В нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности важно точно контролировать поток продукта через клапаны в системе, а регулирование потока зависит от приводов клапанов.Это критически важное оборудование должно работать надежно и безопасно в самых экстремальных условиях, примерами которых являются экстремально высокие и низкие температуры, засушливая среда или среда с большим количеством осадков, отдаленные районы пустыни или Арктики, а также коррозионное воздействие химикатов, а также длительные периоды высокой влажности или соленость. В потенциально взрывоопасной среде также необходима взрывобезопасность, в некоторых приложениях также требуется пожаробезопасность и так далее.
В дополнение к основным функциям открытия и закрытия клапанов, приводы образуют важный интерфейс между системами процесса и мониторинга, обеспечивая плавную интеграцию с любой распределенной системой управления (РСУ), используемой в сети предприятия. Кроме того, в условиях промышленного Интернета вещей (IIOT) электрические приводы, оснащенные мощными электронными устройствами, должны действовать как информационные центры, обеспечивая прямой доступ к различным технологическим и диагностическим данным.
Низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание являются важным фактором для распределенных систем, расположенных вдоль заводов или трубопроводов.Электрические приводы являются идеальным выбором для многих промышленных применений. Этот источник питания прост в установке, на него не влияет температура, а привод практически не требует обслуживания. Пользовательским интерфейсом для электрического управления клапаном можно управлять дистанционно через программируемый логический контроллер/систему мониторинга и сбора данных (PLC/SCADA) или легко получить доступ с помощью местного управления на приводе. При отключении электроэнергии маховик можно использовать в качестве аварийного резерва.
Заводские и трубопроводные операции зависят от высокоавтоматизированной арматуры для выполнения основных функций. Сложные процессы, связанные с потоком материала, насосными станциями, компрессорными станциями и т. д., требуют точного и чрезвычайно надежного позиционирования клапана.
Привод должен управлять полным спектром клапанов (от шаровых кранов, дроссельных заслонок, задвижек до других клапанов) для управления потоком газа и жидкости.Обычно для привода шарового или дроссельного клапана требуется частично поворотный привод, который обеспечивает типичное вращательное движение на 90 градусов при полном ходе. С другой стороны, для задвижек обычно требуются многооборотные приводы, обеспечивающие большой угол вращения для переключения клапана из открытого в закрытое положение и наоборот.
Регулировка привода может повысить точность позиционирования регулирующего клапана, тем самым точно регулируя скорость потока внутри трубопровода. В восходящем участке используется для перекачки сырой нефти и природного газа; Мидстрим используется для хранения и транспортировки ресурсов; В сфере переработки и переработки он используется для процесса переработки сырой нефти, продажи продуктов нефтепереработки (таких как бензин, топливо, асфальт и т. д.), а также для обеспечения сырьем различных нефтехимических производств, которые используют продукты на основе нефти для производят пластмассы, удобрения, фармацевтические препараты и т. д.
Модульный метод привода
Концепция модульных приводов удовлетворяет этим различным требованиям благодаря множеству стандартных компонентов. Различные многооборотные и неполноповоротные приводы могут быть настроены на различные значения крутящего момента, источники питания, типы крепления клапана и т. д. На уровне управления можно выбрать базовое или интеллектуальное управление приводом, в зависимости от обеспечения наиболее экономичного решения для простого управления. сложные задачи управления технологическими процессами.
Сочетание модульной конструкции и гибкой геометрии привода позволяет легко регулировать положение установки на месте. Это гарантирует, что компоненты местного управления и индикации всегда будут легко доступны даже в небольших помещениях. Между тем, концепция модульности значительно сокращает количество запасных частей. Пользователям необходимо сохранить лишь несколько стандартных основных компонентов и взаимозаменяемых деталей, чтобы обеспечить быструю оборачиваемость и сократить время простоев.
Приложения на трубопроводах обычно включают открытие и закрытие больших клапанов, которые требуют очень высокого крутящего момента. Сочетание приводов с соответствующими продуктами редукторов может удовлетворить это требование: эти решения могут достигать крутящего момента до 500 000 футо-фунтов (675 000 Нм).
Базовая защита от коррозии
В нефтегазовой отрасли крайне важно, чтобы клапаны работали надежно независимо от условий технологического процесса. От прибрежных районов до тропических регионов, от пустынь до арктических регионов — суровые условия окружающей среды и коррозия могут привести к серьезным простоям и значительным затратам. Температура окружающей среды может легко варьироваться от -76 градусов F до 150 градусов F (от -60 градусов C до 70 градусов C), поэтому крайне важно, чтобы электрический привод, выбранный для этой услуги, мог выдерживать эти условия окружающей среды. Защита корпуса (NEMA 4X/6P [Американская ассоциация производителей электрооборудования] и IP68 [Защита входа] в соответствии с NEMA 250 и EN 60529) является критически важным требованием для защиты приводов от влаги и пыли.
