Drift och underhållsteknik, ritningsschemaläsning,

Transkript

1 Drift och underhållsteknik, ritningsschemaläsning, ellära, styr och reglerteknik Yrkeshögskolan i Hallsberg Biogasteknik 2013 BG 4 Grupp C.R.A.M.P.N

2 Förord Syftet med det här projektarbetet och rapporten som vi har skrivit tillsammans är att lära oss mer om hur maskiner och komponenter på en biogasanläggning är kopplade och hur de styrs av datoriserade system men även hur resultatet av produktionen styrs av kunskapen kring drift och underhåll. Det kan uppstå problem på en anläggning och det är viktigt att man som driftpersonal vet hur man ska gå till väga för att kunna lokalisera och förhindra problem och i värsta fall utföra reparationer när komponenter har gått sönder. Det är detta som projektarbetet och vår rapport handlar om men även hur man läser kopplingsscheman och kan förstå hur elektricitet kommer in i bilden. Denna rapport är skriven av Adam Gustafsson, Christina Lyktberg, Mona Kwok, Niklas Ek och Regina Eriksson. Projektledare var Christina Lyktberg. Handledare var My Soling och Patric Lundfeldt. Vi vill rikta ett stor tack till Skebäcksverket, Örebro Kommun Fredrik Utterbäck Jari Riihinen Swedish Biogas AB, Lidköping Anders Blomqvist Bo Lindberg

3 Sammanfattning Allmän beskrivning av anläggningen CRAMPN AB biogasanläggning ägs och drivs av Hallsbergs kommun. Målet med vår biogasanläggning är att öka användandet av förnybart bränsle i kommun och dess omkringliggande kommuner. Anläggningen är en samrötningsanläggning där hushållsavfall och restprodukter från lantbruket rötas tillsammans i en syrefri miljö. Anläggningen har en kapacitet på 48 GWh fordonsgas per år, något som motsvarar fem miljoner liter bensin. Genom att du källsorterar bidrar du till möjligheten för Hallsbergs kommun att producera marknadens mest klimatsmarta bränsle. Vid eventuella frågor kontakta verksamhetschef Anders Andersson. Tillsynsmyndigheten är Nerikes Räddningstjänst. Processbeskrivningen Substratet som behandlas i anläggningen är matavfall samt grödor. I processbeskrivningen förklaras det på ett enkelt sätt gången hur substratet går igenom anläggningen så gas bildas. I beskrivningen finns objektsnamnen utskrivna, vilka du även hittar på processchemat, dimensioneringen, funktionsbeskrivningen, objekt och instrumenteringslistan, checklistan för underhållet, larmlistan och el-dokumentationen. Syftet med denna beskrivning är att man ska få förståelse över hur anläggningens processer fungerar. Även under processbeskrivningen förklaras det hur elförsörjningen sker, om det finns förregleringar, automation eller annat som styr processen vid eventuella driftfall. Processchema Processchemat visar överskådligt processen över tillverkningen, flödesvägar för alla medier såsom gas, substrat och vatten. Den innehåller även samtliga komponenter, instrument och objekt med symboler samt dess benämningar t.ex. OR01 för Omrörare 01 och RGV03 för Styrventil 03. Det kan vara speciellt användbart för utomstående personal samt inhyrda reparatörer att ha ett processchema att hänvisa till. Dimensionering Vi tar emot ton substrat av hushållsavfall och lantbruksrester per år. Anläggningen producerar 3 miljoner Nm 3 fordonsgas per år och m 3 biogödsel/år. Vi har fördjupat oss i dessa objekt i vår anläggning. Flygt omrörare OR01, Flygt flödesmätare FM01, Siemens nivågivare NVG01, EVPO avstängningsventil AVST01 och Siemens termometer TM01. Funktionsbeskrivning Funktionsbeskrivningen klargör för vad de olika objekten i vår anläggning har för funktion. Den talar om vad objektet klarar av för media och hur det styr vissa delar i anläggningen. Funktionsbeskrivningen talar om vilka möjliga driftfall som kan uppstå i de olika objekten vi har i vår anläggning, och även hur objekten drivs i olika omkopplarläge. Den förklarar också vilka larm

4 som kan uppstå och hur man går tillväga för att återställa dessa. I funktionsbeskrivningen redovisas vilka inställningar man kan utföra på objekten. Objekt och instrumentering Objekt och instrumenteringen innehåller separata drift- och skötselmanualer för utrustning som finns i anläggningen. Vanligtvis finns en förteckning över innehållet i början så att man snabbare och enklare kan orientera sig. Den är ofta uppdelad i två stycken så att man både kan söka på funktion och på objektnamn. Checklista för underhåll I en checklista för underhåll kan man orientera sig i hur och när underhåll och kontroller på objekten i anläggningen skall utföras. Här framgår vad som ska göras och när det ska göras med varje objekt, såsom hur ofta man ska kontrollera delarna och vad som ska kontrolleras. Det framgår också vilka delar som behöver bytas, smörjas eller kanske rengöras. Objektnamnen är också listade i en checklista för underhåll så att man snabbt och smidigt kan hitta de olika objekten. Larmlista En larmlista består av alla objekt som finns på en anläggning och där larm kan ske. Det är inte objekten som ger larm utan det är övervakningen genom dator eller en central enhet som skickar larmet. I listan skall det framgå objektnamnet, larmkoden, klartext och vilken klassningen på larmet det är. Oftast används Excell till att göra en tabell för att det går att användas till flera olika datorbaserade system. Det finns tre klasser på larmen: A Larm = Kräver omedelbar åtgärd B Larm = Kan åtgärdas nästa dag C Larm = För information, dags att beställa t ex kemikalier El-dokumentation El- dokumentationen gäller allt som är av vikt för kraftförsörjning-, manöver-, koppling- och layout för objekt. Målet är att ha scheman eller ritningar över elanläggningen som elektrikerna kan gå efter.

