ケーススタディ: 高度なコリオリ計を備えた化学プラントの安全システム

BASF 工場では、混入ガス管理と現場検証を使用して稼働時間を延長しています。 2021年1月からInTech Focus。

世界的な化学会社 BASF は、テキサス州フリーポート工場の安全計装システム (SIS) の目玉として、新しいコリオリ メーター技術を選択しました。 新しい流量計テクノロジーは、優れた価格対パフォーマンス、より小さな設置面積、混入ガス管理機能、現場検証機能を備え、信頼性を向上させ、重要なプロセス システムのダウンタイムを短縮します。

BASF のフリーポート工場では、大量の液体を吸収して保持する高吸水性ポリマー (SAP) を製造しています。 吸水性ポリマーには、おむつ、マスキングテープ、人工雪から、温冷療法パック、動かないウォーターベッド、さらには成長する水のおもちゃに至るまで、何千もの用途があります。BASFの計装および電気主任エンジニアであるダニエル・シディキ氏によると、 CPN、公共事業、インフラストラクチャーでは、プラントオペレーターは、重要なプロセスシステムで使用されるハードウェアおよびソフトウェア制御の設計されたセットである SIS 用の流量計計装を置き換える必要がありました。 以前の質量計機器は寿命に達しており、BASF はそれを新しい技術に交換したいと考えていました。 「BASFの基準では、メーカーの推奨に従い、耐用年数が終了したらSIS装置を交換することが求められています」とシディキ氏は述べた。 「機器は仕様よりも大きな偏差を示していたため、再校正するのではなく交換することにしました。」 プラントの SIS は、システムのパフォーマンスと安全のための故障確率の尺度である安全度水準 (SIL) 3 を満たす必要がありました。 IEC 61508 機能安全規格で定義されている計測機能。 とりわけ、SIL 3 では、異常な状況に備えたオーバーライド機能を備えた SIS 安全装置が必要です。 オペレーターに流量の逸脱を警告し、安全アラームをトリガーするには、冗長流量計機器が必要です。 偏差が 5% を超えるたびに、SIS は生産ラインを停止します。オペレータは、生産ラインを停止させる断続的または誤った警報作動を最小限に抑えるために、適切な計器を選択することが重要であることを認識していました。 生産の損失や材料の無駄による経済的負担とは別に、全負荷状態で（通常は遮断のために速度を下げるのではなく）時期尚早に停止すると、装置に重大な磨耗が生じる可能性があります。」 他のベンダーから受け取った交換用メーターの見積もりは、予算を超えていました。 ; 当社のプロセスの性質上、特殊な材料を使用する必要がありました。KROHNE に問い合わせたところ、得られた見積もりは他のベンダーと比較して大幅なコスト効率を示していました。」 BASF はドイツの中央研究所で KROHNE メーターをテストし、SIS サービスとして承認しました。 さまざまなオプションを検討した結果、BASF は、必要な冗長性を実現するために 2 つの KROHNE OPTIMASS 6400 コリオリ ツイン曲管質量流量計を直列に配置する設計を選択しました。流量計は DN 08 ～ 250 のサイズがあり、ステンレス鋼製も可能です。 316L、ハステロイ® C22、および二相鋼 UNS S31803。 BASF の設置には 2 つの 2 インチ メーターが含まれています。 外部メーターは 316 ステンレス鋼で作られ、内部メーターはハステロイで構成されています。プロセス産業オートメーション技術ユーザー協会 (NAMUR) に準拠しており、標準の取り付け長さが利用可能です。 OPTIMASS 6400 は、最大 752°F (400°C) の高温で動作するだけでなく、-328°F (-200°C) までの極低温アプリケーションでも動作します。また、最大 200 bar (2900 psi) の圧力にも対応します。 新しい MFC 400 信号コンバータを搭載しており、高速な完全デジタル信号処理と強化された診断およびステータス表示を提供します。

