Установка интеллектуальных электроприводов на китайский газопровод «Запад-Восток»

Интеллектуальные электроприводы, установленные на газопроводе «Запад-Восток» в Китае

Интеллектуальные электроприводы, установленные на газопроводе «Запад-Восток» в Китае

Sector : Oil & Gas

Category : Электроприводы

Продукция : IQ - Standard, IQM - Modulating

Overview


Трубопровод «Запад-Восток» (WEPP) считается самым масштабным и наиболее сложным проектом в газовой отрасли, когда-либо реализовывающимся в Китае. Цель проекта – развитие западных регионов Китая. Проект включает в себя прокладку 4 нитей газопровода, соединяющих потребителей на востоке страны с ресурсами на западе. Тысячи километров труб проходят через различные природные зоны: плато, горы, пустыни и реки, чтобы соединить Таримский бассейн в Синцзянь-Уйгурском автономном округе и Туркменистане с регионами, лежащими в дельтах рек Янцзы и Чжуцзян.

The Reason


Реализацией проекта занимается PetroChina West-East Gas Pipeline Company – дочерняя компания PetroChina. Самый крупный производитель нефти и газа в Китае государственная компания China National Petroleum Corporation (CNPC) владеет контрольным пакетом акций PetroChina. По первому участоку огромного газопровода (WEPP1), открытому в 2004 г., природный газ с Таримского месторождения в Синьцзяне транспортируется до дельты Янцзы для электрогенерации. В 2008 г. началось строительство второй нити газопровода, некоторые участки которого идут параллельно первой нити, либо соединены с ней. Вторая нить газопровода тянется из Синьцзяня в Гуаньчжоу, вслед за ней будут построены еще две нити, для транспортировки миллиардов кубических метров газа, который бы удовлетворил растущий спрос на энергию в китайских городах и промышленных центрах. Прокладка второй очереди газопровода (WEPP II) началась в феврале 2008 г., а третьей (WEPP III) – в октябре 2012г. WEPP IV все еще находится на стадии проектирования.

The Solution


С самого начала для автоматизации трубопроводной арматуры на данном проекте были выбраны электроприводы Rotork IQ, использующие интеллектуальные технологии дистанционной настройки. На протяжении десятилетия тысячи таких приводов были установлены на всех этапах проекта для автоматизации работы управляющей арматуры на компрессорных станциях, манифольдах и газовых хранилищах.

В 2002г., когда началось строительство первой очереди газопровода, интеллектуальная технология автоматизации IQ уже существовала на протяжении 10 лет и работала во многих отраслях промышленности. Вслед за первым поколением приводов IQ появилась серия IQ Mark 2, которая обладала рядом новых функций, которых не было у других производителей, начавших копировать оригинальное оборудование IQ.

Rotork был единственным производителем, который предлагал приводы с технологией дистанционной настройки, ввода в эксплуатацию с регистратором данных и передачей данных, которая уже хорошо себя зарекомендовала на предприятиях нефтегазовой промышленности по всему миру. Привод IQ стал первым приводом, который поддерживал технологию дистанционной передачи данных на компактный пульт при помощи ИК-соединения. Он был запущен в производство в 1993 г., и до 2000 г. на его долю приходилось самое большое число продаж электроприводов компании по всему миру.

К 2006г. дистанционная технология была усовершенствована благодаря двустороннему соединению между пультом и приводом, что позволяло обмениваться данными с другими приводами, тем самым экономя огромное количество времени, которое потребовалось бы для одинаковой настройки большого количества приводов. Данные также можно загрузить на ПК и затем передать их на приводы с помощью пульта.
Встроенный регистратор данных на каждом приводе записывает характеристики работы привода при вводе в эксплуатацию и дальнейшей работе, включая данные о крутящем моменте в двух направлениях. Извлечение этих данных и их перенос на ПК с помощью программного обеспечения Rotork IQ-Insight позволяет точно оценить работу арматуры и выявить проблемы в ее функционировании. Это позволяет наиболее эффективным образом организовать работу по управлению активами и избежать слишком частого проведения дорогостоящих мероприятий по техническому обслуживанию. Риск непредвиденных остановок в процессе работы также сводится к минимуму. Данные можно скачать с помощью пульта или лэптопа, напрямую связанного с приводом.

Кроме автоматизации отсечной арматуры трубопровода, интеллектуальные электроприводы также используются для автоматизации управляющей арматуры на станциях вывода газа в трубу, которые позволяют подавать газ при пониженном давлении в распределительную сеть газопроводов.

В данном ситуационном анализе регулирующие приводы IQM управляют арматурой для осевого потока размером от 100 мм до 250 мм. Эта арматура класса 600 играет чрезвычайно важную роль в снижении давления газа, поступающего из магистрального трубопровода, с 99 бар до 25 – 45 бар при подаче газа в распределительную сеть. Вдоль маршрута прокладки первой нити газопровода было построено около 50 подобных станций.

