In una cartiera, i servizi ausiliari e i sistemi di supporto all’impianto attirano raramente l’attenzione finché non iniziano a limitare la produzione. I sistemi di vuoto, le pompe di servizio e di processo, i compressori, le turbine a vapore e i grandi ventilatori di aspirazione e di scarico forniscono l’energia, il flusso d’aria, il vuoto e la gestione dei fluidi che consentono alla macchina continua e ai processi di preparazione dell’impasto di funzionare entro i limiti previsti. Quando questi sistemi iniziano a non funzionare più correttamente, gli effetti si fanno sentire in tutto lo stabilimento sotto forma di ridotta stabilità, perdite di efficienza o ridimensionamento forzato della potenza.
A differenza della macchina per la produzione della carta stessa, le utenze e le risorse BoP sono in genere distribuite in tutto il sito. Esse includono pompe per condensa, pompe per acqua bianca, pompe per acqua di raffreddamento, pompe per ventilatori, pompe per il trattamento dei rifiuti, pompe dosatrici di prodotti chimici, compressori d’aria, turbine a vapore e ventilatori ID e FD. Presi singolarmente, molti di questi macchinari sono classificati come di media criticità, ma nel loro insieme determinano l’affidabilità complessiva dell’impianto. Dal punto di vista dell’affidabilità degli asset, il monitoraggio delle condizioni tramite vibrazioni offre un modo pratico per mantenere la visibilità su questo parco macchine ampio e diversificato.
Le utenze e le apparecchiature BoP nelle cartiere operano in condizioni altamente variabili. Le pompe sono soggette a variazioni di portata, pressione e composizione del fluido. I sistemi di aspirazione e gli aspiratori rispondono continuamente alle esigenze di processo, alle impostazioni delle cappe e alle condizioni ambientali. I compressori e le turbine a vapore funzionano con carichi fluttuanti al variare dei ritmi di produzione e della domanda energetica.
Queste condizioni accelerano i comuni meccanismi di degrado quali l’usura dei cuscinetti, il disallineamento, lo squilibrio, l’allentamento e le vibrazioni di origine idraulica nelle pompe. Sono comuni anche l’incrostazione delle giranti e delle pale dei ventilatori, i problemi di lubrificazione e l’usura dei giunti. Poiché questi cambiamenti si sviluppano gradualmente, spesso non sono visibili nelle misurazioni di processo fino a quando le prestazioni non si sono già deteriorate.
La difficoltà pratica è la scala. Le cartiere gestiscono in genere decine o addirittura centinaia di impianti di servizio distribuiti tra stazioni di pompaggio, sale ventilatori ed edifici di servizio. Le misurazioni delle vibrazioni lungo i percorsi richiedono molto tempo e sono spesso incoerenti a causa delle mutevoli condizioni operative. I sensori semplici possono indicare che qualcosa è cambiato, ma raramente forniscono il contesto diagnostico necessario per decidere quale azione sia richiesta. Di conseguenza, i team di manutenzione spesso individuano i problemi in ritardo, quando si sono già verificati danni secondari o ripercussioni sulla produzione.
Perché il monitoraggio delle vibrazioni è importante per le utility e gli asset BoP
Il monitoraggio delle vibrazioni è particolarmente efficace per le utility e le apparecchiature di balance-of-plant poiché la maggior parte delle modalità di guasto critiche si sviluppa a livello meccanico molto prima che si verifichi un guasto funzionale. I cambiamenti nel comportamento delle vibrazioni spesso precedono la perdita di efficienza, livelli di vuoto instabili, una ridotta capacità di raffreddamento o un aumento del consumo energetico.
Nelle pompe di servizio e di processo, il monitoraggio delle vibrazioni supporta il rilevamento precoce del degrado dei cuscinetti, del disallineamento, dell’allentamento e di problemi idraulici quali la cavitazione o il ricircolo. Per le pompe per vuoto e i compressori d’aria, l’andamento delle vibrazioni fornisce informazioni sulle condizioni dei cuscinetti, sull’usura dei giunti e sullo squilibrio che possono influire sulla stabilità del vuoto e sull’erogazione dell’aria. Nelle turbine a vapore, il monitoraggio delle vibrazioni aiuta a individuare problemi emergenti relativi ai cuscinetti e all’allineamento in condizioni di carico variabili. Per i ventilatori di aspirazione e di scarico, compresi i ventilatori ID e FD, l’analisi delle vibrazioni rivela squilibri, incrostazioni e allentamenti strutturali che influenzano il flusso d’aria e l’efficienza energetica.