オプションを検討したプラント オペレータは、OPTIMASS 6400 の価格対パフォーマンスの信頼性が他のすべてのオプションよりも優れていると判断しました。 オペレータがプロセス監視パラメータの逸脱や別の問題を示す測定値を取得した場合、メーターは問題を事前に特定するのに役立ち、同時に異常な条件下でも確実に動作します。 KROHNE の同伴ガス管理 (EGM) システムなどの堅牢な技術機能。 気体が混入すると、液体の質量流量測定の感度が妨げられ、精度が低下したり、測定が完全に停止したりする可能性があります。 新しいコリオリ質量流量計技術により、高ガス含有量でも安定した中断のない測定が保証されます。 OPTIMASS 6400 は、さまざまな測定値を組み合わせて二相流を検出することにより、プロセス内の気泡の信頼できる指標を提供します。 ライン内のガスまたは空気含有量が 0 ～ 100 パーセントの間の値で、質量流量と密度の測定を継続的に維持し、常にライブの測定値を提供します。 同時に、NAMUR NE 107 要件に従って、二相ステータスを報告し、事前設定されたアラームを出力できます。選択されたメーターの物理的設置面積が小さいことも利点であり、設置が容易になりました。 たとえば、KROHNE デバイスは、配管を大規模に変更することなく既存のスペースに適合しますが、他のベンダーのメーターは配管を大幅に変更する必要がありました。OPTIMASS 6400 では、独自の絶縁システムにより、メーターを密接に結合したり、フランジ同士を取り付けたりすることができます。 独自の設計により、メーターがフランジ間で取り付けられている場合でも、チューブの振動が性能に影響を与えません。 メーターを通る流れによってパイプが移動し、流体が渦を巻き、パイプの入口と出口の間に機械的な歪みが生じます。 発振器の上流にあるセンサーが、出口の前でこの振動を感知します。 他の設計では、チューブの振動が配管を通って伝わり、メーターが密接に接続されていると誤差が生じます。さらに、同じ圧力降下であれば、他のオプションと比較してメーターを通る圧力降下が低いため、BASF はより小さな直径を選択することができました。 これは顧客にとって実質的なコスト上の利点でした。 BASF が指摘したもう 1 つの利点は、スペアパーツの在庫を最適化し、受け取ったすべてのメーターが必要な同伴ガス能力を確実に備えていることです。 BASF のダニエル・シディキ氏は、「KROHNE から優れたサポートを得て、2 つのメーターを入手することができました。そのおかげで、承認された予算内に抑えることができました。現場検証により、校正要件によるダウンタイムが削減されました。安全計器のメーターは定期的に検証する必要があり、また、オペレーターはプルーフテスト間隔を設定する必要があります。 オンサイト検証ツール OPTICCHECK を使用することで、BASF は機器の独立した検証に関するサードパーティの要件を満たすことができます。 同社は、流量計の稼働中にツールをオンラインに接続し、流量計が工場出荷時の校正値の ±1% 以内で動作していることを確認しています。 ベースラインには、工場での修理履歴データや、完全な検証を行った後のオンサイトのテスト結果を使用できます。 OPTICHECK には、安全ループの実証試験文書に関する詳細なレポートもあります。現場検証により、オペレーターはメーターをラインから引き出して梱包し、事前に定義された間隔で校正を受けるために発送する必要がなく、メーターをより長く動作し続けることができます。始動以来のメーターのパフォーマンス プラントオペレーターは、2020 年 2 月に SIS 用の新しいコリオリメーターテクノロジーを開始しました。シディキ氏によると、システムは良好に動作しており、正確な測定値を提供し、システムの信頼性が向上しています。 SISアプリケーション。 「新しい設備の導入により、工場はさらに安全になった」とシディキ氏は語った。 「KROHNE メーターを使用することで、安全性を犠牲にすることはありませんでしたが、同時にコスト効率を最大限に高めることができ、予算内に収めることができました。BASF 認定ベンダーの中で、KROHNE の提案は最もコスト効率が高く、無料で提供できました。」スタートアップサポートが提供されました。」

Al Dhanji ([email protected]) は、ヒューストンを拠点とする KROHNE, Inc. の顧客担当者です。湾岸地域のすべての BASF 施設の会計責任を負っています。

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