5 Innehållsförteckning Innehållsförteckning... 5 Allmän beskrivning av anläggningen... 1 Förklaring för allmän beskrivning av anläggningen... 2 Processbeskrivning... 3 Rötkammare (RK01)... 3 Rötrestlager (RL01)... 3 Provtagningspunkt (PTP01)... 3 Instrument... 3 Kondensfälla (KF01)... 3 Gasklocka (GK01)... 3 Fackla (FKL01)... 4 Partikelfilter (PF01)... 4 Tryckstegringsenhet (fläkt) (TSF01)... 4 Kraftförsörjning på CRAMPN Biogasanläggning... 5 Nätövervakning/Uppstart efter nätavbrott... 6 Förklaring för processbeskrivning... 8 Processchema... 9 Förklaring för processchema Dimensionering NVÅ01 Nivågivare LTU AVST01 Avstängningsventil EPVO Förklaring för dimensionering Funktionsbeskrivning OR01 Omrörare Flygt SR FM01 Flödesmätare SITRANS F C MASS 6000 Ex d (FM01) AVST01 Avstängningsventil EPVO Uni Geräte TM01 Termometer SITRANS TF280 Wireless Förklaring för funktionsbeskrivning Objekt och instrumentering Förklaring för objekt och instrumentering Checklista för underhåll Checklista Förklaring för checklista för underhåll Larmlista Förklaring för larmlista El dokumentation Layout på apparatskåp (KC01) Apparatlista för apparatskåpet (KC01) Elschema med huvudkrets och styrkrets för apparatskåp (KC01) till pumpstation Elschema omrörare (OM01) med huvudkrets och styrkrets Elschema för slampump med huvudkrets och styrkrets Elschema över centrifug med huvudkrets och styrkrets Elschema med ett exempel på en manöverkopplare Elschema över flödesmätare (FM01) för flödet över polymer Elschemat över avstängningsventil (AVST01) Plintradslistan för apparatskåp (KC01) Förklaring för el dokumentation Diskussion... 42

6 Allmän beskrivning av anläggningen CRAMPN AB CRAMPN AB biogasanläggning ägs och drivs av Hallsbergs kommun. Biogasanläggningen är belägen 7 km söder om Hallsberg, i Blåbergaskogen. Målet med vår biogasanläggning är att öka användandet av förnybart bränsle i kommun och dess omkringliggande kommuner. Biogas är det mest klimatsmarta bränslet på marknaden i dag och har ingen påverkan på växthuseffekten. Anläggningen har tillstånd enligt beslut Länsstyrelsen: dnr , daterat CRAMPN AB biogasanläggning Anläggningen är en samrötningsanläggning där hushållsavfall och restprodukter från lantbruket rötas tillsammans i en syrefri miljö. Anläggningen har en kapacitet på 48 GWh fordonsgas per år, något som motsvarar fem miljoner liter bensin. Vid framställning av biogas får man även fram något som kallas rötrest. Denna rötrest går i sin tur tillbaka till de lantbruk som restprodukterna kommer ifrån där den används som gödningsmedel på odlingsmarkerna. På CRAMPN AB biogasanläggning finns en tankstation upprättade för så väl kommunens bussar och personbilar. Hallsbergs kommuninvånare Som invånare i Hallsbergs kommun har du stor betydelse för CRAMPN AB biogasanläggning. Genom att du källsorterar ditt hushållsavfall, som är en viktig råvara vid framställning av biogas, bidrar du till möjligheten för Hallsbergs kommun att producera marknadens mest klimatsmarta bränsle. Restprodukter från lantbrukarna Restprodukter som grödor och gödsel är en viktig del i biogasens kretslopp. Grödor och gödsel bidrar till framställning av biogas, som i sin tur bidrar till rötrest som kan återföras till åkermarkerna. På så sätt återsluts hela kretsloppet. Kontakt Vid eventuella frågor om CRAMPN AB biogasanläggning kontakta verksamhetschef Anders Andersson Tel: Mailadress: anders.andersson@crampn.se Tillsynsmyndighet: Nerikes Räddningstjänst Tel: Tillståndsmyndighet: Länsstyrelsen Tel: Senast uppdaterad:

7 Förklaring för allmän beskrivning av anläggningen En allmän beskrivning av en anläggning ska förklara vad som görs på den specifika anläggningen och vem som äger och driver den samma. Var anläggningen är placerad bör också framgå i denna beskrivning. Även kontaktuppgifter till anläggningen så att den som har eventuella frågor har möjlighet ta kontakt med någon för att få svar på dessa. Information om vem som är den aktuella verksamhetschefen ska framgå av beskrivningen. Man ska kunna se vilka myndigheter som ansvarar för tillsynen och kontaktuppgifter till dessa ska också kunna utläsas av beskrivningen. 2

8 Processbeskrivning Substratet som behandlas i anläggningen är matavfall samt restprodukter från närliggande lantbruksgårdar (grödor). I rötkammaren tillsätter vi järnklorid som fällningsmedel till substratet för att undvika skumningsproblem. Vid normala förhållanden drivs processen i lågtrycksgassystemet i CRAMPN AB biogasanläggning såhär: Rötkammare (RK01) Substratet rötas i rötkammaren (RK01). I rötkammaren blandas substratet med hjälp av en strålomrörare (STO01). Rötkammaren värms upp av värmeväxlare (VVX01). Cirkulation av slammet sker med en cirkulationspump (CPU01). En säkerhetsventil (SHV01) finns på rötkammaren (RK01) om trycket behöver regleras akut. Bräddavloppet (BA01) kan avlägsna rötrest i rötkammaren (RK01) om flödet är för högt. Manluckan (ML01) används vid behov när underhåll ska göras i rötkammaren (RK01). Rötresten förs över till rötrestlager (RL01) och rötgasen stiger till gasledningarna och styrventil (RGV01). Rötrestlager (RL01) Rötresten samlas i rötrestlagret (RL01) innan det ska avvattnas. Nivågivaren (NVÅ01) mäter nivån av slam i rötrestlagret (RL01). Propelleromröraren (OR01) blandar rötresten så att ytterligare gas kan utvinnas till gassystemet. Säkerhetsventil (SHV02) på rötrestlagret (RL01) kan användas för att minska trycket i lagret. Provtagningspunkt (PTP01) Rötgasen stiger genom styrventil (RGV01) förbi provtagningspunkt (PTP01) till stängventil (SV01). Från rötrestlagret (RL01) stiger rötgas genom stängventilerna (SV03) (SV01) till gasledningarna. Instrument Från stängventil (SV01) förs gasen genom instrumenten gasflödesmätare (GFM01), tryckgivare (PM01) och temperaturmätare (TM01) till stängventilen (SV02). Kondensfälla (KF01) Kondensfälla (KF01) avlägsnar vatten från den passerande gasen i gassystemet genom stängventilerna (SV02) (SV04). Gasen förs vidare genom stängventil (SV02), förbi provtagningspunkt (PTP02) till styrventil (RGV02). Genom styrventil (RGV02) och förbi tryckgivare (PM02) förs gasen in i gasklockan (GK01). Gasklocka (GK01) Gasklockan (GK01) med membrantak mäter gasflödet och samlar gasen. Kondensfälla (KF02) fångar upp vatten som gasen fört med sig till gasklockan (GK01). Säkerhetsventilen (SHV03) kan öppnas vid akut behov av att sänka trycket. 3

9 Fackla (FKL01) Genom styrventil (RGV02) förbi gasflödesmätare (GFM02) och tryckgivare (PM03) passerar gasen styrventil (RGV03). Från styrventil (RGV03) passerar gasen provtagningspunkt (PTP03) och flamspärr (FSP01) till facklan (FKL01). Facklan (FKL01) förbränner den överblivna gasen. Flamspärr (FSP01) förhindrar att eld kan föras in i gassystemet. Partikelfilter (PF01) Från styrventil (RGV03) passerar gasen partikelfilter (PF01). Partikelfilter (PF01) hindrar större partiklar att följa med till uppgraderingen av gasen. Tryckstegringsenhet (fläkt) (TSF01) Från partikelfilter (PF01) går gasen genom tryckstegringsfläkten (TSF01). Tryckstegringsfläkten (TSF01) ska höja trycket på gasen med ett par bars övertryck. Efter tryckstegringsfläkten (TSF01) passerar gasen gasflödesmätare (GFM03), tryckgivare (PM04) och temperaturmätare (TM02) innan uppgraderingen av rötgasen. 4

10 Kraftförsörjning på CRAMPN Biogasanläggning Inkommande spänning på Volt levereras från EON till ställverket (A1) på området. Transformator förvandlar ned elen till 400 Volt och därifrån finns det en nedgrävd matarkabel ut till apparatskåpet (KC01) i gasreningsrummet. Matningen till fordonsgasen (gasreningen) är tre parallella kablar AKKJ 3x150/41 och har spänningen 400 Volt och 630 A. Matningen från kraftfördelningsskåpet (KC01) vid fordonsgasen är 400 Volt och det fördelas till både frekvensomformarna (OMR01 och OMR02) och PLC-skåpet (SC01). Man drar alltid tre fasmatningar till skåp och frekvensomformare när motor effekterna är stora, och i PLC-skåp fördelar man isär trefas gruppen till de olika delarna.(en fas). Nödkraftsgeneratorn ger 600 K.V.A och 865A / 400 volt och det försörjer det bara viktigaste här, inkommande pumpar och viss prioriterad kraft till server rummet. Illustration över CRAMPN Biogasanläggnings elförsörjning Foto: Regina Eriksson och Christina Lyktberg 5

11 Nätövervakning/Uppstart efter nätavbrott På inkommande kraft i apparatskåp (KC01) finns nätspänningsövervakning med en nätvakt (EV10). Vid kortare nätbortfall under 5 sek ges larmet "Nätfel KC01 och vid längre nätbortfall över 60 sek ges larmet Nätavbrott KC01. Uppstarten av anläggningen efter ett nätavbrott kan ske i fem olika steg med ställbara tidsfördröjningar. Detta för att förhindra att alla objekt startar samtidigt och ger stora strömspikar som kan förstöra utrustningen samt att kunna blockera bort larm på mätsignaler tills processen åter kommit igång. I gasreningsrummet finns kraftskåp (KC01), centralskåp med säkringar (CC01) och styrskåp med PLC (SC01). Strömmen fördelas ut i anläggning från detta styrskåp (SC01). Illustration: Christina Lyktberg 6

12 Vid större avbrott så finns det en stor reservkraftsmotor som startas manuellt vid behov. Eventuellt så måste objekten stängas av manuellt på manöveromkopplaren om man inte vill ha dem i drift. Foto: Regina Eriksson Överordnad datorarbetsplats med Cactus Eye Med det centrala driftövervakningssystemet Cactus Eye övervakas och manövereras hela anläggningen. Via fibernät sker kommunikationen tillsammans med en omvandlare TCP/IP som finns i apparatskåpet (KC01). Ute i respektive anläggningsdelar som tillhör CRAMPN Biogasanläggning sitter det PLC:er som skickar signaler till driftövervakningssystemet. Därifrån får driftpersonalen all information om vilka eller vilket larm som har gått och måste åtgärdas. På respektive apparatskåp sitter operatörs-paneler inmonterade direkt i dörren så driftpersonalen kan se larm, återställa larm samt göra ändringar i processen på plats. 7

13 Förklaring för processbeskrivning Processbeskriven är en mer detaljerad version av den allmänna beskrivningen. Den tar dessutom inte upp lokaliteten av anläggningens delar som den allmänna beskrivningen gör. Beskrivningen ska innehålla objektsnamn och följa flödesriktningen av de ämnen som behandlas i anläggningen i normala förhållanden. Beskrivningen handlar om vad som sker med ämnena i processen vid normalt driftfall. Utöver detta så anges i processbeskrivningen vad som gäller för elförsörjning, styrning, automation och övervakning. Syftet med denna beskrivning är att man ska få förståelse över hur anläggningens processer fungerar. 8

14 Processchema 9

15 Förklaring för processchema Ett processchema fungerar som en illustration för hela processen. Den visar processen från början till slut och inkluderar flödesvägar för alla medier såsom gas, substrat och vatten. Den innehåller även samtliga komponenter, instrument och objekt med symboler samt dess benämningar (t.ex. OR01 för Omrörare 01 och RGV03 för Styrventil 03). Processchemat är en mer utförlig form av ett flödesschema som endast innehåller de största delarna av en anläggning och dess flödesriktning. Man kan använda processchemat för att få en bild av anläggningen och dess delar när man befinner sig på plats och kanske skall lokalisera en viss komponent eller ett instrument för ingrepp och arbete som skall utföras. Man använder även processchemat tillsammans med process- och funktionsbeskrivning för att se hur processen ser ut från början till slut i textform och funktionerna för varje komponent som medierna passerar i normal drift. Det kan vara speciellt användbart för utomstående personal samt inhyrda reparatörer att ha ett processchema att hänvisa till. 10

16 Dimensionering Vi tar emot ton substrat av hushållsavfall och lantbruksrester per år. Anläggningen producerar 3 miljoner Nm 3 fordonsgas per år och m 3 biogödsel/år. Den producerade biogasen reducerar utsläpp av CO 2 med drygt ton/år Anläggningen får ta emot och behandla ton substrat per kalenderår. Vid ett och samma tillfälle får som mest ton substrat förvaras vid anläggningen. Rötkammare: Volym: m 3 Hydraulisk uppehållstid: dygn Drifttemperatur: mesofilt C. Rötrestlager: Volym: m 3 Uppehållstid: 20 dygn OR01 Omrörare Flygt 4410 Tunnbladig, icke-igensättande propeller med dubbelsvängda blad av förstärkt polyuretanplast. Nav av gjutjärn. Tvåkomponents oxiranesterlack. Tekniska egenskaper 400 V, 50Hz, 3 fas Propeller diameter: 2500 mm Varv per minut: 1385 Märkeffekt: 2,3 KW Märkström: 5,5 A Startström: 24 A Effektfaktor cosφ: 0,82 Max temperatur: 60 0 C Max vätskeviskositet: 5000 cp ph: 6-11 Max nedsänkningsdjup: 20 m 11

17 FM01 Flödesmätare SITRANS F C MASS 6000 Ex d (sändare) Tekniska egenskaper Strömförsörjning: V AC/DC 100 ma (maximalt 30 V, 110 ma) Utsignal: 0/4-20 ma Vikt: 3 kg Dimensioner: 255 mm djup, 336 mm höjd, 130 mm bredd NVÅ01 Nivågivare LTU 701 Sensorkroppen består av Syrabeständigt rostfritt stål och har dimensionerna Ø 31 mm (största mått) x 250 mm. Vikt för sensorn inkl. kablar är 0.5 kg kg/m. Huvudförsörjning för produkten sker med en sensor 9 48 V (DC, 2-trådsystem). Den piezoresistiva trycksensorn är försedd med ett korrosions-beständigt mätmembran av Hastelloy C. Tekniska egenskaper Strömförsörjning: 9 48 V DC, 2-trådsystem Utsignal: 4 20 ma (max 22,5 ma) Temperatur i medium: -20 C 80 C Inexakthet, inkl. icke-linearitet, hysteres och repeterbarhet: 0,1 % Långtidsinstabilitet: < 0,1 % FS/ 6 månader Termisk avdrift: < 0,015 % FS/ 10 C Fullt programmerbar via HART-modem 12

18 AVST01 Avstängningsventil EPVO En automatventil, vilket används för att styra och kontrollera gasen vid läckage. Samt att blåsa bort överflödigt eller läckande gas. Ventilkammaren: EN-JS 1025, gjutstål, rostfritt stål. Design för aggressiva media. Styrventil i Exzon 1,2. Tekniska egenskaper Electro-pneumatiska-ventiler-EPVO är en direkt kontrollerad, öppen, snabb öppning utblåsningsventil enl. till DIN-EN 13611, DIN och DIN-EN 161 med pneumatisk driv. Medium: Bränngaser från den 1: a, 2: a och 3: e gas-familjen, som liksom andra neutrala gaser. Aktivering av 2/3-vägs reglerventil, olika typer 10 - EVD 2 Styr medium tryckluft, min 4 bar - max. 10 bar Monteringsläge: vertikal eller horisontell enhet Arbetstryck: 0-1 bar, 0-3 bar, 0-10 bar Mellantemperatur: - 20 C bis +60 C (263K bis 333K) Temperaturområde Omgivande: - 20 C till +60 C (263K bis 333K) Kör med enkelsidigt tryckkolv med returfjäder. Switching Cykler: 1000 cykler/h 13

19 TM01 Termometer SITRANS TF280 Wireless Höljet består av aluminium, med polyester baserad färg och en namnbricka i rostfritt stål. Vikt: 1,5 kg. Tekniska egenskaper Strömförsörjning: batteri Litium thionyl D. 3.6 V DC. Upp till 5 års livstid. Utsignal: Trådlös HART, frekvens 2.4 GHz Mätstorhet: temperatur Arbetstemperatur: C ( F) Mätnoggrannhet: ±0.5 C eller bättre Mätnings enhet: C eller F Sensor typ: Pt100 motståndstermometer (IEC 60751) Givarmatning: 100 μa Mätnings radie: -200 C +850 C/-328 F+1562 F Maximal längd på givarkabel: 3 m med 2 till 4 trådsanslutningar 14

20 Förklaring för dimensionering Dimensionering gäller anläggningens tillståndsgivna del och kapacitet. Dimensioneringen är områdespecifikt men man kan grovt dela in områdena i; Vilka och vad för mängder av ämnen som man har tillåtelse att ta emot. Hur stor mängd av ämnena som får vara på platsen över tid. Hur mycket av något som anläggningen kan producera. Hur mycket anläggningen får släppa ut (utsläpp). Kapacitet borde och kan beröra både kapaciteten att ta emot eller behandla ämnen och anläggningens fysiska delar. 15

21 Funktionsbeskrivning OR01 Omrörare Flygt SR 4410 Omrörare för omrörning i rötkammaren. Omröraren har en propellerdiameter på 2500 mm, och klarar av 1385 varv per minut. Funktion Omröraren är programmerad enligt program i vårt styrsystem vid omkopplarläget Auto för att det är den mest effektiva lösning för vår anläggning. Omröraren är utrustad med direktstart och säkerhetsbrytare. Omröraren klarar av en vätsketemperatur på upp till 60 grader. Maximalt nedsänkningsdjup för omröraren är 20 m. Omröraren har en frekvens på 50Hz. Vid eventuellt driftstopp finns ett säkerhetssystem som omöjliggör automatisk återstart. För att kunna starta den igen så måste man manuellt slå igång omröraren igen, detta sker via datasystem. Om nivågivaren registrerar en nivå under en meter så kommer styrsystemet att skicka en stopp signal till omröraren, vilket i sin tur utlöser motorskyddet. Vid omkopplarlägen Auto så går omröraren enligt förinställt program som är programmerat med en dator. Med hjälp av en PLC kan man följa omrörarens drift. På PLC:n kan man göra vissa justeringar som att ställa in antal start- och stoppintervaller. Uppstår ett driftfall går dock ett säkerhetssystem in och utlöser motorskyddet och förhindrar automatisk återstart. För att återsätta omröraren i autoläge måste någon i personalen återställa motorskyddet manuellt. Vid omkopplarläge 0 står omröraren stilla. Vid omkopplarläge Hand går omröraren kontinuerligt med 2500 varv i minuten. Seriekopplade termokontakter i statorn larmar vid för hög temperatur, vid 125 C öppnas termokontakterna. Foto: Larm Hög temperatur 16

22 FM01 Flödesmätare SITRANS F C MASS 6000 Ex d (FM01) Sändardelen av en flödesmätare som kan ange flödet av såväl vätska som gas men appliceras i vår anläggning som flödesmätare för gas. Funktion Sändaren kommunicerar via HART-system och skickar information till styrsystem om hur stor mängd gas som passerar en mätpunkt i gasledningen. Monteras på sensordelen SITRANS F C MASS 2100 DI Flödesmätaren skickar analoga insignaler till PLC, med ett värde för flödet som kan ställas in för att stänga avstängningsventil AVST01 i autoläge när flödet är för lågt, för att inte skada maskiner och låta dem arbeta i onödan. Dessa tröskelvärden ställer man in i PLCn. Detta skickar även ett larm till övervakningssystemet. Vid högt flöde kan förbrukare som till exempel en gasfackla tändas vid förprogrammerat autoläge. Information går även att läsa på plats via sändarens display. Sändaren är godkänd för Ex-klassad användning och innehar kapslingsklassning IP67. Larm Högt flöde. Lågt flöde. FM01 Flödesmätare SITRANS F C MASS 2100 DI 3-40 Sensordelen av flödesmätaren som mäter mängden gas som passerar gasledningen. Funktion Monteras tillsammans med sändardelen SITRANS F C MASS 6000 Ex d Godkänd för ATEX-klassad användning och har kapslingsklassning IP65. Mäter gasflöde med mindre än 0,1 % felmarginal av värdet, kan mäta medium med en temperatur mellan -50 och 180 C. Maximalt tryck är 410 bar och maxkapacitet för mätning är kg/timme. Denna sensordel styr tillsammans med sändardelen av mätaren avstängningsventilen AVST01 vid lågt/högt flöde. Larm Högt flöde. Lågt flöde. 17

23 NVÅ01 Nivågivare Flygt LTU 701 En dränkbar givare för nivåmätning i rötrestlagret. Nivågivaren har ett mätområde på 4-20mA vilket motsvarar 0-5m. Funktion Nivågivare som mäter vätskenivån i rötrestlagret. Nivågivaren larmar via HART-systemet vid hög nivå i rötrestlagret. Vid hög nivå stoppas inpumpningen med P001 automatiskt för att rötrestlagret inte skall svämma över. Vid låg nivå stoppas utpumpningen med P002 till avvattningen för att pump och avvattningsutrustning inte skall gå torr, vilket kan skada utrustningen. Nivågivaren styr inpumpningen i rötrestlagret. Inställningar Larmgräns: 0-5m Start och stoppnivå för pumpar: 0-5m Larm via HART-system Hög nivå. 18

24 AVST01 Avstängningsventil EPVO Uni Geräte Avstängningsventilen är en automatventil, vilket används för att styra och kontrollera gasen vid läckage. Samt att blåsa bort överflödigt eller läckande gas. Funktion Stängning När du öppnar styrventilen 2/3-delar strömmar mediet under drivkolven (217). Mediet skjuter drivkolven (217) mot tryckfjädern (503) och stängs - via ventilspindeln (205) - ventilskiva (200) som träffas av trycket. Ventilen är nu stängd. Avstängningsventilen styrs via signal från flödesmätaren att nivå är för hög eller för låg och därmed stängs enligt det förprogrammerade Autoläget i PLCn. Öppning: Ventilen öppnas genom avstängning, avbrott eller fel på strömmen som styr ventilen. Det komprimerade kontrollmediumet i den pneumatiska enheten blir utblåst via snabbluftningsmekanismen. Ventilen öppnas igen när nivån inom det området den är programmerad för. Den styrs via signalen från flödesmätaren. Larm Vid uteblivet driftsvar. 19

