SIL 2 – 实时在线测扭器现场安全

升级版的实时在线测扭器可以满足SIL2的安全级别,保护系统中的关键环节。

使用CD测扭器来精确测量机组功率,而不受燃料、压力、温度和流量变化的影响是世界上许多油气厂涡轮机械用户所知道的。通常用于告知操作人员涡轮机组位置的衰减程度,Torquetronic实时在线系统的基本状态监测是用于性能趋势和诊断的有效工具。

对于测扭器设备的终端用户来说,总是有可能使用这些系统作为过程控制装置,因为精确的传递功率测量有助于调整机组状态使其接近性能极限,最大限度地提高工厂的吞吐量,从而提高效益。然而,扭矩控制系统的单一测量方面不向过程控制提供功能性的安全的机制。

在2016年6月,我们的客户,安特卫普的道达尔炼油厂(它也是我们CD实时在线测扭器的用户,在那时他们的CD测扭器只用来监测机组功率输出)找到我们。他们工厂里的机组构成是,蒸汽涡轮驱动一个在NAPTHA裂解机上的压缩机生产乙烷。测扭器主要用于确保汽轮机不超过压缩机的工作范围,并产生趋势数据用于维护调度。由于采用了一种新的压缩机,利用了更高的效率设计,现有的汽轮机有可能增加压缩机的过度驱动;潜在地损坏系统并增加工厂和人员的安全风险。

现有测扭器可以成功的监测了涡轮轴功,并通过与压缩机功率需求联动来确保蒸汽机的功率输出在压缩机转子在当时转速之下额定值的可接受范围内来响应压缩机的需求增加。通过将测扭器读数连接到蒸汽供给阀上,任何可能的潜在超扭都将在第一时间被避免。由于这个过程循环对于安全是至关重要的,在客户功能安全审查之后,要求确定一个由三路测扭器信号组成的冗余的表决判断系统(2oo3),即使在不太可能发生的某一个测扭器信号故障情况下,生产过程可以安全地继续进行。

客户工厂遵守所需的安全完整性等级为SIL 2。正常运行时的测扭器的精度在保持在±1%以内。单故障模式(工厂仍然运行)必须保持精度在+/-5%。从一个扭矩信号输出的测扭器升级为一个2oo3表决功能的安全测扭器需要集成三对测量线圈,监测三个独立的扭矩,在三个独立的SIL模块中处理,以提供三个完全独立的信号,供客户数据采集系统和相关的紧急停车系统(ESD)进行比较。

概念验证研究是在我们研发部门安装的一个小测扭器上进行的,提供了最佳的对中、分离和信号强度的数据。这个概念得到了客户的现场见证和认可。SIL认证工作也随后开展,文件由独立评估公司进行核验,结果满足SIL2标准,SIL2证书被颁发。Torquemeters公司最终为用户提供了所有的设备和文件,并在机组的计划大修期间完成了现场安装。

“我们需要确保蒸汽涡轮机/压缩机的安全运行,测扭器的读数完美解决了这个问题。我们生产现场的设备,符合SIL 2的功能安全系统标准是必须的。Torquemeters为我们展示了产品的原型机及其精度和控制功能后,我们非常高兴的将项目推向下一个阶段。由于该测量技术是基于1974以来成功使用经验的设计,可靠性不是一个问题。设备交付需要在2017年3月的工厂大修期间进行,系统成功地按时完成了安装。”——总项目负责人。

将轴功用作汽轮机的控制参数,Torquemeters的TurSIL产品是独一无二的。为了控制系统的运行,在不需要涉及压力、水蒸汽质量、流量和温度的复杂计算的情况下,使用标准测扭器简化了过程;而使用2oo3表决系统的测扭器更是进一步确保了生产安全的。从概念到交付18个月,说明了我们的研发专家团队和工程系统能够提供一种全新的关键安全产品,并且准时和不超预算。

除了提供关于轴功(趋势、清洗周期、污垢信息的方向)的常用状态监测数据之外,客户现在已经具有SIL 2的自动化系统,它提供了一种不需要用户干预的系统,除了SIL 2所要求的(每5年进行一次功能测试)之外。这为其他任务释放出更多的人力资源,并确保持续、安全的工厂运行。

设备主要特点包括:

  • SIL2保护等级
  • 无旋转电子器件
  • 补偿环境条件变化的能力
  • 高度的可靠性和精确性
  • 服务间隔长,维护要求低
  • 汽轮机/压缩机调试过程中的性能优化
  • 长期状态监测