The Results


Ввод в эксплуатацию, не требующий разборки корпуса привода для настройки переключателей конца хода и настройки крутящего момента, обладает целым рядом преимуществ. Это не только позволяет увеличить эффективность настройки, но и гарантирует, что электронное оборудование внутри привода защищено от губительного воздействия влаги и пыли и прослужит долгий срок в неблагоприятных средах, через которые проходит газопровод. Технология также улучшена благодаря двойному уплотнению секции клемм для подключения силовых и управляющих кабелей. Клеммы отделены уплотнением от привода, чтобы гарантировать, что электрооборудование будет надежно защищено в случае снятия защитного кожуха. В результате приводы, сертифицированные для работы в опасных зонах, имеют прочную конструкцию, водонепроницаемы, а их корпус, отвечающий требованиям IP68 и другим аналогичным международным стандартам, позволяет приводу работать непродолжительное время под водой.

Последние нововведения

Первая нитка газопровод длиной 4 000 км более чем в два раза короче второй нити газопровода с ее 8 ответвлениями. Также как и пропускная способность первого газопровода, равняющаяся 17 млрд. куб. м газа в год, меркнет по сравнению с 30 млрд. куб. м в год, которые способен пропускать второй газопровод.

В данный момент ведется строительство третьей очереди газопровода, и с начала 2013г. для реализации данного проекта заказываются приводы третьего поколения IQ – IQ3. Опыт работы на строительстве первых двух газопроводов «Запад – Восток» и хорошо налаженная обратная связь позволили Rotork повысить функциональность своего оборудования. Дальнейшее расширение возможностей регистратора данных, дисплея и возможностей связи было совершено в ответ на пожелание конечных потребителей, которые хотели обрабатывать еще больше данных как на месте производства, так и в диспетчерских комнатах.

К нововведениям относятся три ключевых возможности, принципиально важные для достижения долгого срока эксплуатации, снижения издержек на техническое обслуживание и эксплуатационных затрат.

Во-первых, окошко индикатора положения привода было усовершенствовано до многофункционального дисплея, отображающего информацию о положении, статусе арматуры и привода, меню для настройки привода, диагностике ошибок и управлении активами. В дополнение к индикации положения дисплей обладает графическим интерфейсом, облегчающим настройку и калибровку, также он помогает оператору определить состояние работы арматуры и предугадать, когда могут возникнуть неисправности в работе.

Дисплей был разработан как двойной дисплей с очень большим углом отклонения от перпендикуляра при наблюдении. Передний сегмент дисплея позволяет полностью настроить привод, второй – провести детальную диагностику и отобразить окна с информацией о работе арматуры. Имеются 4 окна, которые можно выбрать в зависимости от того, с какой информацией хочет ознакомиться оператор, она может включать в себя графики диагностики, положение, крутящий момент и положение, а также настройки привода. Положение арматуры измеряется с точностью до десятых долей, предоставляя точные данные для диагностического анализа. График диагностики позволяет заглянуть в процесс работы привода и отображает крутящий момент арматуры, облегчая анализ ситуации в режиме реального времени.

Во-вторых, крутящий момент на выходе привода можно также точно измерить с помощью червячного колеса. Осевая сила червячного вала всегда пропорциональна крутящему моменту, производимому червячным колесом, при чем на этот показатель не влияет снижение эффективности передачи, возникающее при долгом сроке эксплуатации. Крутящий момент измеряется преобразователем силы, а не тарельчатыми пружинами или любыми другими механическими средствами, которым свойственно изнашиваться с течением времени. Это очень важно, с точки зрения управления активами, так как крутящий момент фиксируется регистратором данных во время ввода в эксплуатацию и затем последовательно записывается при каждой операции, совершаемой арматурой. Эта информация формирует чрезвычайно важный массив данных для планирования проведения мероприятий по техническому обслуживанию.

В-третьих, надежное и продолжительное управление арматурой достигается за счет точного и повторяющегося измерения положения приводом. Это достигается благодаря использованию запатентованных абсолютных датчиков положения. Они представляют собой электромеханические приборы для измерения положения, которые анализируют положение относительно друг друга ведомых шестерней и рассчитывают положение привода и следовательно арматуры. Их преимущество заключается в том, что им не требуется электропитание, чтобы отслеживать изменение положения, а недостаток в том, что они усложняют конструкцию, а значит, могут снижать надежность функционирования.

Благодаря новейшим технологиям и нескольким годам испытаний удалось устранить эти проблемы в работе абсолютных датчиков положения IQ. Они бесконтактные и состоят только из 4 подвижных частей, могут оценивать до 8 000 оборотов с высокой четкостью и самопроверкой. Конструкция повысила надежность анализа положения, сделав измерение положения доступным вне зависимости от наличия источника питания.

Загрузите описание проекта здесь.