarse de metano.

Solución

El sistema de sensores electrónicos remotos (ERS)™ Rosemount™ 3051S de Emerson ofrece todas las capacidades de los transmisores de nivel de presión diferencial tradicionales y elimina por completo la necesidad de capilares y líneas de impulso. El sistema ERS calcula la presión diferencial de forma electrónica mediante el uso de dos sensores de presión unidos entre sí con un cable eléctrico. Esto proporciona una respuesta más rápida que los sistemas tradicionales, particularmente en entornos de baja temperatura. También es posible medir la presión estática en el recipiente y notificarla como una variable secundaria.

Aunque son dos transmisores, éstos se comunican entre sí y todos los cálculos necesarios se realizan en la unidad primaria, por lo que la instalación combinada aparece ante el sistema de automatización como una sola entrada. Sin embargo, tener dos transmisores permite recopilar información adicional de diagnóstico y de variables secundarias de ambos, extendiendo los conocimientos disponibles dentro del proceso.

La instalación de los juegos del sistema Rosemount 3051S ERS para estas instalaciones problemáticas permitió que Dakota Gasification mejore la confiabilidad, al mismo tiempo que redujo los requisitos de mantenimiento y el inventario de piezas de recambio. La necesidad de cambiar el líquido de las piernas mojadas estacionalmente se eliminó y los molestos problemas de mantenimiento, como el rastreo de calor errático y las líneas de impulso torcidas ya son cosa del pasado.

La planta puede funcionar mejor en su modo totalmente automático sin crear soluciones alternativas para instrumentos problemáticos. Los técnicos de mantenimiento no tienen que dedicar tanto tiempo a este equipo crítico, lo que permite a la empresa ahorrar $10.000 en el primer mes solo en configuraciones de prueba para estas instalaciones. La compañía está implementando planes para estandarizar los juegos de transmisores del sistema Rosemount 3051S ERS para todas las aplicaciones similares, multiplicando los ahorros en toda la planta.