Na indústria petroquímica, onde os ambientes de produção são caracterizados por toxicidade, riscos, inflamabilidade e explosividade, garantir a segurança das operações é de suma importância. A área de automação tem uma responsabilidade significativa tanto pela segurança da produção quanto pela proteção ambiental. Em 2019, o nacional APS (Sistema Avançado de Controle de Processos) Foram emitidos requisitos técnicos que estabelecem padrões rigorosos para a aplicação de tecnologias de automação. Como componente essencial dos sistemas de automação, a tecnologia de instrumentação de processos desempenha um papel fundamental na manutenção da segurança da produção e da estabilidade operacional. No entanto, há problemas com sensores de nível obsoletos na produção de poliolefinas, o que representa riscos potenciais para uma operação segura e confiável.
I. Características técnicas dos instrumentos de processo qualificados
| Número de série | Características técnicas | Conteúdo específico |
|---|---|---|
| 1 | Medição precisa em todas as condições de trabalho | A base para uma proteção e regulação totalmente automáticas e ininterruptas, permitindo medições precisas em quaisquer condições de trabalho em cenários específicos. |
| 2 | Sem necessidade de manutenção | Reduz as necessidades de manutenção, evita acidentes relacionados ao controle e diminui os custos de manutenção e os riscos potenciais à segurança pessoal. |
| 3 | Boa compatibilidade eletromagnética | Garante a segurança. |
| 4 | Baixo consumo de energia | Garante a longa vida útil do compartimento eletrônico do instrumento e melhora a taxa de atualização dos dados. |
| 5 | Projeto estrutural de componentes fixos | Evita interferências de fatores como o estado do meio, aumentando a confiabilidade. |
| 6 | Reunião sobre qualidade de medição e controle, atendendo aos requisitos do processo no local | Atende aos requisitos de qualidade dos processos de produção no local para medição e controle. |
| 7 | Garantia do material e estrutura robusta | Garante a confiabilidade do instrumento. |
| 8 | Tecnologia de medição e controle de ampla aplicação | Pode ser aplicado em diversas condições de trabalho e ambientes. |
| 10 | Modo de aplicação relativamente eficiente em termos energéticos (aplicação com isolamento térmico completo) | Reduz o consumo de energia. |
II. Análise das deficiências técnicas nas tecnologias tradicionais de medição de nível (nível de material) em unidades de poliolefinas
(1) Produtos com tecnologia de radar (radar de ondas guiadas)—KACISE
- Princípio de medição: Funciona com base no princípio da emissão linear.
- Deficiências técnicas: O trajeto de medição está sujeito a interferências causadas por vapor, acúmulo de material e condensação. Em aplicações de alta pressão, as diferenças nos coeficientes de expansão térmica entre metais e isolantes levam a problemas de vedação. Vazamentos condutivos podem comprometer o isolamento, tornando o instrumento inoperante. Essas limitações impedem medições precisas em condições reais em instalações de produção petroquímica, o que constitui a razão fundamental para a adoção limitada dessa tecnologia no setor.
(2) Produtos com tecnologia do tipo deslocador (flutuante)—KOBOLD
- Princípio de medição: Mede o nível do líquido com base nas variações de flutuabilidade de um flutuador.
- Deficiências técnicas: Contém componentes móveis que tendem a emperrar devido à formação de crostas, cristalização ou outros fatores relacionados ao material. A precisão da medição é afetada por variações na densidade do meio, e a carga de trabalho de manutenção é elevada. Essa tecnologia viola vários critérios para instrumentação de processo qualificada e é considerada obsoleta, necessitando de eliminação urgente.
(3) Produtos com tecnologia magnetostritiva—ABB
- Princípio de medição: Utiliza o efeito magnetostritivo para medir o nível.
- Deficiências técnicas: Herda todas as desvantagens das tecnologias com peças móveis e se caracteriza, além disso, pelo alto consumo de energia, pela vulnerabilidade a danos e por certificações à prova de explosão falsificadas (as sondas são energizadas e conduzem alta corrente, o que viola as normas de certificação à prova de explosão; o projeto do circuito interno também não atende aos requisitos de segurança intrínseca). Essas questões representam graves violações das normas para instrumentação de processo qualificada.
(4) Produtos de tecnologia de pressão diferencial
- Princípio de medição: Mede o nível por meio da detecção da deformação de um diafragma de tensão.
- Deficiências técnicas: São afetados por fatores como pressão de vácuo, acúmulo de meio e obstruções nas portas de amostragem. Esses dispositivos exigem calibração e manutenção frequentes. Há uma tendência crescente de substituí-los por instrumentos especializados de medição de nível baseados em outras tecnologias.
(5) Produtos de tecnologia nuclear (baseados em radiação)
- Princípio de medição: Utiliza a radiação emitida por materiais radioativos para medir o nível do material.
- Deficiências técnicas: Alto custo, riscos potenciais à saúde humana e sensibilidade a variações na concentração de gás e na desintegração da fonte radioativa. Embora seja capaz de lidar com cenários complexos de medição, essa tecnologia justifica a busca por alternativas mais seguras e práticas.
(6) Tecnologias de interruptores eletrônicos do tipo haste vibratória, pá rotativa e diapasão
- Princípio de medição: Detecta o nível de um líquido ou material por meio da vibração ou obstrução de um elemento sensor.
- Deficiências técnicas: Esses produtos se caracterizam pelo alto consumo de energia, pela suscetibilidade a emperramento ou desgaste e pelas elevadas exigências de manutenção.
(7) Produtos da tecnologia de admitância de RF—AMETEK
- Princípio de medição: Detecta o nível com base na admitância de radiofrequência.
- Deficiências técnicas: Falsos positivos e falhas frequentes; o desvio de medição é significativo sob flutuações de temperatura (normalmente em torno de 7 pF em toda a faixa de temperatura). A estrutura da sonda é propensa a deformações e não resiste a impactos de materiais. O mercado oferece uma ampla variedade de produtos com qualidade variável, e alguns não atendem às normas de compatibilidade eletromagnética (EMC). O desvio induzido pela temperatura pode causar falhas na medição, levar a um aumento na manutenção e até mesmo representar riscos de lesões pessoais.
III. Resumo
| Tipo técnico do produto | Defeitos técnicos |
|---|---|
| Radar (radar de ondas guiadas) | Sujeito a múltiplas interferências; problemas de vedação sob alta pressão impedem o uso normal. |
| Tipo de tambor flutuante | Tende a emperrar; é afetado por variações na densidade do meio; requer muita manutenção. |
| Tipo magnetostritivo | Alto consumo de energia; vulnerável; certificados de proteção contra explosão falsificados. |
| Tipo de pressão diferencial | É afetado por diversos fatores; requer calibração e manutenção intensivas. |
| Tipo de radiação | Caro; prejudicial ao corpo humano; influenciado por diversos fatores. |
| Haste vibratória, resistência rotacional, tipo diapasão | Alto consumo de energia; propenso a emperramentos e danos; requer muita manutenção. |
| Tipo de admitância por radiofrequência | Recusa em funcionar ou funcionamento incorreto; problemas na estrutura da sonda; não atende aos requisitos de compatibilidade eletromagnética; requer muita manutenção. |
Em resumo, os problemas relacionados aos sensores de nível de geração anterior na produção de poliolefinas apresentam inúmeras falhas e dificultam o cumprimento dos requisitos técnicos exigidos para instrumentos de processo qualificados. É necessário realizar as correções o mais rápido possível e explorar tecnologias de medição mais confiáveis e avançadas para garantir a segurança e a estabilidade da produção petroquímica.
