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Verfahrenstechnik 7-8/2019

Verfahrenstechnik 7-8/2019

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Aus der Ferne Wiederkehrende Prüfung sicherheitsgerichteter Instrumentierungssysteme Regelmäßige wiederkehrende Prüfungen von Messgeräten können erhebliche Ausfallzeiten mit sich bringen. Eine neue Technologie der Füllstandüberwachung zum Überfüllschutz ermöglicht die wiederkehrende Prüfung aus der Ferne, wodurch Sicherheit, Anlagenverfügbarkeit und Rentabilität gesteigert werden können. S icherheitsgerichtete Instrumentierungssysteme (SIS) und die dazugehörigen Sensoren, Aktoren und Logiksysteme müssen regelmäßig einer wiederkehrenden Prüfung unterzogen werden, um ihre Funktionsfähigkeit im Bedarfsfall sicherzustellen. Wiederkehrende Prüfungen sind Betriebstests, bei denen überprüft wird, ob ein einzelnes Gerät seine Sicherheits - funktion erfüllt und gefährliche, unentdeckte Fehler erkennt, die das Gerät daran hindern würden, seine Hauptfunktion bei Anforderung auszuführen. Bei der wiederkehrenden Prüfung wird außerdem überprüft, ob die sicherheitstechnischen Funkti- onen (SIF) eines SIS die für die Anwendung erforderlichen Sicherheits integritäts-Level (SIL) erfüllen. Bei einer umfassenden wiederkehrenden Prüfung eines Grenzwertschalters kann dieser entweder im Betrieb bleiben oder außer Betrieb genommen werden. Bei der Prüfung eines Schalters, der im Betrieb bleibt, muss der Flüssigkeitsfüllstand im Behälter bis zum Auslösepunkt des Gerätes erhöht werden. Wenn es sich bei dem Schalter jedoch um einen Kritisch-Hochoder Hoch-Hoch-Grenzwertschalter für den Überfüllschutz handelt, ist das Anheben des Flüssigkeitsfüllstands auf einen möglicherweise un sicheren Füllstand oft nicht erlaubt. Sollte das Gerät während des Tests nicht auslösen, kann es zu einer Überfüllung des Behälters kommen. Ausbau und Simulation Geräte, die außer Betrieb genommen werden, werden einer Tauchprüfung in einem Simulationsbehälter unterzogen. Der Prozess muss möglicherweise abgeschaltet werden, wodurch die Produktion beeinträchtigt werden kann. Es ist nicht möglich, alle Arten von Schaltern für die Prüfung zu entfernen. Technologien, wie z. B. Geräte mit kapazitiver Füllstandmessung, nutzen die Bodengeometrie im Behälter als Bezugswert. Wenn man diese Art von Schalter aus dem Behälter entfernt, bedeutet dies, dass er nicht im installierten Zustand geprüft wurde und die wiederkehrende Prüfung nicht gültig wäre. Die digitale Technologie in der modernen Instrumentierung ermöglicht nun die Durchführung der wiederkehrenden Prüfung aus der Ferne anstatt wie bisher vor Ort. Dadurch ist das Verfahren schneller, sicherer und effektiver. Die Funktionalität ist in den Schalter integriert. Somit kann der Bediener einen Befehl im Schutz der Leitwarte abgeben und das Gerät bleibt im Behälter installiert. Bei modernen Vibrationsgrenzwertschaltern wird die teilwiederkehrende Prüfung aus der Ferne auf diese Weise durchgeführt. Dieses integrierte Verfahren reduziert außerdem die Komplexität des Systems, da keine zu sätzliche Verkabelung und kein zusätzliches Gerät Autorin: Marianne Williams, Marketing Manager, Emerson Automation Solutions, Slough, Großbritannien

