L'aggiornamento del controller AMB ottimizza le prestazioni del turboespansore

Di Nikolaj Malnac

I turboespansori sono il cuore pulsante delle operazioni midstream di gas naturale liquido (NGL). Come turbine radiali a flusso inverso attraverso le quali il gas ad alta pressione viene convogliato per alimentare un compressore o un generatore, i turboespansori contribuiscono a un recupero rapido ed efficiente del liquido.

I cuscinetti sono un componente cruciale di un turboespansore, in quanto sostengono il peso del rotore e aiutano la macchina a mantenere il corretto posizionamento relativo. I cuscinetti magnetici attivi (AMB) sono un sistema di cuscinetti oil-free che utilizza forze elettromagnetiche per mantenere la posizione relativa di un gruppo rotante (rotore) rispetto a un componente stazionario (statore). Un sistema di controllo elettronico avanzato regola queste forze elettromagnetiche in risposta alle forze generate dal funzionamento della macchina e qualsiasi problema che comprometta il funzionamento di un controller AMB può causare l'interruzione dell'elaborazione NGL.

Da decenni è un Waukesha Magnetic Bearings e un controller Zephyr.

Così, quando un'azienda di elaborazione NGL si è rivolta a Troy O'Steen per cercare il modo migliore per aggiornare un obsoleto controller AMB analogico , ha capito quanto fosse importante trovare una soluzione affidabile e rapida.

In qualità di Direttore Vendite presso LA Turbine (LAT), un'azienda del gruppo Chart Industries con sede a Valencia, California, O'Steen era abituato a lavorare con turboespansori e attrezzature di supporto di tutte le marche. Oltre a progettare e costruire i propri turboespansori , l'azienda è specializzata nell'assistenza e nella riparazione aftermarket per turboespansori di qualsiasi produttore originale . Tuttavia, il controller analogico era obsoleto e la riparazione non era fattibile.

Fortunatamente, LAT vanta una consolidata collaborazione con Waukesha Magnetic Bearings di Worthing, Regno Unito, una sussidiaria di Waukesha Bearings, Waukesha, Wisconsin, che da quasi 40 anni fornisce soluzioni complete per cuscinetti magnetici e controller per cuscinetti magnetici in una varietà di applicazioni specializzate. Waukesha Magnetic Bearings ha progettato controller per cuscinetti magnetici compatibili con un'ampia gamma di dimensioni di cuscinetti magnetici, tecnologie di sensori e ambienti operativi. Questa versatilità ed esperienza consentono all'azienda di progettare controller che sono effettivamente indipendenti dal marchio, rendendoli il partner ideale per aiutare LAT a fornire tempestivamente una soluzione specifica per l'applicazione a costi contenuti.

Il problematico controller analogico AMB e il cabinet in cui era alloggiato necessitavano di un aggiornamento. Per diversi mesi, l'azienda ha cercato di risolvere i problemi, ma il produttore originale ha ritenuto il controller obsoleto. Ciò ha significato che l'OEM non avrebbe più fornito supporto. Al contrario, l'OEM ha spinto i propri clienti ad aggiornare i nuovi AMB con un controller più avanzato.

La preoccupazione era che l'installazione di nuovi cuscinetti avrebbe richiesto investimenti significativi, un impegno di capitale che andava oltre il budget assegnato dall'azienda per il progetto. Inoltre, avrebbero dovuto attendere che si aprisse un varco nel programma del fornitore precedente per ottenere il supporto tecnico necessario per l'installazione del controller AMB, il che avrebbe comportato tempi di fermo prolungati per il turboespansore. Di conseguenza, la lavorazione dell'NGL sarebbe stata interrotta durante l'aggiornamento e non era chiaro quando sarebbe stato possibile riprendere la normale lavorazione dell'NGL.

L'azienda cercava un'alternativa che non comportasse i costi considerevoli e i lunghi tempi di inattività tipici dell'aggiornamento a AMB e controller completamente nuovi . Purtroppo, i preventivi ricevuti non erano più allettanti. La maggior parte delle aziende ha proposto la stessa soluzione: sostituire l'intero sistema AMB, incluso il controller, per una facile compatibilità.

Sembrava che non ci fosse altra scelta se non quella di acquistare il costoso sistema AMB sostitutivo, finché una chiamata di assistenza con LAT non ha prodotto una soluzione diversa e più soddisfacente.

Invece di sostituire l'intero sistema, LAT ha proposto di collaborare con Waukesha Magnetic Bearings per installare un nuovo controller, più moderno e ricco di funzionalità, per gli AMB e il turboespansore esistenti. L'abbinamento di un nuovo controller con un AMB esistente non è una prassi comune, poiché la maggior parte delle aziende richiede l'utilizzo dello stesso produttore per entrambe le apparecchiature. Tuttavia, LAT e Waukesha Magnetic Bearings avevano già collaborato in passato a progetti simili con grande successo.

In effetti, le due aziende vantavano una storia di collaborazioni ambiziose. Quando LAT decise di progettare il primo e unico cabinet per turboespansore montato su skid per applicazioni in aree pericolose, si rivolse a Waukesha Magnetic Bearings come partner di progettazione. Insieme, le aziende realizzarono l' ARES AMB Turboexpander , dotato di un controller Zephyr® montato su skid.

Il controller Zephyr si è rivelato anche una soluzione ideale per il retrofitting dell'obsoleto controller analogico del cliente midstream energy. Il controller Zephyr è altamente configurabile, il che lo rende "agnostico rispetto al cuscinetto", ovvero in grado di integrarsi con numerosi sensori e magneti diversi.

Oltre alla compatibilità tecnica, i controller Zephyr sono semplici da utilizzare, un requisito fondamentale per il cliente di LAT. Dopo essersi affidati per così tanto tempo al vecchio controller analogico, l'azienda era alla ricerca di una soluzione più robusta con funzionalità moderne come il monitoraggio e la regolazione da remoto.

Sebbene fosse chiaro che il nuovo controller e il nuovo cabinet avrebbero rappresentato un enorme miglioramento, gli ingegneri di LAT e Waukesha Magnetic Bearings hanno impressionato maggiormente il cliente per la loro reattività e il loro servizio clienti.

Poiché i team di LAT e Waukesha Magnetic Bearings erano consapevoli dell'impatto che i tempi di inattività hanno sulle aziende di lavorazione di NGL, hanno lavorato instancabilmente per installare le apparecchiature aggiornate il più rapidamente possibile.

"Questo tipo di integrazione non è semplice", ha spiegato Carlos Pi, Key Account Manager di Waukesha Magnetic Bearings. "Ma facciamo tutto il possibile per semplificarla". In questo caso, ciò ha significato una comunicazione costante, oltre alla condivisione delle esperienze maturate nei precedenti progetti di retrofitting.

Anni di esperienza hanno insegnato al team a dedicare molto tempo alla raccolta di dettagli rilevanti e a prepararsi accuratamente prima della chiusura per l'installazione. Hanno familiarizzato meticolosamente con il controllore logico programmabile (PLC) dell'OEM per rendere l'integrazione fluida.

Anche la presenza di un tecnico addetto alla messa in servizio in loco si è rivelata fondamentale per un'installazione senza intoppi, fornendo informazioni dettagliate sul sito e assemblando il controller secondo le specifiche di progettazione.

Di conseguenza, i team di LAT e Waukesha Magnetic Bearings sono stati in grado di installare il controller e renderlo operativo rapidamente. "Facciamo tutto il possibile per renderlo plug-and-play. Non lo consegniamo e basta; vi aiutiamo a risolvere i problemi fino al completamento", ha affermato Pi.

Il nuovo controller avanzato supera le aspettative

Il nuovo controller si è dimostrato una soluzione ottimale. Ora, il cliente di LAT può monitorare l'AMB da remoto e apportare le necessarie modifiche. Le funzionalità di monitoraggio e regolazione da remoto di Zephyr includono il controllo multi-coordinata, la compensazione del runout, un algoritmo di bilanciamento automatico e un algoritmo di amplificazione avanzato per il feedback software del flusso.

Grazie al supporto per sensori induttivi , Zephyr vanta anche semplici funzionalità di risoluzione dei problemi, in netto contrasto con il vecchio controller analogico. Le sue capacità diagnostiche includono un'interfaccia web-server, la registrazione degli eventi, il controllo automatico delle autorizzazioni e strumenti integrati che dimostrano la conformità ai criteri di prestazione della sensibilità ISO. Offreva tutto ciò che il cliente desiderava, e anche di più.

Grazie all'eccezionale servizio clienti e all'assistenza sul campo del team LAT, il controller aggiornato ha offerto al cliente una rinnovata tranquillità sulle prestazioni a lungo termine dell'AMB. Infatti, i dispositivi Waukesha Magnetic Bearings sono noti per rimanere operativi per decenni e i controller Zephyr godono della stessa reputazione di affidabilità a lungo termine. Senza parti mobili, con manutenzione predittiva e un'opzione di garanzia estesa, si prevede che il controller AMB funzionerà in modo affidabile sul campo per molti anni a venire.

Informazioni sull'autore:

Nikolaj Malnac vanta oltre 20 anni di esperienza commerciale in diversi settori e ha conseguito qualifiche in ambito legale e di project management. Lavora presso Waukesha Bearings da oltre 12 anni, ricoprendo il ruolo di Direttore dei Cuscinetti Magnetici negli ultimi tre anni. È possibile contattarlo all'indirizzo [email protected]. Waukesha Bearings è leader di mercato nella progettazione personalizzata di cuscinetti a film fluido , sistemi di cuscinetti magnetici e tenute per turbomacchine ad alte prestazioni . Waukesha Bearings fa parte di Dover Precision Components , un'azienda del gruppo Dover. Per saperne di più su Waukesha Bearings, visita waukbearing.com.