Rinnovamento dell'automazione delle saracinesche manuali nelle stazioni di trasporto del gas naturale

L’efficienza e i rischi per la sicurezza del funzionamento manuale

La grande stazione di trasporto del gas naturale in Texas, negli Stati Uniti, è responsabile della regolazione della pressione e della distribuzione del flusso della rete di gasdotti regionale. Alcune delle principali valvole a saracinesca manuali di tipo a cuneo sulle tubazioni all'interno della stazione hanno il compito di isolare le emergenze. Durante il funzionamento effettivo, sono stati identificati due principali punti critici:

1. Le valvole manuali hanno una velocità di risposta lenta. Quando si sospetta una perdita o una pressione anomala del sistema, gli operatori devono recarsi sul posto per azionare le valvole manuali. Dal suono dell'allarme alla chiusura completa potrebbero essere necessari più di 10 minuti, il che è ben lungi dal soddisfare i requisiti di sicurezza per un isolamento rapido e aumenta il rischio di un'escalation di incidenti.
2. Le dimensioni delle valvole sono per lo più comprese tra 10 pollici (DN250) e 16 pollici (DN400). La coppia operativa è elevata. In situazioni di alta pressione o di emergenza, il funzionamento manuale comporta un carico fisico e potenziali rischi per la sicurezza del personale. Allo stesso tempo, anche i regolari test di apertura e chiusura consumano molte ore di manodopera.

Soluzione tecnica: Passaggio dalla selezione dell'automazione manuale a quella pneumatica

Il team di progetto ha formulato un piano di trasformazione dell'automazione, il cui nucleo è la sostituzione delle valvole a saracinesca manualisaracinesca ad azionamento pneumatico.

1. La pressione di progetto della tubazione è 720 psi (circa 4,96 MPa), corrispondente alla pressione nominale di Classe 300. Il mezzo è gas naturale secco. Tuttavia, considerando l'ambiente del Texas e la possibilità di gas acidi, il materiale del corpo della valvola è selezionato come ASTM A216 WCB (acciaio al carbonio).
2. Per ottenere uno spegnimento di sicurezza, è stato selezionato un attuatore pneumatico a semplice effetto con ritorno a molla. La coppia di uscita della molla è stata calcolata con precisione per garantire un funzionamento stabile con una fonte d'aria strumentale standard di 6-8 bar e una chiusura affidabile in caso di perdita d'aria.
3. Ogni valvola pneumatica è dotata di una valvola elettromagnetica a cinque vie a due posizioni e di un interruttore di fine corsa (indicatore di posizione). I segnali sono collegati al sistema di controllo distribuito esistente all'interno della stazione. Ciò consente all'operatore di commutare a distanza la valvola con un solo clic dalla sala di controllo e ricevere feedback in tempo reale sulla posizione della valvola.

L'effetto principale dopo l'implementazione

• Tempo di risposta: il tempo di chiusura totale della valvola è stato ridotto da oltre 10 minuti a circa 8-10 secondi, soddisfacendo pienamente i requisiti di risposta del sistema di strumenti di sicurezza.
• Modalità operativa: ha ottenuto il controllo remoto con un clic dalla sala di controllo centrale, eliminando completamente i rischi e l'affaticamento fisico associati al funzionamento in loco da parte del personale.
• Conformità alla sicurezza: il sistema ha la capacità di arresto automatico di sicurezza in caso di guasto, migliorando il livello di integrità di sicurezza generale della stazione di trasporto.
• Manutenzione e test: test funzionali regolari possono essere avviati in remoto tramite DCS, riducendo significativamente la complessità e i costi di funzionamento e manutenzione.

Nel sistema di intercettazione di emergenza, il ruolo della saracinesca pneumatica non è soltanto un semplice dispositivo di commutazione; si tratta invece di un componente critico per la sicurezza appositamente progettato.