Negli impianti a valle del settore petrolifero e del gas, quali raffinerie, terminali di stoccaggio e impianti petrolchimici, le apparecchiature di compressione e di trattamento del flusso d’aria sono essenziali per garantire operazioni sicure e stabili. Le torri di raffreddamento, i ventilatori di processo, i soffianti e i compressori supportano funzioni critiche quali lo smaltimento del calore, l’alimentazione dell’aria di combustione, il recupero dei vapori e la gestione dei gas. Questi impianti funzionano in modo continuo come parte di sistemi di processo più ampi, in cui la perdita di flusso d’aria o di capacità di compressione può influire direttamente sulla stabilità della produzione, sull’efficienza energetica e sulla sicurezza.
Dal punto di vista dell’affidabilità degli asset, queste apparecchiature rappresentano un ampio parco di macchinari rotanti con livelli di criticità variabili. Mentre alcuni compressori sono considerati asset ad alto impatto, molti ventilatori e soffianti sono critici dal punto di vista operativo ma non dispongono di un monitoraggio continuo delle condizioni. Garantire un funzionamento affidabile in tutto questo gruppo di asset richiede un approccio scalabile al monitoraggio delle vibrazioni, allineato alle realtà operative a valle.
La sfida
I ventilatori delle torri di raffreddamento e di processo, i soffiatori e i compressori in ambienti a valle sono esposti a funzionamento continuo, carichi di processo fluttuanti e condizioni ambientali difficili. I ventilatori delle torri di raffreddamento sono soggetti a umidità, corrosione e vibrazioni strutturali, mentre i ventilatori di processo e i soffiatori operano spesso vicino ai propri limiti di progetto in condizioni di flusso variabili. I compressori subiscono forze dinamiche legate alle variazioni di pressione, alla composizione del gas e alle variazioni di velocità.
I meccanismi di guasto tipici includono il degrado dei cuscinetti, lo squilibrio del rotore, il disallineamento, l’allentamento meccanico e la risonanza. Questi guasti spesso si sviluppano gradualmente e sono difficili da rilevare con le sole ispezioni periodiche. Le limitazioni di accesso, le classificazioni delle aree pericolose e l’elevato numero di unità installate complicano ulteriormente i percorsi di ispezione manuale delle vibrazioni. Di conseguenza, i problemi meccanici in fase iniziale possono passare inosservati fino a quando i livelli di vibrazione non aumentano abbastanza da causare danni secondari o fermi macchina non programmati.
Perché il monitoraggio delle vibrazioni è importante in questa applicazione
Il monitoraggio delle vibrazioni è un metodo collaudato per valutare le condizioni delle apparecchiature rotanti utilizzate per la compressione e il flusso d’aria. Le variazioni nel comportamento delle vibrazioni consentono il rilevamento precoce di guasti legati a comuni meccanismi di degrado quali l’usura dei cuscinetti, lo squilibrio, il disallineamento dell’albero e problemi strutturali nei gruppi di ventilatori e compressori.
Per gli operatori del settore petrolifero e del gas a valle, il monitoraggio continuo delle vibrazioni consente una manutenzione basata sulle condizioni, identificando i guasti in fase di sviluppo prima che questi influenzino le prestazioni del flusso d’aria, l’efficienza di raffreddamento o la stabilità della compressione. Rispetto alla manutenzione reattiva o alle ispezioni periodiche, il monitoraggio delle vibrazioni supporta strategie di manutenzione predittiva che migliorano l’affidabilità delle apparecchiature rotanti e riducono il rischio di interruzioni di processo in grandi parchi di asset.
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La soluzione – VibSys® per le apparecchiature di compressione e flusso d’aria a valle
VibSys® è un sistema compatto di monitoraggio delle vibrazioni progettato per il monitoraggio accessibile e scalabile delle condizioni delle apparecchiature rotanti quali ventilatori per torri di raffreddamento, ventilatori, soffianti e compressori. Il sistema acquisisce continuamente dati sulle vibrazioni di alta qualità ed esegue l’elaborazione del segnale a bordo per fornire indicatori significativi delle condizioni direttamente a livello di asset.
Nelle applicazioni a valle del settore petrolifero e del gas, VibSys può essere implementato su alloggiamenti di cuscinetti, riduttori o telai di motori, utilizzando sensori di vibrazione industriali standard. L’elaborazione locale consente il monitoraggio e l’allarme in tempo reale, mentre i dati sulle vibrazioni possono essere integrati nei sistemi di controllo o in piattaforme analitiche esterne tramite interfacce aperte quali Modbus e API. Questa architettura aperta supporta un’espansione graduale ed evita il vincolo a un unico fornitore, aspetto particolarmente rilevante per grandi parchi di ventilatori e compressori distribuiti in un sito.
VibSys si integra perfettamente con le strategie di monitoraggio per le risorse di fascia media e critiche dal punto di vista operativo, fornendo informazioni continue senza la complessità dei tradizionali sistemi di protezione di fascia alta.
Vantaggi principali:
- Monitoraggio continuo delle vibrazioni di ventilatori di torri di raffreddamento, ventilatori, soffianti e compressori in impianti distribuiti
- Rilevamento precoce dell’usura dei cuscinetti, dello squilibrio, del disallineamento e del gioco meccanico in condizioni operative variabili
- Hardware compatto e robusto adatto ad ambienti difficili a valle, inclusi luoghi all’aperto e ad alta umidità
- Elaborazione del segnale a bordo che consente allarmi locali e valutazione delle condizioni basata sull’andamento
- Integrazione aperta con i sistemi di impianto e le piattaforme diagnostiche esterne, a supporto di strategie scalabili di monitoraggio delle condizioni
Impatto sulla manutenzione e sull’affidabilità degli impianti
L’applicazione di VibSys per il monitoraggio delle vibrazioni su apparecchiature di compressione e di trattamento dell’aria consente agli operatori a valle del settore petrolifero e del gas di passare dalla manutenzione reattiva alla manutenzione basata sulle condizioni. I team di manutenzione ottengono una visibilità continua sulle condizioni delle macchine, consentendo una migliore pianificazione delle ispezioni, delle revisioni e della logistica dei ricambi in base allo stato effettivo delle risorse.
Nel tempo, ciò porta a una maggiore affidabilità delle apparecchiature rotanti, a una riduzione dei tempi di fermo non programmati e a una maggiore fiducia nella disponibilità dei sistemi critici di flusso d’aria e di compressione. Combinando un’implementazione scalabile con dati affidabili sulle vibrazioni, VibSys supporta strategie di manutenzione predittiva in linea con i requisiti operativi ed economici degli impianti a valle del settore petrolifero e del gas.