При использовании на прибрежных и морских объектах приводы должны соответствовать требованиям EN ISO [Международная организация по стандартизации] 12944-6 (Покрытия и лаки – защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитных покрытий) для самой высокой категории коррозионной активности C{{ 2}}М длина. Это особенно важно для подводных трубопроводов, поскольку компрессорные станции на обоих концах морского дна подвергаются воздействию атмосферы с высокой соленостью.
Одной из особенностей, используемых для решения этих проблем, является усовершенствованное порошковое покрытие, которое можно наносить на различные компоненты корпуса перед сборкой. Это покрытие также можно нанести на выходной фланец и распространить за пределы уплотнительной кромки соединения. Это значит, что даже если при монтаже или наладке привод будет снят с арматуры или вскрыт корпус, покрытие может остаться неповрежденным.
Конфиденциальная опасная зона
Обращение с горючими газами, парами или пылью требует особой осторожности и безопасности во избежание нанесения вреда персоналу и имуществу. Поэтому электроприводы, используемые в этих сферах, должны быть сертифицированы.Нефтяная, газовая и нефтехимическая промышленность представляют собой глобальный рынок с различными сертификатами (например, FM в США, CSA и ATEX в Европе, IECEx в различных областях и т. д.) в зависимости от страны или региона. Чтобы обеспечить максимальную безопасность, заводские инженеры подбирают оборудование, обеспечивающее взрывозащиту, в соответствии со стандартами и инструкциями по окончательному месту установки.
Конструкция взрывозащищенных приводов не позволяет им стать потенциальным источником воспламенения во взрывоопасных средах. Они не создают искр и не нагревают поверхности. Все электрические, механические и электронные компоненты привода интегрированы в один корпус, что обеспечивает признанные во всем мире решения для обеспечения соответствующей изоляции от потенциально опасных компонентов и взрывоопасных сред с использованием огнестойких корпусов. Если в корпус проникают горючие газы или пары, корпус должен выдерживать давление, которое может возникнуть при внутреннем взрыве.
Действия в критических ситуациях
В нефтегазовой отрасли могут быть другие требования к приводам, например огнестойкая версия, способная надежно сохранять все функции даже при прямом воздействии пожара. В случае пожара корпус будет поглощать тепло и обеспечивать надежную работу привода, гарантируя правильную работу клапана.
Оценка потенциальных рисков в ходе процесса может гарантировать, что внедрение инструментальных систем безопасности (SIS) соответствует высоким требованиям функциональной безопасности. В таких системах часто используются электрические приводы, которые выполняют функции безопасности, такие как аварийное отключение и аварийный останов. В настоящее время в соответствии со стандартом EN 61508 (Функциональная безопасность электрических/электронных/программируемых электронных систем, связанных с безопасностью) могут быть обеспечены связанные с безопасностью приложения с сертифицированным TÜV уровнем полноты безопасности (SIL) SIL3.
Интегрировано с интеллектуальным управлением
К последним достижениям в области разработки также относятся интерфейсы для промышленного стандарта Ethernet Profinet и Modbus TCP/IP. Благодаря беспрецедентным возможностям подключения и передаче данных в реальном времени эти стандарты особенно подходят для интеграции приводов в приложения IIoT (промышленный Интернет вещей). Электрические приводы клапанов могут играть решающую роль в этих системах. С одной стороны, они дистанционно управляют открытием и закрытием клапанов; С другой стороны, мощные электронные устройства позволяют электрическим приводам служить информационными центрами для данных, связанных с процессом (т. е. обратной связи о положении клапана), а также данных, связанных с приводом, на основе расширенной самодиагностики. Например, интеллектуальные алгоритмы контролируют характеристики привода, чтобы указать, когда следует провести техническое обслуживание.
Управление активами всего предприятия на основе данных конкретных устройств может повысить надежность и сократить время непредвиденных простоев. Всю информацию можно получить непосредственно в сети и использовать для визуализации процесса, статистики, расширенного моделирования или симуляции для улучшения производительности процесса.
Проблемы и возможности, связанные с промышленным Интернетом вещей и большими данными, сложны, но суть их заключается в простом факте: потоки нефти и газа, а также процессы на этом пути будут выражаться в данных с возрастающими темпами. зернистость. Пока есть данные, ими можно пользоваться и манипулировать ими. Если все можно будет измерить и проблемы безопасности данных и надежности Интернета будут полностью решены, появится новый метод использования данных и интеграции инструментов. Исполнители, поскольку они существуют в любом распределенном процессе, станут ключевым фактором будущей революции данных.
