Una refinería redujo el riesgo de paradas y mejoró la seguridad de la planta con diagnósticos avanzados​

Cliente

Importante refinería en Norteamérica​​

 

Aplicación

Detección de inestabilidad de la llama en calentadores de combustión directa

 

Desafío

Esta refinería instaló quemadores de ultrabajas emisiones de NOx en sus calentadores de combustión directa existentes para cumplir con las nuevas regulaciones de emisiones de la Agencia de Protección Ambiental (EPA). Como parte del diseño inherente de emisiones ultrabajas de NOx, los quemadores funcionan con una mezcla muy pobre y se mantienen constantemente al borde de la extinción de la llama. Por lo tanto, se requiere un sistema de detección de extinción de la llama para garantizar que no se continúe suministrando gas combustible a la cámara del quemador, lo que evita la creación de un entorno explosivo. Como preferencia, la refinería quería un sistema de advertencia temprana para detectar la inestabilidad de la llama antes de una parada completa de la unidad. ​

La refinería ya había intentado dos soluciones distintas para resolver este problema. La primera solución fue un detector óptico (FIREYE) para detectar la presencia de una llama. Esta solución funcionó razonablemente bien, pero tuvo un coste prohibitivo, ya que cada quemador de bajas emisiones de NOx requería un detector óptico específico para garantizar la presencia de una llama. Esto equivalía a varios cientos de detectores en un horno grande y su implementación resultaba demasiado costosa. ​

El segundo sistema que probó la refinería fue un transmisor de presión diferencial (DP) de otro fabricante, muy sensible y muy rápido. Aunque las pruebas del taller fueron positivas, en las pruebas de campo reales se observaron grandes desviaciones y falta de fiabilidad. ​

La ausencia de un sistema de advertencia temprana para detectar la inestabilidad de la llama no les brindaba a los operadores ninguna oportunidad de tomar medidas correctivas (p. ej., agregar más gas combustible para enriquecer la alimentación del quemador) para evitar la parada del calentador de combustión directa ante una situación de extinción de la llama. Esto aumentaba el riesgo de paradas imprevistas de la unidad, disminuía la disponibilidad de la planta y reducía el rendimiento. Además, aumentaba el riesgo para la seguridad debido a la posibilidad de crear un entorno explosivo en el calentador de combustión directa durante una condición de extinción de la llama. ​ ​

 

Solución

El cliente resolvió este problema con la instalación de un transmisor de presión Rosemount^TM 3051S con diagnósticos avanzados. La capacidad de los diagnósticos avanzados era adecuada para detectar la inestabilidad de la llama, que requería una monitorización del proceso a alta frecuencia. El transmisor de presión Rosemount 3051S midió la amplitud del ruido del proceso mediante un muestreo de 22 veces por segundo y proporcionó una variable secundaria (desviación estándar) para la detección temprana de la inestabilidad de la llama. Además, este transmisor es muy preciso y fiable, incluso en los rangos de presión baja, típicos de las presiones de tiro en los calentadores de combustión directa. Se utilizó el dispositivo HART® Tri-Loop para proporcionar la variable de desviación estándar al sistema host obsoleto para la monitorización continua con diagnóstico de la inestabilidad de la llama. ​

La capacidad avanzada de diagnóstico del transmisor de presión Rosemount 3051S proporcionó a la refinería un medio viable para reducir el riesgo de extinción de la llama del quemador de emisiones bajas de NOx y evitar paradas imprevistas del calentador. Además, esto contribuyó a la seguridad al reducir el riesgo de generar un entorno explosivo en el calentador de combustión directa.