Αυτοματοποίηση ανακαίνιση χειροκίνητων βαλβίδων πύλης σε σταθμούς μεταφοράς φυσικού αερίου

Οι κίνδυνοι αποτελεσματικότητας και ασφάλειας της χειροκίνητης λειτουργίας

Ο μεγάλος σταθμός μεταφοράς φυσικού αερίου στο Τέξας των ΗΠΑ είναι υπεύθυνος για τη ρύθμιση της πίεσης και τη διανομή της ροής του περιφερειακού δικτύου αγωγών. Ορισμένες από τις βασικές χειροκίνητες βαλβίδες πύλης τύπου σφήνας στους αγωγούς εντός του σταθμού έχουν ως αποστολή την απομόνωση έκτακτης ανάγκης. Κατά τη διάρκεια της πραγματικής επέμβασης, εντοπίστηκαν δύο κύρια σημεία πόνου:

1. Οι χειροκίνητες βαλβίδες έχουν χαμηλή ταχύτητα απόκρισης. Όταν υπάρχει υποψία διαρροής ή μη φυσιολογικής πίεσης του συστήματος, οι χειριστές πρέπει να μεταβούν στην τοποθεσία για να λειτουργήσουν τις χειροκίνητες βαλβίδες. Από το χτύπημα του συναγερμού έως το πλήρες κλείσιμο, μπορεί να χρειαστούν περισσότερα από 10 λεπτά, κάτι που απέχει πολύ από το να πληροί τις απαιτήσεις ασφαλείας για γρήγορη απομόνωση και αυξάνει τον κίνδυνο κλιμάκωσης του ατυχήματος.
2. Τα μεγέθη βαλβίδων είναι κυρίως μεταξύ 10 ιντσών (DN250) και 16 ιντσών (DN400). Η ροπή λειτουργίας είναι μεγάλη. Σε καταστάσεις υψηλής πίεσης ή έκτακτης ανάγκης, η χειροκίνητη λειτουργία ενέχει φυσική επιβάρυνση και πιθανούς κινδύνους για την ασφάλεια του προσωπικού. Ταυτόχρονα, τα τακτικά τεστ ανοίγματος και κλεισίματος καταναλώνουν επίσης πολλές ώρες εργασίας.

Τεχνική λύση: Μετάβαση από την επιλογή χειροκίνητου σε πνευματικό αυτοματισμό

Η ομάδα του έργου έχει διαμορφώσει ένα σχέδιο μετασχηματισμού αυτοματισμού, ο πυρήνας του οποίου είναι η αντικατάσταση των χειροκίνητων βαλβίδων πύλης μεπνευματική βαλβίδα πύλης.

1. Η πίεση σχεδιασμού του αγωγού είναι 720 psi (περίπου 4,96 MPa), που αντιστοιχεί στην ονομαστική πίεση Class 300. Το μέσο είναι ξηρό φυσικό αέριο. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη το περιβάλλον στο Τέξας και την πιθανότητα όξινων αερίων, το υλικό του σώματος της βαλβίδας επιλέγεται ως ASTM A216 WCB (ανθρακοχάλυβας).
2. Για να επιτευχθεί διακοπή λειτουργίας με ασφάλεια λόγω βλάβης, επιλέχθηκε ένας πνευματικός ενεργοποιητής ελατηρίου επαναφοράς μίας ενέργειας. Η ροπή εξόδου του ελατηρίου υπολογίστηκε με ακρίβεια για να εξασφαλίσει σταθερή λειτουργία κάτω από μια τυπική πηγή αέρα οργάνου 6-8 bar και αξιόπιστο κλείσιμο σε περίπτωση απώλειας αέρα.
3. Κάθε πνευματική βαλβίδα είναι εξοπλισμένη με μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πέντε κατευθύνσεων δύο θέσεων και έναν οριακό διακόπτη (δείκτης θέσης). Τα σήματα συνδέονται με το υπάρχον κατανεμημένο σύστημα ελέγχου εντός του σταθμού. Αυτό επιτρέπει στον χειριστή να αλλάζει από απόσταση τη βαλβίδα με ένα μόνο κλικ από το δωμάτιο ελέγχου και να λαμβάνει ανάδραση σε πραγματικό χρόνο για τη θέση της βαλβίδας.

Το βασικό αποτέλεσμα μετά την εφαρμογή

• Χρόνος απόκρισης: Ο χρόνος πλήρους κλεισίματος της βαλβίδας έχει μειωθεί από πάνω από 10 λεπτά σε περίπου 8-10 δευτερόλεπτα, ικανοποιώντας πλήρως τις απαιτήσεις απόκρισης του συστήματος οργάνων ασφαλείας.
• Λειτουργία: Έχει επιτύχει απομακρυσμένο έλεγχο με ένα κλικ από την κεντρική αίθουσα ελέγχου, εξαλείφοντας πλήρως τους κινδύνους και τη σωματική εξάντληση που συνδέονται με την επιτόπια λειτουργία από το προσωπικό.
• Συμμόρφωση με την ασφάλεια: Το σύστημα έχει τη δυνατότητα αυτόματης διακοπής λειτουργίας με ασφάλεια, ενισχύοντας το συνολικό επίπεδο ακεραιότητας ασφάλειας του σταθμού μεταφοράς.
• Συντήρηση και δοκιμή: Οι τακτικές λειτουργικές δοκιμές μπορούν να ξεκινήσουν εξ αποστάσεως μέσω DCS, μειώνοντας σημαντικά την πολυπλοκότητα και το κόστος λειτουργίας και συντήρησης.

Στο σύστημα διακοπής έκτακτης ανάγκης, ο ρόλος της πνευματικής βαλβίδας πύλης απέχει πολύ από το να είναι απλώς μια απλή συσκευή μεταγωγής. Αντίθετα, είναι ένα ειδικά σχεδιασμένο εξάρτημα κρίσιμο για την ασφάλεια.