Dakota Gasification aumenta l’affidabilità della misura di livello DP e riduce i costi di manutenzione

Cliente

Dakota Gasification Company, Basin Electric Power​

Applicazione

Misura di livello per colonne di distillazione del metanolo e serbatoi di testa a livello di tenuta per l’olio delle turbine

Problema

La struttura di Dakota Gasification vicino a Beulah, nel North Dakota, è il più grande produttore di carburante sintetico negli Stati Uniti. Utilizzando il carbone come materia prima primaria, l’impianto crea un’ampia gamma di sottoprodotti chimici, la maggior parte dei quali viene utilizzata come fertilizzante, oltre a gas naturale sintetico. L’impianto esporta anche anidride carbonica in Canada tramite tubazioni, per l’utilizzo nel recupero migliorato del petrolio nelle sabbie bituminose. I cambiamenti nei mercati per i suoi prodotti di base hanno mantenuto le pressioni di bilancio sull’azienda, rendendola molto consapevole dei costi operativi e delle aree in cui è possibile realizzare risparmi.

Data la sua posizione, la struttura è soggetta a significativi sbalzi termici stagionali. Un’area in cui questi sbalzi termici causano ingenti problemi di manutenzione è l’uso di trasmettitori di pressione differenziale (DP) per misurare il livello del liquido. Per compensare i serbatoi pressurizzati, il lato bassa pressione misura lo spazio di carico nel serbatoio, inviando la misura attraverso una linea primaria riempita di fluido, comunemente nota come ramo bagnato. Le basse temperature possono causare problemi con queste linee primarie. I fluidi speciali per rami bagnati costituiscono una soluzione parziale, ma devono essere sostituiti due volte l’anno. Due applicazioni specifiche illustrano il problema: la colonna di distillazione del metanolo e i serbatoi di testa a livello di tenuta per l’olio delle turbine.

La colonna di distillazione del metanolo separa il metanolo da un flusso di prodotto misto. Funziona a -100 ºF e sotto vuoto elevato, pertanto questa applicazione è al di sotto della temperatura ambiente durante tutto l’anno. La torre ha molti livelli e stadi ed è necessario mantenere il livello del liquido entro un campo di lavoro specifico per garantire la massima separazione evitando allagamenti. Se si lascia accumulare troppo liquido nella torre, si può provocare una reazione a catena e la contaminazione del catalizzatore. L’inaffidabilità della misura DP ha indotto i responsabili dell’impianto a installare più interruttori a galleggiante da utilizzare come dispositivi del meccanismo di arresto di emergenza.

​L’applicazione con olio di tenuta fa parte del compressore a turbina che spinge il gas sintetico fuori dall’impianto e nella tubazione. L’olio deve essere mantenuto a un livello critico per mantenere una tenuta efficace senza trasferire olio nel flusso di gas. Se il livello è troppo basso e la tenuta viene interrotta, l’edificio del compressore può essere inondato di metano.

Soluzione

Il sistema di sensori elettronici remoti (ERS™) Rosemount™ 3051S di Emerson offre tutte le funzionalità dei trasmettitori di livello DP tradizionali ed elimina completamente la necessità di linee capillari e primarie. Il sistema ERS calcola elettronicamente la pressione differenziale utilizzando due sensori di pressione collegati tra loro elettricamente. Ciò consente di ottenere una risposta più rapida rispetto ai sistemi tradizionali, in particolare in ambienti a basse temperature. È inoltre possibile misurare la pressione statica nel serbatoio e riportarla come variabile secondaria.

Anche se i trasmettitori sono due, questi comunicano tra loro e tutti i calcoli necessari vengono eseguiti nell’unità primaria; in tal modo l’installazione combinata appare al sistema di automazione come un singolo ingresso. Tuttavia, la presenza di due trasmettitori consente di raccogliere ulteriori informazioni diagnostiche e variabili secondarie da entrambi, ampliando le informazioni disponibili sul processo.

L’installazione dei set del sistema ERS Rosemount 3051S per queste installazioni problematiche ha consentito a Dakota Gasification di migliorare l’affidabilità, riducendo al contempo i requisiti di manutenzione e l’inventario delle parti di ricambio. La necessità di cambiare stagionalmente il fluido del ramo bagnato è stata eliminata e fastidiosi problemi di manutenzione come la tracciatura elettrica irregolare e l’attorcigliamento delle linee primarie sono ormai un lontano ricordo.

L’impianto è in grado di funzionare meglio in modalità completamente automatica senza dover creare soluzioni alternative per la strumentazione problematica. I tecnici di manutenzione non devono dedicare così tanto tempo a queste apparecchiature critiche, il che ha consentito all’azienda di risparmiare $ 10.000 entro il primo mese solo sulle configurazioni di prova per queste installazioni. L’azienda sta implementando piani per standardizzare i set di trasmettitori del sistema ERS Rosemount 3051S per tutte le applicazioni simili, moltiplicando i risparmi in tutto l’impianto.