Studium przypadku Tata Steel: wymiana przestarzałego urządzenia Jaquet FT3000 na nowoczesny system wykrywania nadmiernej prędkości SpeedSys 200

Wymiana przestarzałego systemu Jaquet FT3000 na nowoczesny system wykrywania nadmiernej prędkości SpeedSys 200

Podczas procesu wytapiania w wielkim piecu w Tata Steel uwalniane są gazy zawierające dużą ilość energii. Gazy te są wykorzystywane do napędzania turbiny rozprężnej (ekspandera), która następnie napędza dwa generatory. Wykorzystanie energii zgromadzonej w nadmiarowych gazach stanowi opłacalny sposób ponownego wykorzystania tych gazów, które w przeciwnym razie nie miałyby żadnego innego zastosowania. Dlatego też ekspander i dwa generatory pełnią ważną funkcję w tym procesie.

Wyzwanie

Firma Tata Steel zauważyła problem z jednym z czujników prędkości, który stanowi część systemu zabezpieczenia przed nadmierną prędkością. Firma Istec została poproszona o wymianę wszystkich czujników prędkości w konfiguracji 2oo3 na nowe czujniki prędkości z efektem Halla, a następnie o przetestowanie i zweryfikowanie systemu wykrywania nadmiernej prędkości (ODS) oraz nowych czujników prędkości.

Podczas tych testów system ODS wykazywał nieprawidłowe zachowanie i nie działał tak, jak powinien. Nie było jasne, skąd pochodziła awaria systemu ODS. Pozostawiło to firmie Tata Steel dwie opcje: całkowite sprawdzenie systemu kontroli nadmiernej prędkości, okablowania wewnętrznego i jego funkcjonalności (1) lub wymianę całego systemu na nowy ODS (2).

Ponieważ producent (Jaquet) wycofał z produkcji system FT3000 ODS, a części zamienne nie są już dostępne, firma Tata Steel podjęła decyzję o wymianie dotychczasowego systemu oraz zakupie i wdrożeniu nowoczesnego systemu ODS: Istec SpeedSys 200.

 

Rysunek 1. Turbina gazowa, która napędza dwa generatory, wykorzystując nadmiar gazów pochodzących z procesu wielkopiecowego.

Ponieważ przestoje są kosztowne, niezbędny był szybki proces: realizacja w ciągu tygodnia, prace inżynieryjne w ciągu jednego dnia oraz instalacja w ciągu jednego dnia. Chociaż jest to dość trudne wyzwanie, firma Istec dysponuje własnymi zasobami i możliwościami, aby tego dokonać.

Firma Tata Steel preferowała rozwiązanie zastępcze, które ograniczyłoby niezbędne dostosowania infrastrukturalne do minimum, co wymagało od naszych specjalistów pewnych niestandardowych prac inżynieryjnych.

Rozwiązanie

Aby ułatwić realizację wymaganych prac inżynieryjnych, firma Istec sporządziła mapę istniejącego sprzętu, w tym każdego czujnika oraz wszystkich wejść i wyjść, a także wszystkich funkcji (bezpieczeństwa) istniejącego systemu ODS.

Stary system

Przestarzały system FT3000 został skonfigurowany przy użyciu następujących kart 19-calowych:

  • Trzy karty wykrywania nadmiernej prędkości FTFU3024
  • Karta wyjść analogowych FTW3013 do sterownika PLC/DCS
  • Moduł komunikacyjny FTK3072 podłączany do komputera PC

 

Rysunek 2. Przestarzała konfiguracja systemu FT3000, która wymagała rozwiązania zastępczego.

Zasilacz 24 V DC został podłączony bezpośrednio z tyłu szafy. Nie zastosowano żadnych filtrów ani dodatkowych zasilaczy.

Nowy system

Urządzenie FT3000 zostało zastąpione instalacją 2oo3 SpeedSys 200. Zespół na szynę DIN, pokazany na poniższym zdjęciu, został przygotowany w naszym warsztacie na 19-calowej płycie aluminiowej, co umożliwiło szybki i łatwy montaż w istniejącej szafie 19-calowej, w której wcześniej zainstalowany był system FT3000. Instalacja ta obejmuje wszystkie podstawowe funkcje wycofanego z eksploatacji urządzenia FT3000, które zostało zastąpione.

Rysunek 3. Nowa instalacja ODS składająca się z galwanicznie izolowanego zasilacza SELV (1), podwójnego rozdzielacza zasilania 24 V zapewniającego możliwość redundancji (2) oraz trzech urządzeń SpeedSys 200, połączonych na stałe w celu utworzenia struktury głosowania 2oo3 (3).

Wyniki

  • Kompleksowa oferta i wsparcie w zakresie sprzętu do pomiaru prędkości oraz jego instalacji
  • Indywidualne rozwiązania inżynieryjne opracowane przez specjalistów firmy Istec
  • Nowa instalacja obejmuje wszystkie podstawowe funkcje poprzedniej instalacji
  • Szybkie rozwiązywanie problemów, dostawa, instalacja i uruchomienie.

Wpływ

Nowa instalacja SpeedSys 200 spełnia wymagania firmy Tata Steel, oferując wszystkie podstawowe funkcje poprzedniego systemu ODS bez konieczności wprowadzania znaczących zmian infrastrukturalnych. Ta instalacja o niewielkim wpływie na bezpieczeństwo posiada certyfikat SIL 2 na podstawie projektu, a nie w oparciu o sprawdzoną eksploatację, co sprawia, że wymagany odstęp między testami jest znacznie dłuższy niż w przypadku poprzedniej instalacji FT3000. Turbina gazowa może teraz bezpiecznie działać bez zakłóceń spowodowanych nieprawidłowym działaniem systemu bezpieczeństwa.