MONITORAGGIO TERMICO IR DEGLI IMPIANTI IN AREE POTENZIALMENTE ESPLOSIVE, PER LA PROTEZIONI DEI BENI E DELLE PERSONE

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1 MONITORAGGIO TERMICO IR DEGLI IMPIANTI IN AREE POTENZIALMENTE ESPLOSIVE, PER LA PROTEZIONI DEI BENI E DELLE PERSONE Esempio pratico di applicazione su Gassificatore MAINTENANCE Stories Siracusa, 16 giugno 2011

2 Cos è un Gassificatore? Attraverso una parziale ossidazione il materiale con base organica (e.s: carbone, petrolio, coke o biomasse) viene trasformato in Syngas (gas di sintesi) Converte scarti di produzione in prodotti di grande utilità Valida alternativa per la produzione di energia a minor impatto ambientale Altri prodotti: fertilizzanti, combustibili sintetici, prodotti chimici di sintesi

3 Cos è un Gassificatore? Carica Slurry Ossigeno/H2O Condizioni processo Temperatura C Pressione atm Parziale combustione Syngas Vapore Scorie

4 Il futuro della gassificazione L attuale capacità mondiale è destinata a crescere del 70% entro il 2015 con un 80% in Asia 28% 15% 32% Americas Asia Europe MEA 25%

5 Perchè misurare la temperatura Di fondamentale importanza per verificare l integrità dei refrattari In caso di cedimento dei refrattari, i gas caldi entrano in contatto con il mantello esterno del reattore. Le dilatazioni termiche possono creare punti di perdita specialmente in prossimità delle flange Se non idividuato prontamente il problema può causare: seri danni all impianto gravi incidenti agli operatori costosi e non previsti fermi impianto

6 Perchè misurare la temperatura Esempio: Incidente Terre Haute, Indiana Aprile 2008 A coal gasification plant north of Terre Haute faces a potential $27,000 in fines for serious safety violations in connection with an explosion that killed two people. It did not have a written program that contained the safe operating limits for the coal gasification process, including but not limited to, the safe operating temperatures and pressures Its process hazard analysis of the coal gasification process did not include all the hazards such as, but not limited to, breaks in the refractory materials, hot gas flowing past refractory plug, effect of heat on manway fasteners

7 Metodi tradizionali di controllo a contatto I primi gassificatori utilizzavano tubi riempiti con sali eutettici. A una data temperatura il sale fonde Il flusso genera un allarme Successivamente cavi termosensibili, sensori F. O., termocoppie, etc.) Saldati direttamente sulla superficie del reattore Collegati con trasmettitori ad un sistema di allarme hot spot

8 Svantaggi legati alla tecnologia a contatto Scarsa copertura superficiale Temperature medie su aree relativamente estese >250 cm 2 Richiedono continua manutenzione Installazione costosa e complicata Distacchi dal mantello generano falsi contatti o perdita della segnalazione del pericolo Vita operativa breve (di media 3 anni)

9 Il nuovo metodo: Sistema termografico I.R. in continuo Aumento della copertura rispetto ai metodi tradizionali Riduzione dei costi di gestione Bassa manutenzione Semplicità di installazione Riduzione di manodopera Affidabile e robusto 10 + anni di vita Progettato per l'applicazione Analisi attiva dei dati

10 Come funziona una termocamera I.R.? Radiazione I.R. emessa da tutti gli oggetti con temperatura > 0K (-273 C) Generata dalla rotazione e vibrazione delle molecole di una sostanza Attività molecolare aumenta con la temperatura Radiazione I.R. aumenta con la temperatura.

11 Come funziona una termocamera I.R.?

12 Come funziona una termocamera I.R.? Esempi di immagini termiche Bottiglie Freni Deposito stoccaggio carbone Tazza di caffè Persona Mantello Gassificatore

13 Applicazione su Gassificatore Aree maggiormente critiche Dome Area Cone Area Zona Critica Più termocamere forniscono una maggiore copertura Certificazione Zona Pericolosa Zone 2 Group IIC temp. class T1 Zone 1 Group IIC temp. class T3 Zona Critica

14 Layout Sistema Camera Data Server Sala Controllo Camera Pannello di interfaccia Plant DCS Camera Ethernet or F/O Link Connessione ridondante Camera Camera Client viewer Client viewer Client viewer Camera

15 Interfaccia Operatore

16 Interfaccia Operatore

17 Interfaccia Operatore HOT SPOTS

18 Caratteristiche e vantaggi Massima protezione del reattore Archiviazione dati Riduzione costi di gestione Soluzioni chiavi in mano Interfacciarsi con più termocamere Elaborazione dati on-line e analisi dati off-line Piattaforma di comunicazione incrociata

19 Confronto Tecnologie Sensori a contatto I.R. Installazione Cavi installati all interno guaine di protezione Guaine montate sulla parete del reattore Necessario predisporre parete reattore con punti di fissaggio Nulla a contatto del reattore Condizioni per l istallazione Cablaggi sul reattore Tipicamente a impianto spento Necessarie tute di protezione speciali Operazione pericolosa per le persone Possibili danneggiamenti struttura del vessel Più cavi ai trasmettitori Collegamento trasmettitori a J.B. Punti di ancoraggio sulla struttura esistente Cavi di segnale e alimentazione alla J.B. Alimentazione 9-24 Volt alla J.B. Cablaggi reattore/sala controllo Cavi multipli F.O. MM Densità di misura Maggiore di 250 cm 2 Minore di 16 cm 2 Misure e Allarmi Allarme di Hot Spot al superamento della soglia impostata Temperatura minima, massima e media Calcolo gradiente temperatura Storico e Trends Tipicamente non disponibile Dati archiviati ogni minuto in condizioni normali Dati archiviati ogni 15 in condizioni di allarme Individuazione automatica punti caldi Tendenza dei valori misurati Connessione DCS Si Integrazione con OPC Vita operativa Sostituzione ogni 3 anni Più di 10 anni di funzionamento

20 Esperienza Land Più di 300 termocamere vendute per applicazioni di tipo industriale Monitoraggio Vessel Critici 2 x 4 Sistemi di monitoraggio ATR Reactor Vessel 1 x 11 Sistema di monitoraggio POX Reactor Vessel Monitoraggio Carri Siluro Acciaieria: 1 x Sistema per Corus - Scunthorpe, UK 1 x Sistema per CSN - Volta Redondo, Brazil 1 x Sistema per Severstal - Sparrows Point, Maryland, USA 1 x Sistema per uno dei maggiori produttori di acciaio in Germania Termocamere su veicoli industriali Progetto su misura per Società di Servizi operante a livello mondiale

21 DOMANDE?