Firma Evonik eksploatuje instalację tłokowej sprężarki wodorowej w swoim zakładzie w Antwerpii w Belgii.
W 2020 r. na dwóch cylindrach tej sprężarki wdrożono monitorowanie opadania tłoczyska w celu wykrywania zużycia pierścieni tłokowych przy użyciu systemu Istec RecipSys 200, zastępującego przestarzałe rozwiązanie do monitorowania opadania tłoczyska. Po kilku latach stabilnej i niezawodnej pracy system RecipSys 200 stał się uznaną platformą monitorującą przemieszczenie tłoczyska w tej instalacji.
Aby osiągnąć pełny zasięg monitorowania, firma Evonik postanowiła rozszerzyć istniejący system monitorowania opadania tłoków tak, aby obejmował wszystkie cztery cylindry sprężarki. Firma Istec otrzymała zlecenie wsparcia tego rozszerzenia poprzez instalację czujników, konfigurację, uruchomienie oraz późniejsze ulepszenia systemu, w pełni zgodne z istniejącą filozofią pomiarową.
Wyzwanie: Pełne monitorowanie stanu wszystkich cylindrów sprężarki
Dotychczasowy system monitorowania opadania tłoków obejmował jedynie część instalacji sprężarki. Ponieważ dwa cylindry były już monitorowane, pozostałe cylindry wymagały takiego samego poziomu monitorowania stanu, aby zapewnić spójne zachowanie pomiarów, obsługę alarmów oraz interpretację wyników przez operatora w całej maszynie.
Wyzwaniem było rozszerzenie monitorowania opadania pręta w taki sposób, aby:
- zachowano istniejącą koncepcję pomiaru opadania pręta
- płynnie zintegrowane z istniejącą infrastrukturą sterowania i zabezpieczeń
- zapewniał niezawodne monitorowanie przemieszczenia tłoczyska jako wskaźnika zużycia opaski napędowej
- zapewniono prawidłową komunikację i wizualizację wszystkich sygnałów w systemie DCS
Celem nie było wprowadzenie nowej koncepcji monitorowania, lecz rozszerzenie sprawdzonego i zaufanego rozwiązania, które już funkcjonuje.
Rozwiązanie: Rozszerzenie monitorowania opadania pręta za pomocą RecipSys 200
Monitorowanie opadania tłoka zostało rozszerzone poprzez dodanie drugiego urządzenia RecipSys 200, co zwiększyło zasięg monitorowania z dwóch do czterech cylindrów w tłokowej sprężarce wodorowej.
Sprzęt RecipSys 200 został zainstalowany przez firmę Evonik w ramach ogólnej integracji systemu. Firma Istec w pełni dostosowała to rozszerzenie do istniejącej architektury monitorowania oraz filozofii pomiarowej stosowanej już w zakładzie.
Dzięki zastosowaniu tego samego podejścia konfiguracyjnego i tych samych zasad pomiarowych dodatkowe cylindry można monitorować dokładnie w taki sam sposób jak istniejące, bez wprowadzania zmian dla operatorów lub personelu konserwacyjnego. Wszystkie informacje dotyczące opadania tłoczyska zostały udostępnione za pośrednictwem istniejącego systemu DCS zakładu.
Realizacja: Instalacja i uruchomienie systemu monitorowania opadania pręta
Firma Istec przeprowadziła montaż czujników opadania pręta oraz dokonała konfiguracji i uruchomienia systemu monitorowania na miejscu.
Podczas uruchamiania pomiary opadania tłoka skonfigurowano poprzez ustalenie mechanicznego punktu odniesienia dla każdego cylindra przy użyciu istniejącego punktu odniesienia fazowego na kole zamachowym. Punkt ten posłużył do zdefiniowania pozycji zerowej pomiaru.
Na podstawie tych wytycznych skonfigurowano poziomy alarmowe i wyłączające w celu wykrywania nadmiernego przemieszczenia tłoczyska spowodowanego zużyciem opaski prowadzącej. Zastosowano pozostały margines zużycia wynoszący 4 mm przed zetknięciem się tłoka z cylindrem.
Wszystkie pomiary, alarmy i funkcje wyłączające zostały przetestowane podczas uruchomienia. Transmisja sygnałów i wizualizacja zostały zweryfikowane od systemu monitorowania aż po system DCS.
Podczas testów zidentyfikowano na wyświetlaczu DCS wizualną inwersję między dwoma pomiarami opadania pręta, którą skorygowano po wizycie na miejscu. 
W tej fazie firma Istec stwierdziła również, że układ szafy nie był w pełni zgodny z oryginalną dokumentacją projektową. Obejmowało to niewykorzystane okablowanie oraz niewystarczające oddzielenie komponentów ATEX od komponentów niebędących ATEX. Ustalenia te zostały udokumentowane jako zalecenia dotyczące usprawnień.
Na późniejszym etapie firma Istec powróciła do strony i wdrożyła zalecane ulepszenia, dostosowując układ szafki do pierwotnych założeń projektowych oraz wymagań dotyczących separacji ATEX.
Kluczowe wyniki: Wyniki rozszerzenia monitoringu
- Rozszerzenie zakresu monitorowania opadania tłoka z dwóch do czterech cylindrów
- Montaż czujników opadania pręta na dodatkowych cylindrach
- Konfiguracja i uruchomienie systemu monitorowania opadania pręta opartego na RecipSys 200
- Definicja punktu zerowego pomiaru z wykorzystaniem odniesienia opartego na wyzwalaczu fazowym
- Konfiguracja poziomów alarmowych i wyłączających w oparciu o dopuszczalne zużycie opaski przez rowerzystę
- Weryfikacja transmisji sygnału i wizualizacji w systemie DCS
- Identyfikacja i dokumentacja kwestii związanych z rozmieszczeniem szaf oraz zgodnością z normami ATEX
- Wdrożenie usprawnień układu strony zgodnie z zaleceniami
Wpływ: Niezawodne i spójne monitorowanie sprężarek
Rozszerzenie do monitorowania opadania pręta zostało pomyślnie uruchomione i zintegrowane z istniejącym systemem sterowania. Wszystkie pomiary, alarmy i funkcje wyłączające zostały przetestowane i zweryfikowane, a prawidłowe wyświetlanie sygnałów w systemie DCS zostało potwierdzone.
W wyniku rozbudowy i późniejszych ulepszeń obudowy instalacja sprężarki jest obecnie wyposażona w spójny i łatwy w utrzymaniu system monitorowania opadania tłoków we wszystkich czterech cylindrach, oparty na sprawdzonej i znanej koncepcji monitorowania.
Wniosek: Skalowalne rozszerzenie sprawdzonej koncepcji monitorowania
Projekt ten pokazuje zdolność firmy Istec do rozszerzania sprawdzonych rozwiązań w zakresie monitorowania opadania pręta w działających instalacjach sprężarek tłokowych w sposób kontrolowany i spójny.
Opierając się na sprawdzonej platformie monitorującej oraz łącząc instalację czujników, konfigurację, uruchomienie i późniejsze ulepszenia, firma Istec dostarczyła solidne pod względem technicznym rozszerzenie, które płynnie wpisuje się w istniejącą filozofię instalacji i monitorowania.
