دراسة حالة تاتا ستيل: استبدال جهاز Jaquet FT3000 القديم بنظام SpeedSys 200 الحديث للكشف عن السرعة الزائدة

استبدال جهاز Jaquet FT3000 القديم بنظام SpeedSys 200 الحديث للكشف عن السرعة الزائدة

أثناء عملية الفرن العالي في شركة تاتا ستيل، تنطلق غازات تحتوي على قدر كبير من الطاقة. تُستخدم هذه الغازات لتشغيل التوربين التمددي الغازي (الموسع)، الذي يقوم بدوره بتشغيل مولدين. يُعد استخدام الطاقة المخزنة في الغازات الزائدة طريقة فعالة من حيث التكلفة لإعادة استخدام هذه الغازات، التي لولا ذلك لما كانت تخدم أي غرض آخر. ولذلك، فإن الموسع والمولدين لهما وظيفة مهمة في هذه العملية.

التحدي

لاحظت شركة تاتا ستيل مشكلة في أحد مستشعرات السرعة، الذي يُعد جزءًا من نظام الحماية من السرعة الزائدة. طُلب من شركة Istec استبدال جميع مستشعرات السرعة في التكوين 2oo3 بمستشعرات سرعة جديدة تعمل بتأثير هول، يلي ذلك اختبار وتحقق من نظام الكشف عن السرعة الزائدة (ODS) ومستشعرات السرعة الجديدة.

خلال هذه الاختبارات، أظهر نظام ODS سلوكًا غير طبيعي ولم يكن يعمل كما ينبغي. لم يكن من الواضح من أين نشأ خلل نظام ODS. ترك هذا شركة Tata Steel أمام خيارين: إما فحص نظام السرعة الزائدة بالكامل، بما في ذلك الأسلاك الداخلية ووظائفه (1)، أو استبدال النظام بأكمله بنظام ODS جديد (2).

نظرًا لتوقف الشركة المصنعة (Jaquet) عن إنتاج نظام ODS FT3000 وعدم توفر قطع الغيار بعد الآن، قررت شركة Tata Steel استبدال نظامها الحالي وشراء وتنفيذ نظام ODS حديث: Istec SpeedSys 200.

 

الشكل 1. التوربين التمددي الغازي الذي يشغل مولدين باستخدام الغازات الزائدة الناتجة عن عملية الفرن العالي.

ونظرًا لأن فترات التوقف عن العمل ( downtime ) مكلفة، فقد كان من الضروري اتباع عملية سريعة؛ التسليم في غضون أسبوع، والهندسة في غضون يوم واحد، والتركيب في غضون يوم واحد. ورغم أن هذا يمثل تحديًا كبيرًا، إلا أن Istec تمتلك القدرات والإمكانيات الداخلية اللازمة للقيام بذلك.

فضلت شركة تاتا ستيل حلاً بديلاً يقلل التعديلات اللازمة على البنية التحتية إلى الحد الأدنى، الأمر الذي تطلب القليل من الهندسة المخصصة من قبل متخصصينا.

الحل

لتسهيل الأعمال الهندسية المطلوبة، قامت شركة Istec برسم خريطة للأجهزة الحالية، بما في ذلك كل مستشعر وجميع المدخلات والمخرجات، بالإضافة إلى جميع وظائف (السلامة) لنظام ODS الحالي.

النظام القديم

تم تكوين نظام FT3000 القديم بالبطاقات التالية مقاس 19 بوصة:

  • ثلاث بطاقات FTFU3024 للكشف عن السرعة الزائدة
  • بطاقة إخراج تناظرية FTW3013 إلى PLC/DCS
  • وحدة اتصال FTK3072 متصلة بجهاز كمبيوتر شخصي

 

الشكل 2. تكوين نظام FT3000 القديم الذي كان بحاجة إلى حل بديل.

تم توصيل مصدر الطاقة 24 فولت تيار مستمر مباشرةً بالجزء الخلفي من الحامل. ولم يتم استخدام أي مرشحات أو مصادر طاقة إضافية.

النظام الجديد

تم استبدال جهاز FT3000 بنظام SpeedSys 200 من طراز 2oo3. تم تجهيز مجموعة السكة DIN كما هو موضح في الصورة أدناه على لوح ألومنيوم مقاس 19 بوصة في ورشتنا، مما يسمح بتركيب سريع وسهل في الحامل الموجود مقاس 19 بوصة، حيث كان نظام FT3000 مثبتًا سابقًا. يغطي هذا التثبيت جميع الوظائف الأساسية لجهاز FT3000 القديم الذي تم استبداله.

الشكل 3. تركيب نظام ODS الجديد الذي يتألف من مصدر طاقة SELV معزول كهربائيًا (1)، وتوزيع مزدوج للطاقة بجهد 24 فولت لإتاحة إمكانية التكرار (2)، وثلاث وحدات SpeedSys 200، موصولة سلكيًا لتشكيل هيكل تصويت 2oo3 (3).

النتائج المتوقعة

  • توفير ودعم شاملين لأجهزة قياس السرعة وتركيبها
  • هندسة مخصصة من قبل متخصصي Istec
  • يغطي الإصدار الجديد جميع الوظائف الأساسية للإصدار السابق
  • استكشاف الأعطال وإصلاحها بسرعة، والتسليم، والتركيب، والتشغيل.

التأثير

يتوافق تركيب SpeedSys 200 الجديد مع متطلبات شركة Tata Steel، حيث يتميز بجميع الوظائف الأساسية لنظام ODS السابق دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة في البنية التحتية. هذا التركيب ذو التأثير المنخفض حاصل على شهادة SIL 2 حسب التصميم، وليس بناءً على إثبات فعاليته أثناء الاستخدام، مما يجعل فترة الاختبار المطلوبة أطول بكثير من تركيب FT3000 السابق. يمكن الآن لتوربين التمدد الغازي أن يعمل بأمان دون تدخل من نظام أمان معطل.