Estudio de caso: El sistema de seguridad de la planta química cuenta con medidores Coriolis avanzados

La planta de BASF aumenta el tiempo de actividad mediante la gestión de gases arrastrados y la verificación in situ. A partir de enero de 2021 InTech Focus.

La empresa química global BASF optó por la nueva tecnología de medidor Coriolis como pieza central del sistema instrumentado de seguridad (SIS) de su planta de Freeport, Texas. Con su excelente relación precio-rendimiento, menor tamaño, funciones de gestión de gas arrastrado y capacidades de verificación in situ, la nueva tecnología de caudalímetros mejora la fiabilidad y reduce el tiempo de inactividad de los sistemas de procesos críticos.

La planta de Freeport de BASF fabrica polímero superabsorbente (SAP), que absorbe y retiene grandes cantidades de líquidos. El polímero absorbente de agua tiene miles de usos, que van desde pañales, cinta adhesiva y nieve artificial, hasta paquetes de terapia de frío y calor, camas de agua inmóviles e incluso juguetes para el crecimiento del agua. Según Daniel Siddiqui, ingeniero principal eléctrico y de instrumentación de BASF para CPN y servicios públicos e infraestructura, los operadores de la planta necesitaban reemplazar la instrumentación del medidor de flujo por el SIS, un conjunto diseñado de controles de hardware y software que se usa en sistemas de procesos críticos. El equipo medidor de masa anterior había llegado al final de su vida útil y BASF quería cambiarlo por una tecnología más nueva. "Los estándares de BASF exigen reemplazar el equipo SIS al final de su vida útil según la recomendación de los fabricantes", dijo Siddiqui. "El equipo había estado mostrando desviaciones mayores a las especificaciones y, en lugar de recalibrarlo, optamos por reemplazarlo". función instrumentada, tal como se define en las normas de seguridad funcional IEC 61508. Entre otros elementos, SIL 3 requiere un instrumento de seguridad SIS con anulación para cualquier condición inusual. Se requieren instrumentos de medición de flujo redundantes para alertar a los operadores sobre cualquier desviación de flujo y activar una alarma de seguridad. Cada vez que la desviación es superior al 5 por ciento, el SIS apaga la línea de producción. Los operadores sabían que seleccionar la instrumentación correcta era fundamental para minimizar cualquier disparo intermitente o de falsa alarma que cerraría la línea de producción. Aparte de la carga económica de la pérdida de producción y el material desperdiciado, detenerse prematuramente a plena carga (en lugar de reducir la velocidad normalmente para el apagado) puede ocasionar un desgaste significativo del equipo". ; debido a la naturaleza de nuestro proceso, tuvimos que usar un material exótico. Nos pusimos en contacto con KROHNE, y la cotización que obtuvimos representó una eficiencia de costos significativa en comparación con los otros proveedores". BASF probó el medidor KROHNE en su laboratorio central en Alemania y lo aprobó para el servicio SIS. Después de revisar una variedad de opciones, BASF eligió un diseño con dos caudalímetros másicos de tubo doblado doble Coriolis OPTIMASS 6400 de KROHNE en serie para crear la redundancia requerida. Los caudalímetros están disponibles en tamaños que van desde DN 08 a 250, y se pueden fabricar en acero inoxidable. 316L, Hastelloy® C22 y acero dúplex UNS S31803. La instalación de BASF incluye dos medidores de 2 pulgadas. El medidor externo está hecho de acero inoxidable 316 y el interno está compuesto de Hastelloy. Cumple con la Asociación de Usuarios de Tecnología de Automatización en Industrias de Procesos (NAMUR), se encuentran disponibles longitudes de instalación estándar; el OPTIMASS 6400 funciona a altas temperaturas de hasta 752 °F (400 °C), así como en aplicaciones criogénicas de hasta -328 °F (-200 °C). También maneja presiones de hasta 200 bar (2900 psi). Cuenta con el nuevo convertidor de señal MFC 400, que ofrece un procesamiento de señal rápido y completamente digital, así como indicaciones de estado y diagnóstico mejoradas.

