Une raffinerie réduit le risque d’arrêts et améliore la sécurité des installations grâce aux diagnostics avancés​

Client

Grande raffinerie en Amérique du nord​​

 

Application

Détection de l’instabilité de la flamme d’un réchauffer à combustible

 

Problème

Cette raffinerie a installé des brûleurs à très faibles NOx sur ses réchauffeurs à combustible existants pour se conformer aux nouvelles réglementations sur les émissions de l’EPA (agence américaine pour la protection de l’environnement). Dans le cadre de leur conception inhérente à très faibles émissions de NOx, les brûleurs fonctionnent très pauvrement et sont constamment sur le point de s’éteindre. Par conséquent, un système de détection de l’extinction de flamme est nécessaire pour garantir que le gaz de combustion ne continue pas à être chargé dans la chambre du brûleur et ne crée pas un environnement explosif. La raffinerie souhaitait de préférence un système d’avertissement précoce afin de détecter l’instabilité de la flamme avant un arrêt complet de l’unité. ​

La raffinerie avait déjà testé deux solutions différentes pour résoudre ce problème. La première solution consistait en un détecteur optique (FIREYE) destiné à détecter la présence d’une flamme. Cette solution fonctionnait assez bien, mais son coût était prohibitif, car chaque brûleur à très faible NOx nécessitait un détecteur optique dédié pour vérifier la présence d’une flamme. Cela représentait plusieurs centaines de détecteurs pour un grand four, ce qui était trop coûteux à mettre en œuvre. ​

Le deuxième système testé par la raffinerie était un transmetteur de pression différentielle (DP) très sensible et très rapide, fabriqué par un autre fabricant. Bien que les essais en laboratoire aient donné des résultats positifs, les tests sur le terrain ont révélé une dérive importante et un manque de fiabilité. ​

L’absence d’un système d’avertissement précoce pour détecter l’instabilité de la flamme ne donnait pas aux opérateurs la possibilité de prendre des mesures correctives (c.-à-d. ajouter plus de gaz de combustion pour enrichir l’alimentation du brûleur) afin d’éviter l’arrêt du réchauffeur à combustible en cas d’extinction de la flamme. Cela augmentait le risque d’arrêts imprévus des unités, réduisait la disponibilité de l’usine et réduisait le rendement. De plus, cela augmentait également le risque pour la sécurité en raison de la possibilité de créer un environnement explosif dans le réchauffeur à combustible en cas d’extinction de la flamme. ​ ​

 

Solution

Le client a résolu ce problème en installant un transmetteur de pression Rosemount^TM 3051S doté de diagnostics avancés. Les capacités de diagnostic avancées étaient parfaitement adaptées à cette détection d’instabilité de flamme, qui nécessitait une surveillance du procédé à haute fréquence. Le transmetteur de pression Rosemount 3051S mesurait l’amplitude du bruit du procédé par échantillonnage 22 fois par seconde et fournissait une variable secondaire (écart type) pour la détection précoce de l’instabilité de la flamme. De plus, ce transmetteur est très précis et fiable, même dans les plages de basse pression, caractéristiques des pressions de tirage dans les appareils de chauffage à combustion. Un module HART® Tri-Loop a été utilisé pour fournir la variable d’écart type au système hôte existant pour une surveillance diagnostique continue de l’instabilité de la flamme. ​

Les diagnostics avancés du transmetteur de pression Rosemount 3051S ont fourni à la raffinerie un moyen viable de réduire le risque d’extinction de la flamme des brûleurs à très faible en NOx et de prévenir les arrêts imprévus du réchauffeur à combustible. En outre, cela a également réduit le risque de sécurité lié à la création d’un environnement explosif dans le réchauffeur à combustible.