Giải pháp giám sát thời gian thực cho hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn trong nhà máy hoá dầu
24/08/2021
Giới thiệu
Là một phần nội tại của ngành năng lượng, các nhà máy hóa dầu đang vận hành nhiều thiết bị, thường trong môi trường có nhiệt độ cao. Do đó, cần có một hệ thống tản nhiệt nước tuần hoàn hiệu quả cao để đảm bảo hoạt động ổn định. Ngoài ra, điều quan trọng là phải có một giải pháp thông minh có thể cải thiện hiệu quả của hệ thống làm mát bằng nước.
Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn trong trường hợp này bao gồm bộ trao đổi nhiệt, bộ làm mát, máy bơm nước và các thiết bị liên quan khác và nó áp dụng phương pháp tuần hoàn nước để thực hiện nhiệm vụ của mình. Trong quá trình tái chế và tái sử dụng nước, nếu các thông số trao đổi nhiệt, chẳng hạn như nhiệt độ nước, áp suất nước và mực nước, không được kiểm soát tốt, cặn khoáng hoặc cặn vôi có thể xuất hiện, làm giảm hiệu quả của bộ trao đổi nhiệt. Điều này tác động không chỉ đến hiệu quả hoạt động mà còn gây lãng phí năng lượng không cần thiết.
Một khi tình huống xấu nhất xảy ra, đó là có sự cố với hệ thống làm mát, điều này sẽ dẫn đến thời gian ngừng hoạt động của toàn bộ nhà máy. Để giám sát các thông số khác nhau của bộ trao đổi nhiệt trong thời gian thực và thực hiện các chiến lược vận hành tốt nhất, đồng thời giảm tỷ lệ đóng cặn, một nhà máy hóa dầu lớn đã triển khai các giải pháp thông minh tiên tiến của Advantech để xây dựng một hệ thống giám sát nước thời gian thực thông minh. Mục tiêu không chỉ cải thiện hiệu quả tổng thể và tuổi thọ của thiết bị mà còn giảm đáng kể yêu cầu lao động trong khi thúc đẩy nhà máy tiến tới khả năng hoạt động tự chủ hoàn toàn.
Yêu cầu dự án
Trước khi triển khai hệ thống giám sát nước thời gian thực thông minh, nhiệt độ nước, áp suất nước và mực nước của thiết bị không thể được giám sát từ xa trong thời gian thực. Mặc dù nhân viên thường xuyên kiểm tra tình trạng của hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn tại mỗi địa điểm, nhưng vẫn rất khó để xác định tình trạng tổng thể của các thiết bị. Ngoài ra, khi các thông số cần điều chỉnh, nhân viên phải trực tiếp đến hiện trường và điều chỉnh chúng theo cách thủ công. Do diện tích nhà máy là hơn 700m2 nên quá trình này rất tốn thời gian và công sức. Do đó, công ty rất cần một giải pháp tổng thể để thu thập dữ liệu từ các bộ trao đổi nhiệt theo thời gian thực và hiển thị thông tin hữu ích thông qua bảng điều khiển, đồng thời cung cấp cho chúng các chức năng giám sát từ xa và điều khiển tự động hoàn chỉnh.
Giải pháp đề xuất
Để đáp ứng các yêu cầu của dự án, Advantech đã tích hợp Máy chủ biên thông minh Ei-A215, Giải pháp đám mây private Ei-A230 và DeviceOn / iEdge I.App để cung cấp các giải pháp IoT tiên tiến cho việc giám sát hệ thống tản nhiệt nước thông minh theo thời gian thực cho nhà máy hóa dầu.
- Máy tính biên: Ei-A215 là một máy chủ có thông số kỹ thuật và độ ổn định cao, đáp ứng các yêu cầu về môi trường của một địa điểm công nghiệp. Môi trường thực tế không cho phép sử dụng hệ thống mạng có dây; thay vào đó, Wi-Fi được sử dụng để thu thập và truyền dữ liệu từ các cảm biến. Giải pháp của Advantech cung cấp một edge gateway mạnh mẽ có thể hoạt động ổn định trong các điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm cao và môi trường nhiều bụi.
- Đám mây Private Cloud: Ei-A230 là một nền tảng đám mây có khả năng mở rộng và tương thích cao cho phép triển khai nhanh chóng các ứng dụng thông minh. EIS-A230 được giới thiệu trong dự án này sử dụng nền tảng Kubernetes (K8s) mở và cơ sở dữ liệu đa cơ sở dữ liệu MongoDB / PostgreSQL tích hợp sẵn, hỗ trợ kiến trúc microservice và cung cấp khả năng mở rộng và khả năng tương thích cao. Điều này cho phép nhà máy đạt được mục tiêu quản lý và điều khiển thiết bị từ xa trong một môi trường hoạt động được bảo mật cao. Nền tảng mô-đun này cũng sẽ cho phép triển khai nhanh chóng các tính năng thông minh bổ sung bất cứ khi nào cần thiết trong tương lai.
- Ứng dụng thông minh: DeviceOn / iEdge I.App phân tích dữ liệu và trình bày chúng dưới dạng các biểu đồ và đồ thị trực quan trong thời gian thực. Với mục tiêu hiện thực hóa việc tối ưu hóa quản lý, dự án này đã sử dụng công cụ quản lý DeviceOn / iEdge I.App GUI được tích hợp trong EIS-A215 để phát triển các chức năng quản lý và điều khiển thông minh khác nhau. DeviceOn / iEdge thu thập dữ liệu cảm biến trong EIS-A215 và thực hiện tính toán và phân tích thời gian thực ở biên. Dữ liệu đã xử lý ở biên được tải lên EIS-A230 và sau đó được EIS-A215 chuyển đổi thành thông số dạng biểu đồ và đồ thị trong thời gian thực, cho phép trung tâm điều khiển nắm bắt ngay lập tức và rõ ràng trạng thái của các bộ trao đổi nhiệt. Khi mức nước, áp suất nước hoặc nhiệt độ nước cần điều chỉnh, hệ thống sẽ tự động mở hoặc đóng các cửa bơm nước để xả áp hoặc xả nước trong các bộ trao đổi nhiệt.
Lợi ích của giải pháp
- Khả năng điều khiển tự động làm giảm nhu cầu vận hành thủ công bằng tay. Việc triển khai liên tục các ứng dụng thông minh bổ sung trong tương lai sẽ giúp đạt được mục tiêu vận hành hoàn toàn tự chủ.
- Hệ thống giám sát thông minh đạt được mức tiêu thụ nước hợp lý, do đó làm giảm tốc độ đóng cặn, do đó làm chậm sự ăn mòn và cải thiện vòng đời của hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn và các thiết bị liên quan.
- Tự động tối ưu hóa các thông số của bộ trao đổi nhiệt theo thời gian thực đã giúp nâng cao hiệu quả của hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cho nhà máy.