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN im Schaltschrank erforderlich ist, und bietet erhebliche Sicherheitsvorteile, da sich das Personal nicht in Gefahren bereiche begeben muss. Einsparungen in der Praxis Ein großes US-amerikanisches Raffinerie- und Gasverarbeitungsunternehmen nutzt diese Technologie für eine erhebliche Effizienzsteigerung sowie Kosteneinsparungen. Das Unternehmen betreibt viele Kompressorstationen an verschiedenen Standorten. Jeder Kompressor verfügt über zwei bis vier Gaswaschflaschen, um Restflüssigkeiten vor dem Eintritt in den Kompressor aus dem Gasstrom zu entfernen. Das Hauptaugenmerk lag auf der Messung der Flüssigkeitsstände in den Gaswaschflaschen. Die vorhandene Füllstandmesslösung bestand aus Schaltern in Schwimmerausführung für einen Alarm bei hohem Füllstand. Die Geräte boten keine Echtzeitsicherheit der Funktionalität, waren verschleißanfällig und mussten häufig erneuert werden. Zudem gingen mitunter Teile in den Gaswaschflaschen verloren, was zu zusätz lichen Problemen führte. Die Gaswaschflasche entfernt jegliche Restflüssigkeit aus dem Gasstrom, bevor er in den Kompressor eintritt. Alarme für hohen Füllstand werden genutzt, damit keine Flüssigkeit in den Kompressor gelangt und diesen beschädigt. Ein separater Grenzwertschalter wird zum Betrieb des Ablassventils verwendet, mit dem die angesammelte Flüssigkeit aus der Gaswaschflasche entfernt wird. Die wiederkehrende Prüfung war ein äußerst wichtiger Teil dieses Prozesses. Beim Ausfall des Alarms für hohen Füllstand bestand die Gefahr eines Überfüllens und Auslaufens. Große Entfernungen überwinden Die Kompressorstationen sind über eine große Fläche verteilt, weit entfernt oder befinden sich in Bereichen, in denen die Witterungsbedingungen eine Herausforderung darstellen können. Gemäß einer Unter nehmensrichtlinie mussten alle Alarme für hohen Füllstand regelmäßig „Die Vibrationsgrenzwertschalter sind gegen eine Fehlauslösung bei Verwirbelungen geschützt.“ getestet und auf Funktionsfähigkeit überprüft werden. Dabei handelte es sich um einen zeit aufwändigen, kostenintensiven und mög licherweise gefährlichen Vorgang. Die Gas waschflascheneinheiten wurden einmal jährlich abgeschaltet, um sie zu prüfen, zu testen und zu warten. Jeder Schwimmer musste für die Tauchprüfung aus dem Behälter genommen werden, was viele Sicherheitsbedenken mit sich brachte. Dieser Vorgang hatte erhebliche Zeitverluste und Produktionsausfälle sowie eine zusätzliche Wartungsplanung zur Folge. Das Entfernen der Schwimmer führte mit der Zeit zu Gewindeschäden an Gerät und Behälter. Einschließlich der Fahrten zum Einbauort und zurück sowie Entleeren der Tanks konnte die gesamte Prüfung pro Schalter in Schwimmerausführung mehrere Stunden dauern. Insgesamt entstanden Personalkosten von mehreren hundert Dollar pro geprüfter Einheit. Schnelle Ergebnisse Zur Optimierung der Wartung der Gaswaschflaschen ersetzte das Unternehmen Ergebnisse der teilwiederkehrenden Prüfung die Schalter in Schwimmerausführung durch Rosemount 2140:SIS Füllstanddetektoren. Insgesamt wurden 220 dieser Geräte in 110 Kompressorstationen installiert. Die Möglichkeit der wiederkehrenden Prüfung aus der Ferne erlaubt eine Bestätigung der Funktionalität von Alarmen für hohen Füllstand, ohne sich zur Gaswaschflasche oder Kompressorstation begeben zu müssen oder diese abzuschalten. Die wiederkehrende Prüfung aus der Ferne erfolgt nun im laufenden Prozess und dauert nur wenige Minuten pro Gerät. Diese Lösung zerstreute die Sicherheitsbedenken des Unternehmens, da das Bedienpersonal bei der Prüfung keinen Prozessmedien ausgesetzt wird. Die Vibrationsgrenzwertschalter von Rosemount stellten sich als äußerst zuverlässig und wartungsfrei heraus und boten den Vorteil einer einstellbaren Schaltverzögerung, die eine Fehlauslösung bei Verwirbelungen verhindert. Durch die Abschaffung der jährlichen, manuellen Prüfung der Schalter in Schwimmerausführung konnte das Unternehmen den Wartungsaufwand um ca. 1 000 h/a und die Wartungskosten um 235 000 EUR senken. Die Vermeidung von Abschaltungen brachte dem Unter nehmen eine Gewinnsteigerung um mehr als eine Million Euro. Fotos: Emerson wwww.emerson.com VERFAHRENSTECHNIK 7-8/2019 35

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