Zakład chemiczny zainstalował przetworniki prądu i-montowane w osłonie czujniki temperatury na dwunastu grzejnikach zanurzeniowych z PTFE na liniach galwanicznych i czyszczących. Dane były rejestrowane w sposób ciągły i przeglądane co tydzień. W ciągu sześciu miesięcy system monitorowania zidentyfikował dwie grzałki ze spadkiem rezystancji izolacji i jedną z nieprawidłowym trendem temperatury płaszcza. Obydwa ulegające pogorszeniu grzejniki zostały wymienione podczas planowej konserwacji, zanim uległy awarii. Trzecią przyczyną była częściowo zablokowana linia cyrkulacyjna i naprawiona bez wymiany grzejnika. Zakład oszacował, że monitorowanie zapobiegło trzem nieplanowanym awariom i pozwoliło zaoszczędzić ponad 40 000 dolarów na przestojach.
Zdalny monitoring nie zmienia fizyki degradacji grzejnika. Zmienia harmonogram konserwacji. Wykrywając wczesne oznaki degradacji,-wzrost temperatury powłoki, spadek rezystancji izolacji i monitorowanie{{3}zwiększonego poboru prądu pozwalają zaplanować wymianę, a nie reagować na nią natychmiast. Rezultatem jest mniej nieplanowanych awarii, krótsze przestoje i dłuższy efektywny okres użytkowania.
Co można monitorować
Kilka parametrów dostarcza przydatnych informacji o stanie grzejnika. Każdy z nich można monitorować za pomocą czujników i sprzętu do rejestrowania danych, który jest łatwo dostępny i stosunkowo niedrogi.
Temperatura płaszcza jest najbardziej bezpośrednim wskaźnikiem naprężenia grzejnika. Rosnąca temperatura płaszcza przy stałej mocy wskazuje na osadzanie się kamienia lub zmniejszającą się wymianę ciepła. Temperatura osłony przekraczająca próg wskazuje na bezpośrednie ryzyko degradacji PTFE.
Rezystancja izolacji jest najbardziej wiarygodnym wskaźnikiem przenikania i wnikania wilgoci. Tendencja spadkowa na przestrzeni tygodni lub miesięcy wskazuje, że otoczka została naruszona lub że wilgoć dociera do MgO.
Pobór prądu wskazuje na stan elektryczny elementu. Rosnący prąd wskazuje na malejącą rezystancję, co może być spowodowane częściowym zwarciem. Spadający prąd oznacza rosnący opór, który może być spowodowany utlenianiem elementu lub luźnym połączeniem.
| Parametr | Typ czujnika | Normalny zakres | Próg ostrzegawczy | Próg niepowodzenia |
|---|---|---|---|---|
| Temperatura powłoki | RTD lub termopara | 80–100 stopni | >105 stopni | >115 stopni |
| Rezystancja izolacji | Megaomomierz (okresowy) | >100 MΩ | <50 MΩ | <10 MΩ |
| Aktualne losowanie | Przetwornik prądu | ±5% tabliczki znamionowej | ±8% | ±12% |
| Temperatura kąpieli | RTD lub termopara | Wartość zadana ±2 stopnie | Wartość zadana ±4 stopnie | Wartość zadana ±6 stopni |
| Prędkość przepływu | Przełącznik przepływu | >0.15 m/s | <0.15 m/s | <0.08 m/s |
Monitorowanie parametrów i progów dla grzałek zanurzeniowych PTFE
Jak monitorowanie wydłuża żywotność
Monitorowanie wydłuża żywotność, umożliwiając wczesną interwencję. Grzejnik, na którym zaczyna gromadzić się kamień, można oczyścić, zanim warstwa kamienia stanie się wystarczająco gruba, aby podnieść temperaturę płaszcza do zakresu degradacji. Grzejnik wykazujący wczesne oznaki przenikania można wymienić, zanim ulegnie awarii i spowoduje zwarcie doziemne.
