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工业无线

无线技术助力TVA提升供电效率

  2019年12月02日  

  田纳西河谷管理局(TVA)为七个州部分地区约1000万居民供电,供电系统由八家联合循环电厂的24套装置提供,对设备进行连续的状态监测可以提高供电性能。

  Merrick&Co. 工程服务公司与田纳西河谷管理局合作实施了该项目,Merrick&Co.高级仪表控制工程师Susan Hobbie表示:“为了对设备的状态监测进行升级、优化和扩展,田纳西河谷管理局在18个月前尝试实施Etapro性能监测和预测性维护软件,建立了连续监测热量和蒸汽流量的实体模型,期望提升整体运行效率,提高可靠性,识别异常情况,以及减少意外停车。然而,整个工程复杂且成本高,实施工作异常困难。”

  Hobbie 在2019年艾默生全球用户大会上分享了无线技术在电厂的应用经历:“我们最初考虑采用有线4-20 mA、串行、模拟HART或Foundation现场总线,但是所涉仪器和网络的成本高达2-3百万美元。为了降低成本,我们决定使用WirelessHART监测每个工厂新增的40-60台新仪表。由于每个工厂有两到三套装置,布局不同,控制室位置也不同,因此对设计无线解决方案提出了挑战。”

  Hobbie认为:“WirelessHART是联合循环电厂实现数字化转型和现代化改造的核心技术。创建真实测量工况所需的实体模型,包括无线热回收蒸汽发生器(HRSG)监测、无线循环水监测、无线泄漏阀检测和无线天气监测。”

  Hobbie 补充道:“无线通信帮助这八家工厂节省超过580,000美元预算,占项目材料和建设总成本的15-20%,无需电线或导管,减少意外停车,无需大修或扩大大修范围。尽管控制室位置不同,可以根据每个工厂的独特要求定制WirelessHART方案,从而大大降低了成本。即使我们利用现有DCS基础架构,却无法设计所有的无线网络。艾默生专家帮助我们每家工厂选择合适的方案,例如确定扩展范围的时间。”

无线解决方案

  艾默生高级销售工程师John Hillencamp :“ 这八家联合循环电厂使用艾默生无线1410网关解决方案,通过天线发射器连接设备并发送数据。由于工厂有很多钢材导致网关很难收到发射器的信号,针对现场类似特殊情况,我们使用了常规或增强型天线。整个方案实施后,未存在通信问题且软件每分钟更新一次,电池可以使用8-10年。我们还使用了AMS Wireless Snap-On应用APP来管理无线网络。”

  Hillencamp表示:“联合循环电厂广泛使用配有电磁温度传感器的248无线温度变送器,该变送器可确定阀门位置并检测疏水阀泄漏。由于K型热电偶探头价格高昂,并非每个变送器都配有该探头,电厂仅20-30个阀门配有该探头。先前,每个阀门每月损失1,782美元,使用电磁温度传感器一个月内收益翻倍,如此好效果得到了管理局的大力推广。”

  同样,由于烟气结垢、腐蚀和堵塞了管道,因此需对无线热回收蒸汽发生器进行监测。无线热回收蒸汽发生器与罗斯蒙特3051S压力变送器一起使用,可保持过程通畅,提高无线热回收蒸汽发生器的效率并实时检测管道堵塞状态。

  Hillencamp补充说:“为了监测周围的环境状况,管理局还使用了Rotronic温度传感器和湿度传感器以及艾默生无线 248变送器,帮助操作员提高无线热回收蒸汽发生器的效率。”

  Merrick and Co.的Susan Hobbie介绍了无线基础实施项目:“每套装置的效率提高1.5%,可节省数百万美元,并在一年内实现项目收益。”

连续全面的监测

  Hobbie和Hillencamp认为:“除了在田纳西河谷管理局的联合循环电厂实施定制的无线设计外,我们和同事还要考虑每个工厂不同的DCS系统,以便实现连续监测。”

  Hillencamp表示:“部分工厂按照艾默生Ovation要求进行了标准化,还有一些工厂还采用了DeltaV或Siemens与ABB的DCS系统。利用艾默生灵活的网关和协议可实现八家工厂间不同系统的互联、共享使用。”

  Hobbie认为:“这种多系统及协议情况下,灵活性非常重要,可以帮助管理局对设备进行连续监测而非定期监测。定期现场测试只能提供特定时刻的情况,用户无法实时了解设备状况;而实时连续监测可提高可靠性,识别异常情况并减少停机。”

  Hillencamp补充道:“这个项目是田纳西河谷管理局首个大型无线项目,其方法和收益必将吸引更多传统工厂来了解甚至使用无线技术。”

  Hobbie最后总结道:“田纳西河谷管理局可以根据周围环境的变化创建实体模型,提升蒸汽利用率和供电效率。通过实施这些无线技术,管理局现在可以以较小的成本扩展数字基础架构,将每套装置的效率提高1.5%,可节省数百万美元,并在一年内实现项目收益。”

标签:艾默生我要反馈
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