Monitorando continuamente le vibrazioni in condizioni operative reali, le cartiere ottengono una visione oggettiva dello stato delle macchine in tutti i sistemi di utilità e BoP, consentendo una manutenzione basata sulle condizioni e predittiva piuttosto che un intervento reattivo.
Approccio al monitoraggio delle condizioni con VibSys®
VibSys® è progettato come un sistema compatto di monitoraggio e diagnostica delle condizioni vibrazionali per le apparecchiature rotanti, con una forte attenzione all’accessibilità e alla scalabilità. Ciò lo rende particolarmente adatto alle utenze delle cartiere e alle applicazioni “balance-of-plant”, dove molte risorse di media criticità richiedono un monitoraggio senza introdurre un’eccessiva complessità o un sovraccarico infrastrutturale.
VibSys® acquisisce dati sulle vibrazioni di alta qualità ed elabora gli indicatori chiave localmente sulla macchina. Questa elaborazione locale del segnale è particolarmente preziosa per le utility, dove la velocità, il carico e le condizioni di processo cambiano frequentemente. Estraendo indicatori stabili delle condizioni della macchina in prossimità dell’impianto, VibSys® supporta l’analisi coerente dell’andamento delle condizioni dei cuscinetti, del disallineamento, dello squilibrio, dell’allentamento e delle vibrazioni di origine idraulica, mantenendo al contempo la profondità diagnostica quando si verificano comportamenti anomali.
Il sistema può essere implementato su impianti a vuoto, pompe di servizio e di processo, compressori, turbine a vapore e ventilatori ID e FD, scalando da un numero ridotto di asset critici a un’ampia copertura in tutto lo stabilimento. Le interfacce dati aperte consentono di integrare gli indicatori di stato e, quando richiesto, i dati dei segnali temporali delle vibrazioni con i sistemi CMMS esistenti, gli historian o le piattaforme di analisi. VibSys® è utilizzato esclusivamente per il monitoraggio delle condizioni e la diagnostica a supporto del processo decisionale di manutenzione e non è destinato a funzioni di protezione o arresto.
Vantaggi chiave per i servizi ausiliari delle cartiere e il balance of plant
- Monitoraggio continuo delle condizioni di vibrazione su pompe, ventilatori, compressori e turbine
- Rilevamento precoce di guasti quali usura dei cuscinetti, disallineamento, squilibrio e vibrazioni di origine idraulica
- Indicatori di condizioni stabili in condizioni operative e di processo variabili
- Monitoraggio scalabile adatto a grandi parchi di beni di utilità a media criticità
- Installazione sul lato macchina adatta a edifici di servizi distribuiti e stazioni di pompaggio
- Integrazione aperta a supporto dei flussi di lavoro di manutenzione predittiva e basata sulle condizioni
Impatto sulla manutenzione e sull’affidabilità dell’impianto
L’applicazione del monitoraggio delle condizioni delle vibrazioni con VibSys® alle utenze delle cartiere e ai sistemi di balance-of-plant favorisce il passaggio da una manutenzione reattiva a un approccio più prevedibile e basato sulle condizioni. Anziché reagire a guasti o a cali di prestazioni in fase avanzata, i team di manutenzione ottengono una visibilità tempestiva sul degrado in atto su pompe, compressori, ventilatori e turbine.
Ciò migliora la definizione delle priorità di manutenzione, riduce il rischio di danni secondari e tempi di fermo non pianificati e favorisce una migliore pianificazione dei ricambi e dell’entità degli arresti. Estendendo il monitoraggio delle vibrazioni oltre la macchina per la produzione della carta fino ai sistemi di supporto e ai sistemi BoP, le cartiere rafforzano l’affidabilità complessiva degli asset e ottengono un migliore controllo sui sistemi che, in modo silenzioso ma fondamentale, supportano una produzione stabile della carta.
Formazione online gratuita sulle vibrazioni
Se il vostro team è responsabile della manutenzione e dell’affidabilità delle apparecchiature rotanti nel settore della cellulosa e della carta, una conoscenza di base delle vibrazioni rende più facile agire in base ai risultati del monitoraggio delle condizioni. Istec offre una formazione online gratuita sulla Categoria 1 delle vibrazioni tramite Istec Academy per i professionisti che desiderano un’introduzione pratica ai fondamenti delle vibrazioni e ai tipici modelli di guasto delle macchine.
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