A Dakota Gasification aumenta a confiabilidade da medição de nível de PD e reduz os custos de manutenção

Cliente

Dakota Gasification Company, Basin Electric Power​

Aplicação

Medição de nível para coluna de destilação de metanol e tanques principais de nível de vedação de óleo de turbina

Desafio

A instalação de gaseificação de Dakota, perto de Beulah, na Dakota do Norte, é a maior produtora de combustível sintético dos EUA. Com o carvão como matéria-prima primária, a planta cria uma ampla gama de subprodutos químicos, a maioria dos quais é usada como fertilizante, além do gás natural sintético. A planta até exporta dióxido de carbono para o Canadá via oleoduto para uso na recuperação aprimorada de petróleo nas areias betuminosas. As mudanças nos mercados de seus produtos de commodities mantiveram as pressões orçamentárias sobre a empresa, fazendo com que ela estivesse muito consciente dos custos operacionais e das áreas em que as economias podem ser realizadas.

Dada a sua localização, a instalação está sujeita a grandes oscilações sazonais de temperatura. Uma área onde essas oscilações de temperatura causam grandes problemas de manutenção é o uso de transmissores de pressão diferencial (PD) para medir o nível do líquido. Para compensar os vasos pressurizados, o lado de baixa pressão mede o espaço principal no recipiente, enviando a medição por meio de uma linha de impulso cheia de fluido, comumente conhecida como linha molhada. Temperaturas frias podem causar problemas com essas linhas de impulso. Fluidos especiais para as linhas molhadas são uma solução parcial, mas esses fluidos especiais devem ser trocados duas vezes por ano. Duas aplicações específicas ilustram o problema: a coluna de destilação de metanol e os tanques principais de nível de vedação para o óleo de turbina.

A coluna de destilação de metanol separa o metanol de um fluxo de produto misto. Ela opera a -100 °F e sob alto vácuo, portanto, esta aplicação fica abaixo da temperatura ambiente o ano todo. A torre tem muitos níveis e estágios, e manter o nível de líquido dentro de uma faixa específica é necessário para garantir a separação máxima e evitar inundações. Permitir que muito líquido se acumule na torre pode causar uma reação em cadeia e resultar em envenenamento por catalisador. A falta de confiabilidade da medição de PD fez com que a planta instalasse vários interruptores flutuantes para uso como dispositivos de mecanismo de desligamento de emergência.

​A aplicação de óleo de vedação é parte do compressor da turbina que empurra o gás sintético para fora da planta e para dentro da tubulação. O óleo deve ser mantido em um nível crítico para manter uma vedação efetiva sem arrastar óleo no fluxo de gás. Se o nível estiver muito baixo e o selo for perdido, o prédio do compressor pode ser inundado com metano.

Solução

O sistema de sensor remoto eletrônico (ERS™) Rosemount™ 3051S da Emerson fornece todos os recursos dos transmissores tradicionais de nível de PD e elimina totalmente a necessidade de linhas de capilares e de impulso. O sistema ERS calcula eletronicamente a pressão diferencial usando dois sensores de pressão ligados eletricamente. Isso fornece uma resposta mais rápida do que os sistemas tradicionais, principalmente em ambientes de baixa temperatura. Também é possível medir a pressão estática no recipiente e reportá-la como uma variável secundária.

Mesmo que existam dois transmissores, eles se comunicam entre si e todos os cálculos necessários são feitos na unidade primária, de modo que a instalação combinada aparece para o sistema de automação como uma única entrada. No entanto, ter dois transmissores permite a coleta de informações diagnósticas adicionais e informações variáveis secundárias de ambos, ampliando os conhecimentos disponíveis no processo.

A instalação dos conjuntos do sistema ERS Rosemount 3051S para essas instalações problemáticas permitiu que a Dakota Gasification melhorasse a confiabilidade e reduzisse os requisitos de manutenção e o inventário de peças sobressalentes. A necessidade de trocar o fluido das pernas molhadas sazonalmente foi eliminada, e problemas de manutenção irritantes, como rastreamento de calor irregular e linhas de impulso dobradas, agora são coisa do passado.

A planta é mais capaz de funcionar em seu modo totalmente automático sem criar soluções alternativas para instrumentação problemática. Os técnicos de manutenção não precisam gastar tanto tempo com esse equipamento crítico, permitindo que a empresa economize US$ 10.000 no primeiro mês apenas em configurações de teste para essas instalações. A empresa está implementando planos de padronização dos conjuntos de transmissores do sistema ERS Rosemount 3051S para todas as aplicações semelhantes, multiplicando a economia na planta por todo o processo.