Redundantní měření výšky hladiny v nádržích s kondenzátem

ThyssenKrupp Steel Europe, jeden z předních světových dodavatelů vysoce kvalitních ocelových výrobků, provozuje dva výrobní závody v německém Duisburgu. Teplárna se nachází v městské čtvrti Ruhrort a zásobuje blízkou ocelárnu provozní párou. Pro výrobu energie se zde používá vysokopecní a koksárenský plyn vznikající při výrobě oceli a koksu.

V závodě v Ruhrortu jsou v provozu celkem tři jednotky s kapacitou 64, 100 a 180 MWel. Nejstarší jednotka byla postavena v roce 1955. Tento závod prochází postupnou automatizací a modernizací pro dosažení nejnovější technologické úrovně. Dostupnost, efektivnost a množství vyrobené energie se díky tomu neustále zvyšují.

V parním cyklu teplárny se nachází celá řada měřicích míst, ve kterých je nutno měřit a regulovat výšku hladiny. Tato měřicí místa jsou mimo jiné umístěna v bubnu parního kotle, kondenzátoru, odplyňovači a předehřívači napájecí vody. Dříve uživatel používal k určení výšky hladiny v nádržích s horkou a napájecí vodou, stejně jako v expanzních nádržích a nádržích s kondenzátem, především snímače diferenčního tlaku. Kvůli zajištění dostupnosti všech zařízení byla řada měřicích míst zdvojena nebo ztrojena, takže se zde používaly i staré pneumatické snímače tlaku nebo přímé stavoznaky. V rámci modernizace se zákazník rozhodl obnovit i celou instrumentaci. Cílem bylo zejména snížit nároky na pravidelnou údržbu, zvýšit přesnost a také dostupnost měření.

V řadě měřicích míst parního cyklu teplárny zákazník nahradil stávající hladinoměry a snímače diferenčního tlaku redundantními měřicími komplety, které se skládají z magnetického plovákového obtokového stavoznaku BM 26 A a vedeného radarového hladinoměru OPTIFLEX 2200. Kromě toho nahradily nové přístroje od firmy KROHNE také přímé stavoznaky na nádržích s olejem pro čerpadla napájecí vody. Přechod na novou instrumentaci byl proveden velmi nákladově efektivním způsobem. Všechny měřicí přístroje byly namontovány s využitím stávajících provozních připojení.

Nové řešení kombinuje dva měřicí principy do jednoho přístroje. Mechanický ukazatel hladinoměru BM 26 A s magnetickými klapkami pracuje bez napájení. Sleduje se poloha magnetického plováku v obtokové trubici, která vizuálně zobrazuje výšku hladiny. Obtoková komora stavoznaku zároveň funguje jako "komunikativní trubka", která ukazuje výšku hladiny v příslušné nádrži s kondenzátem. Kromě toho se mechanicky naměřená výška hladiny převádí a přenáší převodníkem signálu LT40 jako proudový výstupní signál 4...20 mA.

Vedený radarový (TDR) hladinoměr OPTIFLEX 2200 zajišťuje měření výšky hladiny nezávisle na tomto mechanickém měření. Je namontován na obtokové komoře stavoznaku BM 26 A a umožňuje spojité měření včetně přenosu hodnoty výšky hladiny do velínu.

Výhodou tohoto řešení pro zákazníka je použití dvou nezávislých měřicích principů (LT40 a vedeného radaru), a tedy získání dvou vzájemně nezávislých elektrických výstupních signálů z jednoho přístroje. Při montáži nových přístrojů bylo možno využít stávající infrastrukturu. Nebylo nutno provádět nákladné úpravy zařízení.

Díky své multifunkčnosti toto řešení plně vyhovuje požadavkům obsluhy teplárny jak z hlediska přesnosti, tak dostupnosti. Celý provoz je nyní primárně řízen na základě hodnot z vedených radarových hladinoměrů. Toto měření je přesné a dlouhodobě stabilní. Signál z převodníku LT40 zajišťuje požadovanou redundanci. Díky tomu byly všechny požadavky uživatele splněny v jednom kroku.

Nároky na pravidelnou údržbu se výrazně snížily. Ve srovnání s tímto řešením vyžadovaly snímače diferenčního tlaku, připojené přes impulzní potrubí, rozsáhlou a pravidelnou ruční údržbu.