Электроприводы как решение по автоматизации арматуры для аварийного отключения, работающей в резервуарном терминале

BTT – резервуарный терминал Botlek

BTT – резервуарный терминал Botlek

Overview

С 2005 г., когда произошел разрушительный пожар на нефтехранилище в Бунсфилде, многое было сделано для того, чтобы впредь избежать таких катастроф. Благодаря работе COMAH (компетентного британского органа по контролю над опасностью возникновения крупномасштабных аварий на производстве) на предприятия нефтяной промышленности были внедрены меры предосторожности, которые гарантируют дополнительную степень безопасности эксплуатации резервуаров для хранения нефтепродуктов. Основным нововведением является требование по установке дистанционно управляемых отсекающих клапанов (ROSoV) и их автоматизация для аварийного отключения.

The Reason

Большинство отсекающих клапанов монтируются во впускных и выпускных отверстиях резервуаров для нефтепродуктов и предназначены для того, чтобы изолировать отдельные резервуары в случае потенциальной опасности. Обычно автоматизация таких предприятий осуществляется при помощи электрооборудования, которое отвечает специфическим особенностям данного вида хозяйственной деятельности. Было бы очень дорого устанавливать пневматическую замкнутую сеть на подобных объектах, в то время как электричество обычно является доступным источником питания для управления предприятием. Поэтому, с экономической и практической точки зрения, имеет смысл использовать электричество для управления приводами системы аварийного отключения.

Резервуарный терминал Boltek в Роттердаме, спроектированный и построенный после пожара в Бунсфилде, является примером современного предприятия, которое использует электрооборудование для осуществления автоматизации, связанной как с обычными операциями, так и с операциями по обеспечению безопасности производства.

The Solution

Резервуарный терминал Boltek (BTT) располагает 34 резервуарами общей емкостью 200 000 куб. м, из которых 130 000 куб. м предназначены для хранения экологически чистого топлива, а остальное для пищевого масла и биодизеля. У терминала есть работающий круглые сутки глубоководный причал, включая 420-метровый нефтепричал, который одновременно может принять два морских судна и две баржи.

В терминале используются электроприводы и другое оборудование Rotork для автоматизации управления потоками и осуществления операций, направленных на обеспечение безопасности при погрузке, отгрузке и хранении различного рода жидких продуктов. Более 250 многооборотных и четвертьоборотных интеллектуальных приводов RotorkIQ были установлены, чтобы управлять потоком жидкостей на предприятии. Еще 55 автономных электрогидравлических приводов RotorkSkilmaticSI были установлены в самых важных узлах, обеспечивающих аварийное отключение для предотвращения потенциальных аварий и утечки нефтепродуктов. Приводы Skilmatic можно использовать на впускных и выпускных отверстиях резервуаров, а также на наливных эстакадах для того, чтобы изолировать отдельный резервуар или область в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Они являются основными компонентами системы безопасности эксплуатации предприятия.

Для обеспечения безопасного аварийного отключения требуется специальный электропривод. Как показывает опыт, с такой задачей может успешно справиться электрогидравлический привод. Электрогидравлические приводы используют простую и поэтому очень надежную механическую пружину для обеспечения безопасного отключения, в то время как точное и плавное перемещение задвижки в другом направлении осуществляется гидравлической системой при помощи встроенного электронасоса. Благодаря такой конструкции функция безопасного аварийного отключения может быть совмещена с достоинствами электроприводов, что способствует эффективному управлению активами, которое включает в себя точную регулировку, мониторинг, аварийное сигнализирование, регистрацию данных о работе и диагностику. Дальнейшая экономия на капитальных издержках и техническом обслуживании достигается за счет упрощения системы управления предприятием, которая включает в себя только электрооборудование.

Все приводы Rotork, работающие на предприятии BTT, отвечают стандартам взрывобезопасности ATEX, и обладают водонепроницаемым корпусом с двойной изоляцией, разработанным специально для функционирования в неблагоприятной внешней среде и соответствующим стандартам IP68. Они управляются при помощи петли магистральной шины, соединенной тремя мастер-станциями PakscanP3 с центральной системой управления предприятия SCADA.

 

The Results

Все приводы на предприятии BTT поддерживают технологию RotorkIQ, включающую в себя дистанционную настройку и обмен данными. Ручной дистанционный пульт позволяет быстро и безопасно настраивать привод с помощью простого наглядного меню. Этот же пульт также позволяет перенести настройки привода и файлы регистратора данных с места работы оборудования в офис для проведения диагностики, анализа и хранения. В сочетании с ПО RotorkIQInsightэти данные могут помочь увеличить загрузку предприятия, определяя потенциальный износ оборудования и облегчая профилактическое техническое обслуживание.

Технология IQ способна обеспечить распространение данных, регистрируя все операции с огромным количеством подробностей, включая количество операций, аварийных сигналов, значения крутящего момента арматуры и многое другое. Возможность объективно проанализировать эти данные является ключевым условием успешного управления активами.

Например, существует множество различных типов арматуры, и каждому соответствует определенный показатель крутящего момента. За начало отсчета для дальнейшего измерения крутящего момента берется значение, которым обладает привод после установки и калибровки. Но по мере изнашивания оборудования становится все труднее открывать и закрывать арматуру в силу ряда внешних и внутренних факторов. ПО может использоваться для выявления неисправностей в работе оборудования и планирования проведения проверок и мероприятий по техническому обслуживанию. Для этого не требуется остановка работы предприятия, и это улучшает управление активами в целом.

Внедрение технологии IQ в привод SkilmaticSI обеспечивает высокое качество управления и мониторинга. Параметры, такие как гидравлическое давление внутри системы, положение, ограничения, опции управления, функции сигнализирования и индикации могут быть изменены. Статус привода, режим управления и сигнализирующие иконки отображаются на ЖК-дисплее с подсветкой, который также обеспечивает доступ к информации в режиме реального времени.

Модуль управления Skilmatic позволяет отвечать самым высоким требованиям, предъявляемым оператором, включая совместимость с цифровой системой управления предприятием Pakscan. Приводы отвечают требованиям IEC61508-2:2010 по использованию в системах безопасности. