田納西河谷管理局（TVA）為七個(gè)州部分地區約1000萬(wàn)居民供電，供電系統由八家聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)的24套裝置提供，對設備進(jìn)行連續的狀態(tài)監測可以提高供電性能。

Merrick＆Co.工程服務(wù)公司與田納西河谷管理局合作實(shí)施了該項目，Merrick＆Co.高級儀表控制工程師Susan Hobbie表示：“為了對設備的狀態(tài)監測進(jìn)行升級、優(yōu)化和擴展，田納西河谷管理局在18個(gè)月前嘗試實(shí)施Etapro性能監測和預測性維護軟件，建立了連續監測熱量和蒸汽流量的實(shí)體模型，期望提升整體運行效率，提高可靠性，識別異常情況，以及減少意外停車(chē)。然而，整個(gè)工程復雜且成本高，實(shí)施工作異常困難?！?/p>

Hobbie 在2019年艾默生全球用戶(hù)大會(huì )上分享了無(wú)線(xiàn)技術(shù)在電廠(chǎng)的應用經(jīng)歷：“我們最初考慮采用有線(xiàn)4~20 mA、串行、模擬HART或Foundation現場(chǎng)總線(xiàn)，但是所涉儀器和網(wǎng)絡(luò )的成本高達2~3百萬(wàn)美元。為了降低成本，我們決定使用WirelessHART監測每個(gè)工廠(chǎng)新增的40~60臺新儀表。由于每個(gè)工廠(chǎng)有兩到三套裝置，布局不同，控制室位置也不同，因此對設計無(wú)線(xiàn)解決方案提出了挑戰?！?/p>

Hobbie認為：“WirelessHART是聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)實(shí)現數字化轉型和現代化改造的核心技術(shù)。創(chuàng )建真實(shí)測量工況所需的實(shí)體模型，包括無(wú)線(xiàn)熱回收蒸汽發(fā)生器（HRSG）監測、無(wú)線(xiàn)循環(huán)水監測、無(wú)線(xiàn)泄漏閥檢測和無(wú)線(xiàn)天氣監測?！?/p>

Hobbie 補充道：“無(wú)線(xiàn)通信幫助這八家工廠(chǎng)節省超過(guò)580,000美元預算，占項目材料和建設總成本的15~20％，無(wú)需電線(xiàn)或導管，減少意外停車(chē)，無(wú)需大修或擴大大修范圍。盡管控制室位置不同，可以根據每個(gè)工廠(chǎng)的獨特要求定制WirelessHART方案，從而大大降低了成本。即使我們利用現有DCS基礎架構，卻無(wú)法設計所有的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。艾默生專(zhuān)家幫助我們每家工廠(chǎng)選擇合適的方案，例如確定擴展范圍的時(shí)間?！?/p>

無(wú)線(xiàn)解決方案

艾默生高級銷(xiāo)售工程師John Hillencamp ：“這八家聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)使用艾默生無(wú)線(xiàn)1410網(wǎng)關(guān)解決方案，通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射器連接設備并發(fā)送數據。由于工廠(chǎng)有很多鋼材導致網(wǎng)關(guān)很難收到發(fā)射器的信號，針對現場(chǎng)類(lèi)似特殊情況，我們使用了常規或增強型天線(xiàn)。整個(gè)方案實(shí)施后，未存在通信問(wèn)題且軟件每分鐘更新一次，電池可以使用8-10年。我們還使用了AMS Wireless Snap-On應用APP來(lái)管理無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )?！?/p>

Hillencamp表示：“聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)廣泛使用配有電磁溫度傳感器的248無(wú)線(xiàn)溫度變送器，該變送器可確定閥門(mén)位置并檢測疏水閥泄漏。由于K型熱電偶探頭價(jià)格高昂，并非每個(gè)變送器都配有該探頭，電廠(chǎng)僅20~30個(gè)閥門(mén)配有該探頭。先前，每個(gè)閥門(mén)每月?lián)p失1,782美元，使用電磁溫度傳感器一個(gè)月內收益翻倍，如此好效果得到了管理局的大力推廣?！?/p>

同樣，由于煙氣結垢、腐蝕和堵塞了管道，因此需對無(wú)線(xiàn)熱回收蒸汽發(fā)生器進(jìn)行監測。無(wú)線(xiàn)熱回收蒸汽發(fā)生器與羅斯蒙特3051S壓力變送器一起使用，可保持過(guò)程通暢，提高無(wú)線(xiàn)熱回收蒸汽發(fā)生器的效率并實(shí)時(shí)檢測管道堵塞狀態(tài)。

Hillencamp補充說(shuō)：“為了監測周?chē)沫h(huán)境狀況，管理局還使用了Rotronic溫度傳感器和濕度傳感器以及艾默生無(wú)線(xiàn)248變送器，幫助操作員提高無(wú)線(xiàn)熱回收蒸汽發(fā)生器的效率?！?/p>

Merrick and Co.的Susan Hobbie介紹了無(wú)線(xiàn)基礎實(shí)施項目：“每套裝置的效率提高1.5％，可節省數百萬(wàn)美元，并在一年內實(shí)現項目收益?！?/p>

連續全面的監測

Hobbie和Hillencamp認為：“除了在田納西河谷管理局的聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)實(shí)施定制的無(wú)線(xiàn)設計外，我們和同事還要考慮每個(gè)工廠(chǎng)不同的DCS系統，以便實(shí)現連續監測?！?/p>

Hillencamp表示：“部分工廠(chǎng)按照艾默生Ovation要求進(jìn)行了標準化，還有一些工廠(chǎng)還采用了DeltaV或Siemens與ABB的DCS系統。利用艾默生靈活的網(wǎng)關(guān)和協(xié)議可實(shí)現八家工廠(chǎng)間不同系統的互聯(lián)、共享使用?！?/p>

Hobbie認為：“這種多系統及協(xié)議情況下，靈活性非常重要，可以幫助管理局對設備進(jìn)行連續監測而非定期監測。定期現場(chǎng)測試只能提供特定時(shí)刻的情況，用戶(hù)無(wú)法實(shí)時(shí)了解設備狀況；而實(shí)時(shí)連續監測可提高可靠性，識別異常情況并減少停機?！?/p>

Hillencamp補充道：“這個(gè)項目是田納西河谷管理局首個(gè)大型無(wú)線(xiàn)項目，其方法和收益必將吸引更多傳統工廠(chǎng)來(lái)了解甚至使用無(wú)線(xiàn)技術(shù)?！?/p>

Hobbie最后總結道：“田納西河谷管理局可以根據周?chē)h(huán)境的變化創(chuàng )建實(shí)體模型，提升蒸汽利用率和供電效率。通過(guò)實(shí)施這些無(wú)線(xiàn)技術(shù)，管理局現在可以以較小的成本擴展數字基礎架構，將每套裝置的效率提高1.5％，可節省數百萬(wàn)美元，并在一年內實(shí)現項目收益?！?/p>

關(guān)于艾默生

艾默生（美國紐約證券交易所代碼：EMR）是一家全球性的技術(shù)與工程公司，為工業(yè)、商業(yè)及住宅市場(chǎng)客戶(hù)提供創(chuàng )新性解決方案。自動(dòng)化解決方案業(yè)務(wù)幫助過(guò)程、混合和離散行業(yè)制造商優(yōu)化其能效和運營(yíng)成本，促進(jìn)生產(chǎn)，確保人員安全和保護環(huán)境。商住解決方案幫助確保人類(lèi)舒適度和健康，保障食品質(zhì)量和安全，提升能效，打造可持續發(fā)展的基礎設施。