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2019全景工博會 菲尼克斯電氣Radioline無線系統
工業無線

無線方案幫助 TVA 提升供電效率

  2020年01月09日  

  田納西河谷管理局(TVA)為七個州部分地區約1000萬居民供電,供電系統由八家聯合循環電廠的24套裝置提供,對設備進行連續的狀態監測可以提高供電性能。

  Merrick&Co. 工程服務公司與田納西河谷管理局合作實施了該項目,Merrick&Co.高級儀表控制工程師Susan Hobbie表示:“為了對設備的狀態監測進行升級、優化和擴展,田納西河谷管理局在18個月前嘗試實施Etapro性能監測和預測性維護軟件,建立了連續監測熱量和蒸汽流量的實體模型,期望提升整體運行效率,提高可靠性,識別異常情況,以及減少意外停車。然而,整個工程復雜且成本高,實施工作異常困難。”

  Merrick&Co.高級儀表控制工程師

  Susan Hobbie

  Hobbie 在2019年艾默生全球用戶大會上分享了無線技術在電廠的應用經歷:“我們最初考慮采用有線4-20mA、串行、模擬HART或Foundation現場總線,但是所涉儀器和網絡的成本高達2-3百萬美元。為了降低成本,我們決定使用WirelessHART監測每個工廠新增的40-60臺新儀表。由于每個工廠有兩到三套裝置,布局不同,控制室位置也不同,因此對設計無線解決方案提出了挑戰。”

  Hobbie認為:“WirelessHART是聯合循環電廠實現數字化轉型和現代化改造的核心技術。創建真實測量工況所需的實體模型,包括無線熱回收蒸汽發生器(HRSG)監測、無線循環水監測、無線泄漏閥檢測和無線天氣監測。”

  Hobbie 補充道:“無線通信幫助這八家工廠節省超過580,000美元預算,占項目材料和建設總成本的15-20%,無需電線或導管,減少意外停車,無需大修或擴大大修范圍。盡管控制室位置不同,可以根據每個工廠的獨特要求定制WirelessHART方案,從而大大降低了成本。即使我們利用現有DCS基礎架構,卻無法設計所有的無線網絡。艾默生專家幫助我們每家工廠選擇合適的方案,例如確定擴展范圍的時間。”

無線解決方案

  艾默生高級銷售工程師John Hillencamp :“ 這八家聯合循環電廠使用艾默生無線1410網關解決方案,通過天線發射器連接設備并發送數據。由于工廠有很多鋼材導致網關很難收到發射器的信號,針對現場類似特殊情況,我們使用了常規或增強型天線。整個方案實施后,未存在通信問題且軟件每分鐘更新一次,電池可以使用8-10年。我們還使用了AMS Wireless Snap-On應用APP來管理無線網絡。”

  Hillencamp表示:“聯合循環電廠廣泛使用配有電磁溫度傳感器的248無線溫度變送器,該變送器可確定閥門位置并檢測疏水閥泄漏。由于K型熱電偶探頭價格高昂,并非每個變送器都配有該探頭,電廠僅20-30個閥門配有該探頭。先前,每個閥門每月損失1,782美元,使用電磁溫度傳感器一個月內收益翻倍,如此好效果得到了管理局的大力推廣。”

  同樣,由于煙氣結垢、腐蝕和堵塞了管道,因此需對無線熱回收蒸汽發生器進行監測。無線熱回收蒸汽發生器與羅斯蒙特?3051S壓力變送器一起使用,可保持過程通暢,提高無線熱回收蒸汽發生器的效率并實時檢測管道堵塞狀態。

  Hillencamp補充說:“為了監測周圍的環境狀況,管理局還使用了Rotronic溫度傳感器和濕度傳感器以及艾默生無線 248變送器,幫助操作員提高無線熱回收蒸汽發生器的效率。”

連續全面的監測

  Hobbie和Hillencamp認為:“除了在田納西河谷管理局的聯合循環電廠實施定制的無線設計外,我們和同事還要考慮每個工廠不同的DCS系統,以便實現連續監測。”

  Hillencamp表示:“部分工廠按照艾默生Ovation? 要求進行了標準化,還有一些工廠還采用了DeltaV? 或Siemens與ABB的DCS系統。利用艾默生靈活的網關和協議可實現八家工廠間不同系統的互聯、共享使用。”

  Hobbie認為:“這種多系統及協議情況下,靈活性非常重要,可以幫助管理局對設備進行連續監測而非定期監測。定期現場測試只能提供特定時刻的情況,用戶無法實時了解設備狀況;而實時連續監測可提高可靠性,識別異常情況并減少停機。”

  Hillencamp補充道:“這個項目是田納西河谷管理局首個大型無線項目,其方法和收益必將吸引更多傳統工廠來了解甚至使用無線技術。”

  Hobbie最后總結道:“田納西河谷管理局可以根據周圍環境的變化創建實體模型,提升蒸汽利用率和供電效率。通過實施這些無線技術,管理局現在可以以較小的成本擴展數字基礎架構,將每套裝置的效率提高1.5%,可節省數百萬美元,并在一年內實現項目收益。”

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