为了更好地管理燃烧器,关注火焰

更安全、更高效的燃烧设备性能的五步指导。

通过雅各Swafford 2019年8月2日

燃烧设备,如锅炉、加热器和熔炉,几乎在所有工业中都有发现,作为工厂安全问题领域,经常被忽视。幸运的是,公司可以采取措施改进其燃烧器管理系统(BMS),确保关键的燃烧设备安全高效地运行。无论工厂是从头开始建造,还是组织正在寻求改进现有的BMS设备,工厂决策者都应该考虑五个关键问题,以帮助确保燃烧系统每次都能可靠地燃烧。

1.确保安全、高效运行

BMS性能和工厂性能是相辅相成的。一个设计糟糕的系统,经常成为虚假起下钻、点火问题和难以排除故障的受害者,可能仍然可以保护工厂设备和人员,但这些起下钻导致的过程中断可能会严重影响工厂的可操作性和性能。

BMS提供关键的燃烧安全功能。当BMS管理燃烧装置的安全点火、启动和关闭时,它会监控不安全情况的过程。为了保护人员和工厂,系统必须设计得当,并在设备的生命周期内表现良好。

为了避免在操作和维护对BMS故障进行故障排除时造成生产损失,系统应在选择和维护现场设备、利用安全等级设备、收集和分析关键BMS数据以及使用顺序方法进行逻辑设计方面纳入最佳实践。BMS的最佳实践确保了安全状况的识别和考虑,使作业者能够快速、可靠地识别出故障原因(见图1)。

2.序列的方法

最老的遗留系统使用继电器面板来执行安全逻辑序列。这些大型的硬连线布尔逻辑安装相对可靠,但难以排除故障或进行更改。随着技术的进步,硬连线继电器面板被可编程逻辑控制器(plc)所取代,plc是一种用软件模拟继电器逻辑的专用计算机。这使得安全序列修改比继电器逻辑更容易。

基于序列的配置改变了BMS逻辑的范式。安全顺序很容易理解。从一个步骤移动到下一个步骤所需的权限和操作人员操作都有文档记录。明确定义了与每个步骤相关的输出。燃烧器的BMS逻辑被定义并记录在一个小的电子表格中。

3.整体方法

最佳实践BMS实践始于整体管理方法,包括外部传感设备,执行器,甚至与燃料输送相关的工艺管道。组件维护与BMS硬件和软件的维护一样重要。如果系统主干不能正常工作,BMS就不能完全有效。

努力确保BMS可用性的组织应该采取全面的方法来维护、评估和维护连接到燃烧系统的所有设备。无论BMS增强是对遗留系统的更新还是新的实现,了解系统与其设备之间的互连性都是至关重要的。

改造现有系统。全面的系统评估有助于确保bms符合当前的行业规范和建议的做法。

将燃烧器管理提高到现行标准是必要的,也是法律日益要求的。更新完成后,寻找可以简化逻辑和改进数据收集的地方是有益的。

改造项目通常是消除传感器设备的串联布线和用变送器取代开关的机会。当许多BMS首次安装时,将多个传感器串联到单个控制器输入可以节省资金。多年以后,这种配置增加了故障排除的复杂性。

同样,在许多情况下,在初始安装阶段购买开关的费用并不贵。如今,它们不再提供能够提高系统可用性的诊断功能。

确保对现有BMS安装进行改造的另一种方法是执行全面的现场调查。在传统系统中,经常会发现需要纠正的现场问题,包括传感设备缺失、安装的设备未列入安全服务清单以及排气管道尺寸不足等。现场调查可以帮助更新团队了解总体情况,从而更容易确保最终产品在设备的整个生命周期中都能带来好处。

格林菲尔德的实现。在制定BMS安装规范时,请注意现场设备。传感器或执行器问题导致BMS可靠性问题。为避免此类问题再次发生,请选择合适的设备并确保正确的安装。确保所有设备遵循最佳实践的最简单方法是执行全面的现场调查。

无论是进行改造升级还是新建安装,现场调查都可以帮助实施团队减少计划外停机并提高故障排除效率。调查可以帮助团队确定利用智能仪器和智能BMS进行改进的地方。最好的仪器和工具集不仅可以引导用户完成设备启动的每个顺序,而且在发生故障的情况下,可以快速确定故障的确切原因。通常,利用可信赖的专家合作伙伴的帮助可以增加站点调查的好处(参见图2)。

4.SIL等级和集成系统

尽管安全完整性等级(SIL)评级并不总是适用于与火加热设备相关的安全功能,但当今的标准和最佳实践要求使用带有SIL评级的控制硬件。无论硬件是否采用SIL认证来满足公司指导方针或遵守法律要求,利用该评级可以确定所选的BMS是否满足组织的风险承受能力。

sil级控制器包括功能和诊断,使其特别适合安全应用。基于内置SIL硬件诊断的优势,在安全解决方案设计中节省的成本通常可以抵消SIL设备的成本。一些选择不使用sil级控制器的组织必须采取额外的步骤,甚至添加组件来证明该解决方案可以安全地启动设备。此外,由于sil级设备显著降低了故障概率,相应降低了安全设备风险,这意味着更少的问题事件和更少的停机时间。

集成系统可以节省更多的成本。在设计BMS时,与任何安全仪表系统(SIS)一样,安全功能必须在物理上或逻辑上与控制系统分离。利用逻辑分离的优势,可以根据行业标准分离安全功能,同时保持系统与整体过程控制的集成。

集成的控制体系结构通常会显著降低生命周期的操作和维护成本。集成系统简化了工程设计,快速节省了前端成本。在系统投入生产后,集成硬件的使用允许工厂管理一个系统而不是两个系统,其结果是在整个生命周期中驱动价值(见图3)。现代自动化系统可以提供单个系统的所有好处,同时仍然保持逻辑求解器所需的分离。

5.用户界面至关重要

安全逻辑设计的顺序方法允许组织构建改进的用户界面,使用最佳实践设计,以帮助人员更快、更有效地对BMS中发生的情况做出反应。燃烧器管理序列使用清晰直观的图形呈现,清楚地区分了所有可能的状态,并突出了过程的活跃阶段。

排序方法还允许组织定制BMS接口,以满足其工厂的需求。不同的站点可能需要操作交互来启动流程的不同部分,或者可以选择自动推进过去的单个步骤。排序方法使这种定制设计易于实现。

正确的燃烧设备的启动、关闭和运行对工厂的安全和运行至关重要。应用现代最佳实践策略来构建、更新或维护BMS可以提高关键流程的安全性和延长正常运行时间,从而带来可观的收益。无论是安装全新的BMS,还是寻找提高现有系统可用性的方法,利用技术进步都能在设备生命周期内提高功能并降低总拥有成本。

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作者简介:Jacob Swafford是艾默生北美分公司DeltaV平台的主管。