fbpx

IoT мониторинг конденсатоотводчиков через LoRaWAN

10 ноября 2020
Блог > IoT для Industry 4.0 > IoT мониторинг конденсатоотводчиков через LoRaWAN

Интернет вещей в промышленности способен справиться даже с контролем работы конденсатоотводчиков. Беспроводные ультразвуковые датчики могут обнаружить проблему в работе паровых теплообменников еще на ранних стадиях, они же помогут сократить паропотребление, чтобы сэкономить расходы предприятия. Посмотрим же на основные проблемы конденсатоотводчиков и их IIoT решения.

 

Что такое конденсатоотводчики, или ловушки пара (steam traps)?

 

Из бойлера паровой системы предприятия пар выходит с почти 100% долей насыщенности. Его нагрев падает по мере того как пар проходит через завод или фабрику, и часть этого пара конденсируется, собираясь в низинных местах теплообменных аппаратов. Конденсат провоцирует появление гидроударов, перепады давления в трубах, нарушение теплопередачи и другие проблемы, о которых мы расскажем ниже. Конденсатоотводчики как раз предназначены для отвода конденсата из паропроводов с минимальными потерями пара, отсюда и английское название устройств – steam traps, ловушки пара.

Если конденсатоотводчики ломаются:
• появляется угроза здоровью персонала из-за неисправного оборудования
• снижается качество продукции и ее производительность
• повышаются затраты на обслуживание оборудования
• повышается расход топлива, а от этого — затраты на энергоносители
• работа предприятия не соответствует экологическим требованиям и нормативам

Принцип работы конденсатоотводчиков похож на автоматический клапан, который открывается и закрывается для отвода конденсата и воздуха из трубопровода. Сломаться он может как в закрытом, так и в открытом состоянии.

 

Если сломался закрытый конденсатоотводчик

 

Появляется риск гидравлического удара

Гидравлический удар – это состояние, при котором капли жидкости застревают между массами пара и сильно ускоряются в движении. При ускорении капли могут создавать эффект молотка и наносить серьезные повреждения оборудованию завода. Это чревато не только дополнительными затратами на ремонт и замену машин, но и ставит под угрозу безопасность коллектива. Утечки в трубках теплообменника, вылет лопастей турбин, истончение стенок по внешнему краю изгиба трубы – это чем опасен гидроудар и чего можно избежать, отслеживая работу конденсатоотводчика.

Снижается термодинамическая эффективность

Вода, которая не удаляется из паровой системы, собирается в её нижних точках и в заводском оборудовании. Одно из самых популярных мест оседания — теплообменники. Оседая там, паровой конденсат будет покрывать трубы теплообменника, нарушая теплопередачу. Снижение температуры в паровой системе приводит к замедлению производственных процессов, влияет на качество продукции и понижает производительность.

Например, на предприятии по изготовлению шин из-за отказа конденсатоотводчика приходится перерабатывать целые партии. Контрольная температура обработки шин во время вулканизации выходит за свои пределы, что повышает объемы производственного брака и влечет финансовые убытки.

Случаются резкие перепады давления и разрывается паропровод

Осевший конденсат может превращаться в пар, если давление в системе падает. Во время испарения любое включение или выключение насоса приводит к резким скачкам давления в трубах. Сильная нагрузка на уплотнители, прокладки, резьбу соединений паропровода приводит к повреждению оборудования предприятия и подвергает риску здоровье персонала.

 

Если сломался открытый конденсатоотводчик

 

Когда конденсатоотводчики выходят из строя в открытом состоянии, они постоянно пропускают пар. Если же конденсатоотводчик не был подобран с повышенной пропускной способностью, появляется необходимость в его ручной продувке, что также влечет большой расход пара. Увеличение объемов пролетного пара не угрожает технологическому процессу или безопасности сотрудников, но существенно влияет на чистую прибыль предприятия.

 

IoT мониторинг паропроводов Интернет вещей для конденсатоотводчиков
чрезмерные потери пара

 

Растут затраты на топливо

Конденсатоотводчики больших паропроводов с высоким давлением могут пропускать пар более 300 кг/час. В зависимости от стоимости пара на предприятии затраты на оплату пролетного пара могут превосходить миллион гривен в год.

