Problemen met verouderde niveausensoren bij de productie van polyolefinen

In de petrochemische industrie, waar productieomgevingen worden gekenmerkt door giftigheid, gevaren, brandbaarheid en explosiegevaar, is het waarborgen van veilige bedrijfsvoering van het grootste belang. De automatiseringssector draagt een grote verantwoordelijkheid voor zowel de productieveiligheid als de milieubescherming. In 2019 heeft de nationale APS (Geavanceerd procesbesturingssysteem) Er werden technische voorschriften vastgesteld, waarin strenge normen voor de toepassing van automatiseringstechnologieën werden vastgelegd. Als cruciaal onderdeel van automatiseringssystemen speelt procesinstrumentatietechnologie een centrale rol bij het waarborgen van de productieveiligheid en de operationele stabiliteit. Er doen zich echter problemen voor met verouderde niveausensoren bij de productie van polyolefinen, die potentiële risico’s vormen voor een veilige en betrouwbare werking.

I. Technische kenmerken van gekwalificeerde procesinstrumenten

Serienummer	Technische kenmerken	Specifieke inhoud
1	Nauwkeurige metingen onder alle bedrijfsomstandigheden	De basis voor volledig automatische en ononderbroken beveiliging en regeling, waardoor nauwkeurige metingen onder alle bedrijfsomstandigheden in specifieke scenario’s mogelijk zijn.
2	Onderhoudsvrij	Vermindert de onderhoudsbehoefte, voorkomt storingen in de besturing en verlaagt de onderhoudskosten en mogelijke risico’s voor de persoonlijke veiligheid.
3	Goede elektromagnetische compatibiliteit	Zorgt voor veiligheid.
4	Laag stroomverbruik	Zorgt voor een lange levensduur van het elektronische compartiment van het instrument en verbetert de verversingssnelheid van de gegevens.
5	Constructief ontwerp van niet-verplaatsbare onderdelen	Voorkomt storingen door factoren zoals de toestand van het medium, waardoor de betrouwbaarheid wordt vergroot.
6	Kwaliteit van metingen en regelingen die voldoen aan de procesvereisten ter plaatse	Voldoet aan de kwaliteitseisen van productieprocessen ter plaatse op het gebied van meting en regeling.
7	Materiaalgarantie en robuuste constructie	Zorgt ervoor dat het instrument betrouwbaar is.
8	Breed toepasbare meet- en regeltechniek	Kan onder diverse werkomstandigheden en in diverse omgevingen worden toegepast.
10	Relatief energiezuinige toepassingswijze (volledige thermische isolatie)	Verlaagt het energieverbruik.

II. Analyse van technische tekortkomingen in traditionele meettechnieken op materiaalniveau in polyolefine-installaties

(1) Producten op basis van radartechnologie (Guided Wave Radar)—KACISE

(2) Producten met verdringertechnologie (vlotter)—KOBOLD

• Werkingsprincipe: Meet het vloeistofpeil op basis van veranderingen in het drijfvermogen van een vlotter.
• Technische tekortkomingen: Bevat beweegbare onderdelen die gevoelig zijn voor vastlopen als gevolg van korstvorming, kristallisatie of andere materiaalgerelateerde factoren. De meetnauwkeurigheid wordt beïnvloed door variaties in de dichtheid van het medium, en de onderhoudslast is hoog. Deze technologie voldoet niet aan verschillende criteria voor gekwalificeerde procesinstrumentatie en wordt als verouderd beschouwd; er is dan ook dringende behoefte aan afschaffing ervan.

(3) Producten op basis van magnetostrictieve technologie—ABB

• Werkingsprincipe: Maakt gebruik van het magnetostrictieve effect om het niveau te meten.
• Technische tekortkomingen: Deze technologie heeft alle nadelen van technologieën met bewegende onderdelen en wordt bovendien gekenmerkt door een hoog stroomverbruik, kwetsbaarheid voor beschadiging en vervalste explosieveiligheidscertificaten (de sensoren staan onder spanning en voeren een hoge stroom, wat in strijd is met de normen voor explosieveiligheid; ook voldoet het ontwerp van de interne schakelingen niet aan de eisen voor intrinsieke veiligheid). Deze problemen vormen ernstige schendingen van de normen voor gekwalificeerde procesinstrumentatie.

