天然ガス送出所の手動ゲートバルブの自動化改修

2026-05-15

手動操作の効率性と安全性のリスク

米国テキサス州にある大規模な天然ガス送電所は、圧力を調整し、地域のパイプラインネットワークの流れを分配する役割を担っています。ステーション内のパイプラインにある主要な手動ウェッジタイプゲートバルブの一部は、緊急時の隔離の役割を果たしています。実際の運用中に、次の 2 つの主要な問題点が特定されました。

手動バルブは応答速度が遅いです。漏れの疑いがある場合やシステム圧力に異常がある場合、オペレーターは現場に出向いて手動バルブを操作する必要があります。警報が鳴ってから完全に閉鎖されるまでに 10 分以上かかる場合があり、これは迅速な隔離という安全要件を満たすには程遠く、事故が拡大するリスクが高まります。
バルブのサイズは、ほとんどが 10 インチ (DN250) から 16 インチ (DN400) の間です。作動トルクが大きい。高圧または緊急の状況では、手動操作は人員に身体的な負担と潜在的な安全上のリスクをもたらします。同時に、定期的な開閉テストにも多くの労働時間がかかります。

技術的解決策: 手動から空圧自動化への移行の選択

プロジェクトチームは自動化変革計画を策定しました。その中核となるのは、手動のゲートバルブを次のようなものに置き換えることです。空気圧作動ゲートバルブ。

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パイプラインの設計圧力は 720 psi (約 4.96 MPa) で、クラス 300 の圧力定格に相当します。媒体は乾燥天然ガスです。ただし、テキサス州の環境や酸性ガスの可能性を考慮し、バルブボディの材質はASTM A216 WCB（炭素鋼）を選択しています。
フェールセーフなシャットダウンを実現するために、単動式スプリングリターン空気圧アクチュエータが選択されました。スプリングの出力トルクは、6 ～ 8 bar の標準計器空気源下で安定した動作を保証し、空気損失が発生した場合でも確実に閉じることができるように正確に計算されています。
各空圧バルブには2位置5方電磁弁とリミットスイッチ（位置指示計）が装備されています。信号はステーション内の既存の分散制御システムに接続されます。これにより、オペレータは制御室からワンクリックでバルブをリモートで切り替え、バルブ位置に関するリアルタイムのフィードバックを受け取ることができます。

導入後の主な効果

応答時間: バルブの全閉時間は 10 分以上から約 8 ～ 10 秒に短縮され、安全計器システムの応答要件を完全に満たします。
操作モード：中央制御室からのワンクリック遠隔制御を実現し、人員による現場操作に伴うリスクや体力の消耗を完全に排除します。
安全性への準拠: このシステムには自動故障安全シャットダウン機能があり、搬送ステーションの全体的な安全性レベルが向上します。
メンテナンスとテスト: DCS を介して定期的な機能テストをリモートで開始できるため、運用とメンテナンスの複雑さとコストが大幅に削減されます。

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緊急遮断システムにおける空気圧ゲートバルブの役割は、単なるスイッチングデバイスではありません。代わりに、これは特別に設計された安全性が重要なコンポーネントです。

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