Автоматическая реконструкция ручных клапанов на газопередающих станциях

Риски эффективности и безопасности ручного управления

Крупномасштабная станция транспортировки природного газа в Техасе, США, отвечает за регулирование давления и распределение потока в региональной трубопроводной сети. Некоторые из основных ручных клиновых задвижек на трубопроводах станции предназначены для аварийной изоляции. В ходе реальной эксплуатации были выявлены две основные болевые точки:

1. Ручные клапаны имеют медленную скорость срабатывания. При подозрении на утечку или ненормальном давлении в системе операторам необходимо отправиться на площадку для управления ручными клапанами. От срабатывания сигнализации до полного закрытия может пройти более 10 минут, что далеко не отвечает требованиям безопасности по быстрой изоляции и увеличивает риск эскалации аварии.
2. Размеры клапанов обычно составляют от 10 дюймов (DN250) до 16 дюймов (DN400). Рабочий крутящий момент большой. В ситуациях высокого давления или аварийных ситуациях ручное управление создает физическую нагрузку и потенциальный риск для безопасности персонала. В то же время регулярные проверки открытия и закрытия также отнимают много трудочасов.

Техническое решение: Переход от ручного выбора автоматизации к пневматическому.

Команда проекта сформулировала план трансформации автоматизации, суть которого заключается в замене ручных задвижек назадвижка с пневматическим приводом.

1. Расчетное давление в трубопроводе составляет 720 фунтов на квадратный дюйм (приблизительно 4,96 МПа), что соответствует номинальному давлению класса 300. Среда – сухой природный газ. Однако, учитывая окружающую среду в Техасе и возможность присутствия кислых газов, материал корпуса клапана выбран по стандарту ASTM A216 WCB (углеродистая сталь).
2. Для обеспечения безаварийного отключения был выбран пневмопривод одностороннего действия с пружинным возвратом. Выходной момент пружины был точно рассчитан для обеспечения стабильной работы при стандартном источнике воздуха КИП 6-8 бар и надежного закрытия в случае потери воздуха.
3. Каждый пневмоклапан оснащен двухпозиционным пятиходовым электромагнитным клапаном и концевым выключателем (индикатором положения). Сигналы подключаются к существующей распределенной системе управления внутри станции. Это позволяет оператору дистанционно переключать клапан одним щелчком мыши из диспетчерской и получать информацию о положении клапана в режиме реального времени.

Основной эффект после внедрения

• Время отклика: время полного закрытия клапана сокращено с более чем 10 минут до примерно 8-10 секунд, что полностью соответствует требованиям реагирования системы приборов безопасности.
• Режим работы: реализовано дистанционное управление одним щелчком мыши из центральной диспетчерской, что полностью исключает риски и физическое утомление, связанные с работой персонала на месте.
• Соответствие требованиям безопасности: система имеет возможность автоматического аварийного отключения, повышая общий уровень безопасности конвейерной станции.
• Техническое обслуживание и тестирование. Регулярные функциональные тесты можно запускать удаленно через РСУ, что значительно снижает сложность и стоимость эксплуатации и обслуживания.

В системе аварийного отключения роль пневматической задвижки далеко не простое переключающее устройство; вместо этого это специально разработанный критически важный для безопасности компонент.