田纳西河谷管理局（TVA）为七个州部分地区约1000万居民供电，供电系统由八家联合循环电厂的24套装置提供，对设备进行连续的状态监测可以提高供电性能。

Merrick＆Co.工程服务公司与田纳西河谷管理局合作实施了该项目，Merrick＆Co.高级仪表控制工程师Susan Hobbie表示：“为了对设备的状态监测进行升级、优化和扩展，田纳西河谷管理局在18个月前尝试实施Etapro性能监测和预测性维护软件，建立了连续监测热量和蒸汽流量的实体模型，期望提升整体运行效率，提高可靠性，识别异常情况，以及减少意外停车。然而，整个工程复杂且成本高，实施工作异常困难。”

Hobbie 在2019年艾默生全球用户大会上分享了无线技术在电厂的应用经历：“我们最初考虑采用有线4~20 mA、串行、模拟HART或Foundation现场总线，但是所涉仪器和网络的成本高达2~3百万美元。为了降低成本，我们决定使用WirelessHART监测每个工厂新增的40~60台新仪表。由于每个工厂有两到三套装置，布局不同，控制室位置也不同，因此对设计无线解决方案提出了挑战。”

Hobbie认为：“WirelessHART是联合循环电厂实现数字化转型和现代化改造的核心技术。创建真实测量工况所需的实体模型，包括无线热回收蒸汽发生器（HRSG）监测、无线循环水监测、无线泄漏阀检测和无线天气监测。”

Hobbie 补充道：“无线通信帮助这八家工厂节省超过580,000美元预算，占项目材料和建设总成本的15~20％，无需电线或导管，减少意外停车，无需大修或扩大大修范围。尽管控制室位置不同，可以根据每个工厂的独特要求定制WirelessHART方案，从而大大降低了成本。即使我们利用现有DCS基础架构，却无法设计所有的无线网络。艾默生专家帮助我们每家工厂选择合适的方案，例如确定扩展范围的时间。”

无线解决方案

艾默生高级销售工程师John Hillencamp ：“这八家联合循环电厂使用艾默生无线1410网关解决方案，通过天线发射器连接设备并发送数据。由于工厂有很多钢材导致网关很难收到发射器的信号，针对现场类似特殊情况，我们使用了常规或增强型天线。整个方案实施后，未存在通信问题且软件每分钟更新一次，电池可以使用8-10年。我们还使用了AMS Wireless Snap-On应用APP来管理无线网络。”

Hillencamp表示：“联合循环电厂广泛使用配有电磁温度传感器的248无线温度变送器，该变送器可确定阀门位置并检测疏水阀泄漏。由于K型热电偶探头价格高昂，并非每个变送器都配有该探头，电厂仅20~30个阀门配有该探头。先前，每个阀门每月损失1,782美元，使用电磁温度传感器一个月内收益翻倍，如此好效果得到了管理局的大力推广。”

同样，由于烟气结垢、腐蚀和堵塞了管道，因此需对无线热回收蒸汽发生器进行监测。无线热回收蒸汽发生器与罗斯蒙特3051S压力变送器一起使用，可保持过程通畅，提高无线热回收蒸汽发生器的效率并实时检测管道堵塞状态。

Hillencamp补充说：“为了监测周围的环境状况，管理局还使用了Rotronic温度传感器和湿度传感器以及艾默生无线248变送器，帮助操作员提高无线热回收蒸汽发生器的效率。”

Merrick and Co.的Susan Hobbie介绍了无线基础实施项目：“每套装置的效率提高1.5％，可节省数百万美元，并在一年内实现项目收益。”

连续全面的监测

Hobbie和Hillencamp认为：“除了在田纳西河谷管理局的联合循环电厂实施定制的无线设计外，我们和同事还要考虑每个工厂不同的DCS系统，以便实现连续监测。”

Hillencamp表示：“部分工厂按照艾默生Ovation要求进行了标准化，还有一些工厂还采用了DeltaV或Siemens与ABB的DCS系统。利用艾默生灵活的网关和协议可实现八家工厂间不同系统的互联、共享使用。”

Hobbie认为：“这种多系统及协议情况下，灵活性非常重要，可以帮助管理局对设备进行连续监测而非定期监测。定期现场测试只能提供特定时刻的情况，用户无法实时了解设备状况；而实时连续监测可提高可靠性，识别异常情况并减少停机。”

Hillencamp补充道：“这个项目是田纳西河谷管理局首个大型无线项目，其方法和收益必将吸引更多传统工厂来了解甚至使用无线技术。”

Hobbie最后总结道：“田纳西河谷管理局可以根据周围环境的变化创建实体模型，提升蒸汽利用率和供电效率。通过实施这些无线技术，管理局现在可以以较小的成本扩展数字基础架构，将每套装置的效率提高1.5％，可节省数百万美元，并在一年内实现项目收益。”

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