(4) Producten op basis van verschildruktechnologie

• Werkingsprincipe: Meet het niveau door vervorming van een rekdiafragma te detecteren.
• Technische tekortkomingen: Deze apparaten worden beïnvloed door factoren zoals vacuümdruk, afzettingen van het medium en verstoppingen van de bemonsteringspoort. Ze moeten regelmatig worden gekalibreerd en onderhouden. Er is een groeiende tendens om ze te vervangen door gespecialiseerde niveaumeters die op andere technologieën zijn gebaseerd.

(5) Producten op basis van nucleaire (stralingsgebaseerde) technologie

• Werkingsprincipe: Maakt gebruik van straling die door radioactieve stoffen wordt uitgezonden om het niveau van de stof te meten.
• Technische tekortkomingen: Hoge kosten, mogelijke schade aan de menselijke gezondheid en gevoeligheid voor schommelingen in de gasconcentratie en het verval van radioactieve bronnen. Hoewel deze technologie geschikt is voor complexe meetsituaties, is het raadzaam om veiliger en praktischer alternatieven te onderzoeken.

(6) Elektronische schakelaartechnologieën op basis van een trillende staaf, een roterende peddel en een stemvork

• Werkingsprincipe: Detecteert het niveau van vloeistof of materiaal aan de hand van trillingen of obstructie van een sensorelement.
• Technische tekortkomingen: Deze producten worden gekenmerkt door een hoog stroomverbruik, de neiging tot vastlopen of slijtage, en hoge onderhoudseisen.

(7) Producten op basis van RF-admittantietechnologie—AMETEK

• Werkingsprincipe: Detecteert het niveau op basis van de radiofrequentie-admittantie.
• Technische tekortkomingen: Regelmatige valse positieven en storingen; de meetafwijking is aanzienlijk bij temperatuurschommelingen (doorgaans ongeveer 7 pF over het volledige temperatuurbereik). De structuur van de sonde is gevoelig voor vervorming en is niet bestand tegen stoten door materialen. Op de markt is een breed scala aan producten van wisselende kwaliteit verkrijgbaar, en sommige voldoen niet aan de normen voor elektromagnetische compatibiliteit (EMC). Door temperatuur veroorzaakte afwijkingen kunnen meetfouten veroorzaken, leiden tot meer onderhoud en zelfs risico’s op persoonlijk letsel met zich meebrengen.

III. Samenvatting

Technisch producttype	Technische defecten
Radar (radar met geleide golven)	Onderhevig aan diverse storingen; afdichtingsproblemen bij hoge druk leiden ertoe dat het apparaat niet normaal kan worden gebruikt.
Type met drijftrommel	Is gevoelig voor vastlopen; wordt beïnvloed door veranderingen in de dichtheid van het medium; vereist intensief onderhoud.
Magnetostrictief type	Hoog stroomverbruik; kwetsbaar; vervalste explosieveiligheidscertificaten.
Type op basis van drukverschil	Wordt beïnvloed door meerdere factoren; vereist uitgebreide kalibratie en onderhoud.
Soort straling	Duur; schadelijk voor het menselijk lichaam; onderhevig aan diverse factoren.
Trilstang, rotatieweerstand, stemvorktype	Hoog stroomverbruik; gevoelig voor vastlopen en beschadigingen; vereist veel onderhoud.
Type op basis van radiofrequentie-admittantie	Weigering om te functioneren of onjuiste werking; problemen met de opbouw van de sonde; voldoet niet aan de eisen inzake elektromagnetische compatibiliteit; vereist intensief onderhoud.

Kortom, verouderde niveausensoren in de polyolefineproductie vertonen talrijke tekortkomingen en voldoen moeilijk aan de technische eisen die aan gekwalificeerde procesinstrumenten worden gesteld. Het is noodzakelijk om zo snel mogelijk corrigerende maatregelen te nemen en op zoek te gaan naar betrouwbaardere en geavanceerdere meettechnologieën om de veiligheid en stabiliteit van de petrochemische productie te waarborgen.