Повышается нагрузка на котел

Со временем пролет пара увеличивается, а эффективность пароконденсатной установки снижается. Руководитель одной нефтеперерабатывающей компании подсчитал, что из-за неисправных конденсатоотводчиков 20% производимого пара безвозвратно терялись, создавая фантомную нагрузку на паровой котел. Предприятие сэкономило средства, модернизируя свои конденсатоотводчики вместо покупки дополнительного котла и еще большего увеличения мощности.

Из-за маленькой пропускной способности или неправильной установки конденсатоотводчиков для пара иногда приходится открывать байпасы или проводить ручной продув системы пароиспользования. Таким образом можно быстро запустить теплообменник и сбросить конденсат, но в то же время вы тратите больше ресурсов и потребляемой мощности на прогрев котла. К тому же, с увеличением затрат на топливо растет и ваш вклад в загрязнение окружающей среды от сжигания большего количества ископаемых.

 

Частота отказов конденсатоотводчика

 

Согласно исследованию компании Эмерсон в 2011-2013 годах, отказы конденсатоотводчиков находятся на уровне 15%-20% в год.

Есть несколько видов контроля работы конденсатоотводчиков, в основном они проверяются вручную работниками предприятия. Каждый метод мониторинга требует определенную квалификацию специалиста и специальное оборудование, но все равно многие проблемы остаются незамеченными в течение долгого времени. Человек может принять пролетный пар за пар вторичного вскипания или не услышать шумы во время ультразвуковой проверки конденсатоотводчика, из-за чего растет риск аварии, незапланированных остановок производства и ремонта оборудования на сотни тысяч гривен.

 

Как Интернет вещей с LoRaWAN защитит трубы от конденсата?

 

Типов конденсатоотводчиков много, они могут находиться в труднодоступных местах, поэтому стоит использовать Интернет вещей для мониторинга. В IoT системах мониторинга производственного оборудования беспроводные датчики LoRaWAN крепятся на зонд или рукав над конденсатоотводчиком и каждые 15 секунд отправляют информацию о показателях его работы. Если появляются первичные признаки поломки: изменение температуры на входах и выходах, изменение давления в трубопроводах пара — сеть LoRaWAN сразу же отправляет уведомление диспетчерам паровых систем.

Как применяется Интернет вещей для защиты труб от конденсата?

LoRaWAN устройства отправляют уведомление, если показатели работы конденсатоотводчика меняются:
• термопары фиксируют перепады на входах и выходах конденсатоотводчика
• замечен резкий перепад давления в трубах
• ультразвуковые датчики уровня жидкости сообщают, если в ловушке пара слишком много конденсата
промышленные датчики температуры передают сигнал, если падает температура стенок конденсатоотводчика

Как получить уведомление, что сломался конденсатоотводчик?

Датчики передают данные на сервер, а оттуда – куда вам удобно. Это может быть Телеграм бот, консоль для управления на компьютере или частное корпоративное облако. Вы решаете, у кого из персонала будет доступ к IoT платформе и дашбордам, как часто LoRaWAN устройства должны отправлять показатели и как должна реагировать сеть LoRaWAN в случае обнаружения проблемы.

Насколько экономна IoT сеть?

Когда датчики не передают данные, они находятся в спящем режиме, поэтому они не требуют частого обслуживания, заряда батареи обычно хватает на 3-5 лет. Благодаря датчикам вы моментально будете знать о первичных признаках поломки конденсатоотводчика, и если вы незамедлительно его осмотрите и устраните проблему, сможете избежать гидроудара в настоящем и сэкономить на ремонте оборудования в будущем.

Как протестировать Интернет вещей в Украине?

Вы можете заказать датчики для тестового использования у нас. iotji предоставляет большой выбор IoT устройств для промышленных сетевых протоколов, в том числе и лораван технологии, для отслеживания работы конденсатоотводчиков. Заполните форму ниже или напишите нам на sales@iotji.io, и мы предоставим квалифицированную консультацию по применению Интернета вещей для мониторинга промышленного оборудования.

Контакты

Адрес:

ул. Маричанская, 18, г. Киев, 03040, Украина

Тел/факс:

+380 44 323 88 88

E-mail:

sales@iotji.io

whatsapp

Whatsapp:

+380674446850

Связаться с нами





    Заказать звонок
    +
    Жду звонка!
    Call Now Button