25 TM01 Termometer SITRANS TF280 Wireless En termometer som mäter temperaturen på gasen i ledningarna. Är placerad vid ledningarna, bredvid flödesmätaren. Funktion Termometern kommunicerar via HART-systemet (max 250 m) och skickar temperaturen på gasen till styrsystemet. Strömförsörjningen sker genom ett Litium thionyl D batteri med batteritid upp till 5 år med optimala villkor för användning och aktivering av alla energisparfunktioner. Mäter temperatur mellan -200C till + 850C. 100 ma. Lokal användargränssnitt kan även avläsas på display och knappar finns på displayen för effektiv användning på plats. Termometerns används för att man behöver ha koll på temperaturen på gasen så den inte blir överhettad och på så sätt hinner man reglera processen. Genom att läsa av temperaturen så får man en bra överblick till vad som behöver regleras. Inställningar Man kan ställa in olika temperaturer i mätaren som sedan skickar larm till styrsystemet om gränserna nås. Detta ställer varje anläggning in själva. Larm Larm som går via HART-systemet; Hög/låg temperatur. Det finns även symboler som visas på displayen med olika larm; se manual sida 80 i bilaga 5. Dessa larm kan man installera så de kopplas vidare till styrsystemet där man får påminnelser. Ex. på larm kan vara; Underhållslarm Underhåll behövs Underhåll rekommenderas Underhållen sker av auktoriserad personal. 20

26 Förklaring för funktionsbeskrivning Funktionsbeskrivningen beskriver funktionen hos ett objekt. Den ska även redogöra för vilka driftfall som kan uppstå och hur operatören kan använda och påverka objektet. Det finns tre olika omkopplarlägen att använda sig av, Auto, O och Hand. Där Auto är förprogrammerad efter våra parametrar, O betyder att den är avstängd och Hand så kör du den manuellt. Den rapporterar dessutom för potentiella driftfall, larm och förreglingar. I funktionsbeskrivningen finns alltid objektnamnen med. 21

27 Objekt och instrumentering FLYGT omrörare Siemens flödesmätare FLYGT nivågivare Uni Geräte Avstängningsventil Siemens termometer Förteckning över objekt Innehåll Avstängningsventil - AVSV01... se bilaga 4 Gasflödesmätare - FM01... se bilaga 2 Nivågivare - NVÅ01... se bilaga 3 Omrörare rötrestlager - OR01... se bilaga 1 Termometer - TM01... se bilaga 5 ASTV01 - Avstängningsventil... se bilaga 4 FM01 - Gasflödesmätare... se bilaga 2 NVÅ01 - Nivågivare... se bilaga 3 OR01 - Omrörare rötrestlager... se bilaga 1 TM01 - Termometer... se bilaga 5 22

28 Förklaring för objekt och instrumentering Objekt och instrumenteringen innehåller separata drift- och skötselmanualer för utrustning som finns i anläggningen och tillhandahålls av leverantören av utrustningen. Vanligtvis finns en förteckning över innehållet i början så att man snabbare och enklare kan orientera sig. Den är ofta uppdelad i två stycken så att man både kan söka på funktion och på objektnamn. 23

29 1 g/dag 1 g/vecka 1 g/månad 1 g/kvartal 1 g/år Checklista för underhåll Lågtryckgassystemet Objektnamn Komponent Kontroll och underhåll OR01 OR01 PTP01 Omrörare rötkammare Kontroll och byte av slitdelar, kontroll av zinkanoder och kontroll av statorn. Omrörare rötkammare Större översyn vid h Provtagningspunkt med inertgas Kontrollera under provtagningen, byt/laga ventil vid behov. AVST01 Avstängningsventil Regelbunden kontroll X PM01 Tryckmätare Regelbunden kontroll, X kalibrera. TM01 Termometer Regelbunden kontroll, kalibrera. Batteribyte var X 5:e år. RGV01 Styrventil Täthetskontroll X NVÅ01 Nivågivare Rengörs med ett milt rengöringsmedel och normal försiktighet vid behov. FM01 Flödesmätare Filterbyte. B FM01 Flödesmätare Oljepåfyllning, spintest. X FM01 Flödesmätare Rengöring vid behov X FM01 Flödesmätare Täthetskontroll för processanslutningar, kablage och skruvar. FM01 Flödesmätare Se till att fukt inte har * = vintertid T = täthetskontroll V = visuellkontroll S = se driftinstruktioner B = byte trängt sig in i sändaren. X T V X X S 24

30 Checklista Daglig tillsyn Visuell kontroll av anläggningsdelar Kontroll om gasläckage förekommer Kontroll efter missljud av utrustning (motorer), lyssna, lukta och känn Kontrollera att allmän ordning och reda råder Avläsning av larmlogg i styrsystem och återställning av åtgärdade larm, samt vidarebefordra larm till driftingenjör eller drifttekniker om de anses allvarliga Allmän översyn av processen i styrsystemet och anteckna avvikelser som skall följas upp i driftloggen. Vid sämre utveckling eller akutare problem, kontakta drifttekniker eller driftingenjör Kontroll av manometer på luftkompressor Kontroll och ev. justering av temperatur i vattenlås-värmning (gäller vintertid) Kolla nivå i filter till analysator Veckotillsyn Kontroll och tömning av kondensfällor och vattenlås Styrventil kontrolleras Provtagning av gas Månadskontroll Täthetskontroll av flödesmätare Visuell kontroll av flödesmätare Kvartalskontroll Visuell kontroll av tryckgivare Visuell kontroll av temperaturmätare Visuell kontroll av nivågivaren Visuell kontroll av flödesmätare Täthetskontroll av styrventil Visuell kontroll av avstängningsventil Årskontroll Kontroll omröraren rötkammare Byte av slitdelare omröraren rötkammare Filterbyte på flödesmätare 25