Los operadores de planta que revisaron las opciones determinaron que la confiabilidad de precio versus rendimiento del OPTIMASS 6400 era superior a todas las demás opciones. Si los operadores obtenían una lectura que mostraba una desviación u otro problema con un parámetro de monitoreo del proceso, el medidor ayudaba a identificar el problema con anticipación, sin dejar de funcionar de manera confiable en condiciones anormales. Más allá de la ventaja del precio de compra, el OPTIMASS 6400 agrega valor adicional a través de características técnicas sólidas, como el sistema de gestión de gas arrastrado (EGM) de KROHNE. El gas arrastrado puede alterar la sensibilidad de la medición del flujo másico de líquidos, disminuyendo la precisión o incluso deteniendo la medición por completo. La nueva tecnología de caudalímetro másico Coriolis garantiza mediciones estables e ininterrumpidas con un alto contenido de gas. El OPTIMASS 6400 proporciona una indicación confiable de las burbujas de gas en el proceso mediante el uso de una combinación de varias mediciones para detectar un flujo de dos fases. Con valores entre cero y 100 por ciento de contenido de gas o aire en la línea, mantiene las mediciones de flujo másico y densidad de forma continua y proporciona valores medidos en vivo en todo momento. Al mismo tiempo, puede informar el estado de dos fases y emitir una alarma preconfigurada, de acuerdo con los requisitos de NAMUR NE 107. El tamaño físico más pequeño de los medidores seleccionados fue otro beneficio y facilitó la instalación. Por ejemplo, los dispositivos de KROHNE encajan en el espacio existente sin grandes modificaciones en las tuberías, mientras que los medidores de otros proveedores habrían requerido importantes modificaciones en las tuberías. Con el OPTIMASS 6400, un sistema de aislamiento patentado permite acoplar los medidores o montarlos brida con brida. El diseño exclusivo garantiza que la vibración del tubo no afecte el rendimiento cuando los medidores se montan de brida a brida. El flujo a través del medidor mueve la tubería, lo que hace que los fluidos se arremolinen, lo que crea una distorsión mecánica entre la entrada y la salida de la tubería. El sensor aguas arriba del oscilador recoge esta vibración antes de la salida. Con otros diseños, las vibraciones de los tubos migran a través de la tubería, provocando errores si los medidores están acoplados estrechamente. Además, para la misma caída de presión, BASF podría seleccionar un diámetro más pequeño debido a la menor caída de presión a través del medidor en comparación con otras opciones. Esta fue una verdadera ventaja de costos para el cliente. Otro beneficio que observó BASF fue optimizar el almacenamiento de piezas de repuesto, asegurando que todos los medidores recibidos tengan la capacidad requerida de gas arrastrado. "Obtuvimos un excelente apoyo de KROHNE y pudimos obtener dos medidores, lo que nos permitió mantenernos dentro de nuestro presupuesto aprobado", explica Daniel Siddiqui de BASF. La verificación in situ reduce el tiempo de inactividad debido a los requisitos de calibración Los medidores de instrumentos de seguridad deben verificarse con se requiere que los operadores establezcan un intervalo de prueba de calidad. Utilizando la herramienta de verificación in situ OPTICHECK, BASF puede cumplir con los requisitos de terceros para la verificación independiente de instrumentos. La empresa conecta la herramienta en línea, mientras el medidor está en servicio, para verificar que el caudalímetro esté funcionando dentro del ±1 por ciento de la calibración de fábrica. La línea de base puede ser datos históricos de reparación de fábrica o resultados de pruebas in situ después de realizar una verificación completa. OPTICHECK también tiene informes detallados para la documentación de prueba de prueba de los bucles de seguridad. La verificación in situ permite a los operadores mantener el medidor en funcionamiento por más tiempo, en lugar de tener que desconectar el medidor, empaquetarlo y enviarlo para calibrarlo en un intervalo predefinido. , e instalarlo nuevamente en servicio después de la calibración. Rendimiento del medidor desde la puesta en marcha Los operadores de la planta pusieron en marcha la nueva tecnología de medidor Coriolis para el SIS en febrero de 2020. Según Siddiqui, el sistema ha estado funcionando bien, proporcionando lecturas precisas y ofreciendo una mayor confianza en el aplicación SIS. "Con los nuevos equipos, la planta es aún más segura", dijo Siddiqui. "Al usar los medidores KROHNE no comprometimos la seguridad, pero al mismo tiempo pudimos maximizar la rentabilidad, lo que nos permitió estar por debajo del presupuesto. De los proveedores aprobados por BASF, la propuesta de KROHNE fue la más rentable, porque se brindó soporte para la puesta en marcha".

Al Dhanji ([email protected]) es un representante de clientes de KROHNE, Inc. en Houston. Tiene responsabilidades de cuenta para todas las instalaciones de BASF en la región del Golfo.

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