Rozciągnięcie nie jest nieskończone. Grzejnik zasadniczo niedopasowany do swojego zastosowania i tak nie będzie działać. Jednak monitorowanie może wydłużyć żywotność grzejnika krańcowego o 20–50%, wychwytując degradację, zanim stanie się ona nieodwracalna.
| Etap degradacji | Wykrywalne przez | Działanie | Przedłużenie życia |
|---|---|---|---|
| Narastanie skali,<0.5 mm | Trend temperatury osłony | Czysty | 6–12 miesięcy |
| Scale buildup, >1 mm | Temperatura płaszcza, prąd | Wyczyść, sprawdź gęstość watów | 3–6 miesięcy |
| Wczesne przenikanie | Rezystancja izolacji | Zaplanuj wymianę | 2–4 miesiące |
| Zaawansowane przenikanie | Rezystancja izolacji, wyzwalacze GF | Wymień natychmiast | - |
| Dryf elementu | Aktualne losowanie | Sprawdź połączenia | 1–3 miesiące |
Etapy degradacji, metody wykrywania i potencjał przedłużania życia
Koszt monitorowania
Podstawowy system monitorowania pojedynczego grzejnika obejmuje czujnik RTD-montowany w osłonie, przetwornik prądu i rejestrator danych. Koszt sprzętu wynosi 300–800 dolarów. Instalacja dodaje 200–500 USD. W przypadku instalacji z wieloma grzejnikami koszt na grzejnik spada, ponieważ można współużytkować rejestrator danych i oprogramowanie monitorujące.
Koszt systemu monitorowania jest porównywalny z kosztem wymiany pojedynczego grzejnika. Jeśli zapobiegnie jednej nieplanowanej awarii, to się zwróci. Jeśli wydłuży to żywotność wielu grzejników o kilka miesięcy każdy, oszczędności będą znaczne.
| Komponent monitorujący | Koszt na grzejnik | Notatki |
|---|---|---|
| Osłona RTD | $150–300 | Wymagane do monitorowania temperatury |
| Przetwornik prądu | $100–200 | Zacisnąć-lub podzielić-rdzeń |
| Rejestrator danych (współdzielony) | $50–150 | Na grzejnik dla wielu-kanałów |
| Praca instalacyjna | $200–500 | Na grzejnik |
| Razem na grzejnik | $500–1,150 | Koszt pierwszego-roku |
Koszt systemu monitorowania na grzejnik
Czego monitoring nie może zrobić
Monitoring nie zapobiega degradacji. Wykrywa to. Grzejnik pracujący z nadmierną gęstością mocy będzie nadal ulegał degradacji, nawet jeśli degradacja zostanie wykryta wcześnie. Monitoring zapewnia czas na zaplanowanie wymiany, ale nie zmienia podstawowego tempa degradacji.
Monitoring nie zastępuje również kontroli fizycznej. Pęknięcie osłony lub ubytek mechaniczny mogą nie zostać wykryte poprzez monitorowanie temperatury lub prądu, dopóki nie spowodują zwarcia doziemnego. Konieczna jest okresowa kontrola wzrokowa.
Kiedy monitorowanie jest najcenniejsze
Monitorowanie jest najcenniejsze w zbiornikach o znaczeniu krytycznym, gdzie przestoje są kosztowne, w zbiornikach, w których grzejniki ulegają nieprzewidywalnym awariom, oraz w zbiornikach, w których warunki pracy są zmienne, a grzejnik pracuje blisko swoich granic.
W przypadku zbiorników nie-krytycznych, w których koszty przestojów są niskie, monitorowanie może nie być uzasadnione. Koszt systemu monitorowania może przekroczyć oszczędności wynikające z unikniętych przestojów.
Kiedy monitorowanie ujawnia problem ze specyfikacją
Powtarzające się alerty monitorowania tego samego grzejnika,-wzrost temperatury płaszcza, spadek rezystancji izolacji, wzrost poboru prądu-wskazują, że grzejnik nie jest dostosowany do danego zastosowania. Monitorowanie informuje zakład o konieczności zmiany specyfikacji, a nie o konieczności zaostrzenia harmonogramu konserwacji. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE o niskiej gęstości mocy, dużej powierzchni i lepszym dostępie do przepływu zmniejsza szybkość degradacji i zmniejsza częstotliwość alertów monitorowania. Proces specyfikacji wymaga składu chemicznego kąpieli, temperatury roboczej, wymiarów zbiornika i historii awarii poprzednich grzejników.