31 Förklaring för checklista för underhåll Checklistor för underhåll är i regel en rutin som utförs med bestämda tidsintervaller, t.ex. 1 gång per år/halvår/kvartal/månad/vecka/dag eller bestämt antal timmar i drift. Listans uppbyggnad är efter krav från objektet eller leverantören, och ibland krävs det personal med utbildning eller behörighet för att få utföra underhållet på vissa objekt. 26

32 Larmlista Larmlista är en lista över alla larm som kan förekomma i en anläggning. I styrsystemet lagras alla larm under larmhistorik så att man lätt kan gå tillbaka och kolla vilka larm som har uppstå för varje specifikt objekt. Oftast utgör en larmlista i en enkel tabell som ovan där det ska framgå position, objekt, kod, text och klassning. I positionskolumnen räknas larmen upp. I objektkolumnen skall beteckningen på objektet skrivas, det är samma beteckning som återfinns på scheman, ritningar och andra listor som finns på en anläggning. I kodkolumnen så talas det om vad det är för larm. De börjar oftast med beteckningen på objektet och sen en kort kod så du ser felet. I textkolumnen skriver man ut larmet i klartext så det inte kan bli några missuppfattningar vilket objekt och larm som det gäller. I den sista kolumnen anges klassningen på larmet. A-, B- eller C-larm är de vanligaste. Har du många andra larm så kan man utöka listan med fler bokstäver och i vilken prioritetsordning larmen behöver åtgärdas. Ett C-larm är oftast endast en information t ex att det är dags att beställa kemikalier till bassängen. Pos. Objekt Kod Text Klassning # 1 OR01 OR01_FEL_FREKV Omrörare OR01 frekvensfel B # 2 NVÅ01 NVÅ01_KF_HÖG_NIVÅ Nivågivare NVÅ01 kondensfälla hög nivå B # 3 NVÅ01 NVÅ01_KF_LÅG_NIVÅ Nivågivare NVÅ01 kondensfälla låg nivå B # 4 NVÅ01 NVÅ01_KF_GIVFEL Nivågivare NVÅ01 givarfel B # 5 NVÅ02 NVÅ02_RL_HÖG_NIVÅ Nivågivare NVÅ02 rötrestlager hög nivå B # 6 NVÅ02 NVÅ02_RL_LÅG_NIVÅ Nivågivare NVÅ02 rötrestlager låg nivå B # 7 MÖK01 MÖK01_AUTO_FEL Manöverkopplare auto ur funktion B # 8 SHV02 SHV02_LÄCK Säkerhetsventil SHV02 läcker A # 9 SV03 SV03_STÄNGD Stängventil SV03 indikerar stängd A # 10 SV01 SV01_STÄNGD Stängventil SV01 indikerar stängd A # 11 GFM01 GFM01_TRYCK_IN_HÖG Gasflödesmätare GFM01 gastryck in högt B # 12 PM01 PM01_GIVFEL Tryckgivare PM01 givarfel B # 13 TM01 TM01_GIVFEL Temperaturmätare TM01 givarfel B # 14 SV02 SV02_ÖPPEN Stängventil SV02 indikerar öppen B # 15 SV04 SV04_ÖPPEN Stängventil SV04 indikerar öppen B # 16 MTP02 MTP02_GIVFEL Mätningspunkt MTP02 givarfel B # 17 RGV02 RGV02_STÄNGD Styrventil RGV01 indikerar stängd A 27

33 I vissa listor som syns på en operatörspanel så måste du kvittera larmet efter att du har åtgärdat felet. De fel som inte är åtgärdade ligger under okvitterade larm tills du gör en kvittering. När kvitteringen är gjord hamnar detta larm i historiken. Larmhantering En del larm kommer att gå kontinuerligt eftersom du har ställt in olika parametrar när det skall larmas. I de lägena så kan larmet läggas som blockerat för att inte det skall larmas/signaleras till driftpersonalen hela tiden. De återfinns under kvarstående larm. Larmet finns kvar tills du har åtgärdat detta och kvitterat, då hamnar detta larm i historiklistan. Se exemplet nedan från CRAMPNs larmlista där vi har fått en skärmutskrift över okvitterade och kvarstående larm. Exempel på hur CRAMPNs larmlista ser ut. 28

34 Förklaring för larmlista En larmlista består av alla objekt som finns på en anläggning och där larm kan ske. Det är inte objekten som ger larm utan det är övervakningen genom dator eller en central enhet som skickar larmet. I listan skall det framgå objektnamnet, larmkoden, klartext och vilken klassningen på larmet det är. Oftast används Excell till att göra en tabell för att det går att användas till flera olika datorbaserade system. I larmlistan visas aktuella larm. Larmen är klassade som A, B eller C larm. A Larm = Kräver omedelbar åtgärd B Larm = Kan åtgärdas nästa dag C Larm = För information, dags att beställa t ex kemikalier 29

35 Anslutning Montage Leverans Nr / Adress Antal lägen Fjärr-återst. Ström-trafo Frekvensomf Mjuk-start Direkt start El dokumentation I en motor- och apparatlista fyller man i alla objekt som finns på anläggningen. Även här skall objektnamnet finnas med, data, hur den startas, I/O signaler och anmärkningar. I huvudet så fyller du i vilket uppdrag det gäller, vem som har beställt, vilket uppdragsnummer, vem som har upprättat listan, kontrollerat och godkänt av, datumet från när den är gjord, reviderat datum om det har skett ändringar samt vilket status listan har. Det är viktigt att alla dokument är uppdaterade och signerade så driftpersonal, elektriker och andra som skall göra jobb med anläggningen vet att ritningar, scheman och andra viktiga listor stämmer med verkligheten. MOTOR- OCH APPARATLISTA Uppdrag Upprättat av Datum Beställare Kontrollerad av Rev datum Uppdragsnummer Godkänd av Status OBJEKT DATA STARTUTRUSTNING Omk. I/O STYRSYSTEM ANMÄRKNING POS BENÄMNING DATA VOLT kw AMP DI DO AI AO SIGNALBESKRIVNING Typ storlek kapacitet fyll i OR1 Omrörare Flygt SR ,5 11 x 3 1 Omkopplare i auto Dränkbar omrörare 1 Kontaktor svar 1 Motorskydd utlöst 1 Start x 1 Strömmätning REV FM1 Flödesmätare Siemens Sitrans F C Mass 6000 Ex d Flödet NV1 Nivågivare Flygt LTU VDC 4-20 ma 1 Nivå Dränkbar nivågivare Kabellängd 15 m Mätområde 0-20 m ASTV1 Avstängningsventil 24 VAC 1 Öppen 1 Stängd 1 Öppna 1 Stäng TM1 Termometer Siemens Sitrans TF 280 3,6 VDC 4-20 ma 1 Temperatur Batteridriven 30

36 Layout på apparatskåp (KC01) 31

37 Apparatlista för apparatskåpet (KC01) 32

38 Elschema med huvudkrets och styrkrets för apparatskåp (KC01) till pumpstation 33

39 Elschema omrörare (OM01) med huvudkrets och styrkrets 34

40 Elschema för slampump med huvudkrets och styrkrets 35

41 Elschema över centrifug med huvudkrets och styrkrets 36

42 Elschema med ett exempel på en manöverkopplare 37

43 Elschema över flödesmätare (FM01) för flödet över polymer 38

44 Elschemat över avstängningsventil (AVST01) 39

45 Plintradslistan för apparatskåp (KC01) 40

46 Förklaring för el dokumentation El- dokumentationen gäller allt som är av vikt för kraftförsörjning-, manöver-, koppling- och layout för objekt. Målet är att ha scheman eller ritningar över elanläggningen som elektrikerna kan gå efter. 41

47 Diskussion Eldokumentation Trots att elförsörjningen är så pass viktig på anläggningen har vi i detta projekt fått erfara att arbetarna på anläggningen inte har någon koll alls på deras eldokumentationer och vart deras elskåp sitter. De erfarna arbetarna följer bara sina rutiner och har inte koll på någon dokumentation alls, och det är fel. Om kraftiga störningar eller elavbrott inträffar på anläggningen måste instruktioner finnas för medarbetare för att dessa ska kunna åtgärda problemen som uppstår. Finns inte dokumentationen kan man dessutom inte se hur anläggningen är uppbyggd. Man har frågat sig under projektets gång vad det gör för skillnad om vi vet hur man läser av ett elschema eller inte. Vi har dock fått förståelse hur viktigt det är att ha kunskap om alla anläggningens delar, dimensioner och funktioner för att förstå hur allt hänger ihop och hur allt fungerar. PLC PLC är ett smidigt sätt att ha kontroll på processen när man är ute i fält. Så att man snabbt och smidigt kan lokalisera om det uppstår ett fel i driften till exempel. Att kunna avläsa larm på en PLC gör att man snabbt har möjlighet att åtgärda dessa. Det är även bra att det inte är PLC som styr processen utan skulle den gå sönder och slockna så fortsätter ändå allt som det är programmerat. Reservkraft En bra sak att ha på anläggningen är en reservkraft som kan hålla igång anläggningens delar vid exempelvis strömavbrott. Reservkraft är vanligt vid avloppsreningsverk där vattenreningen måste hållas igång konstant. Dock är nackdelen med reservkraften att den måste startas manuellt på anläggningen, vilket gör att strömmen ofta är tillbaka innan man ens hunnit ta sig till anläggningen och starta reservkraften. Om man kunde automatisera starten på reservkraften kanske den skulle göra mer nytta för anläggningar som ligger avsides på kartan. Fastän det är ineffektivt är det nästan ett måste att ha denna lösning tillhands - trots att det kostar pengar och tid att införskaffa och kontinuerligt testa den. En effektivare lösning borde därför utformas. En checklista för underhåll är viktig för anläggningen för att underhållet ska hålla samma standard från alla. Det är väldigt vanligt att personalen på anläggningarna jobbar efter rutiner och då fungerar allt som det ska. Men så fort den personen går på t ex semester eller är sjuk så börjar det uppstå drift störningar. Och de är då svåra att hantera om personen i säg inte har skrivit ned sina rutiner eller uppdaterat listan Funktionsbeskrivning Under detta projekt har vi fått en uppfattning om att det är viktigt för personalen på en anläggning har koll på vart man kan hitta information om olika objekt, vilket vi upplever inte är verklighet på 42

48 vissa anläggningar. Det känns som en viktig del med tanken på att man ska lösa de flesta fel och driftstörningar själv på anläggningen, då kan det var bra att kunna hitta manualer för att se vad ett visst objekt har för kapacitet osv. Även de gånger man behöver kontakta tillverkaren eller leverantören så kan man kanske ha nytta av dessa manualer. 43

49 Källförteckning Litteratur: Powerpoint: BG4 DRUN FL1 BG4 DRUN FL2 BG4-DRUN-FL3 BG4-DRUN-FL4 Överv-Programspråk Internetlänkar: Bildkälla: Branschkontakter: Anders Blomqvist, SBI Lidköping Bo Lindberg, Göteborgs Energi Lidköping Fredrik Utterbäck, Skebäcksverket Örebro Jari Riihinen, Skebäcksverket Örebro 44

50 Bilaga 1 Omrörare 45

51 Bilaga 2 Flödesmätare 46

52 Bilaga 3 Nivågivare 47

53 Bilaga 4 Avstängningsventil 48

54 Bilaga 5 Termometer 49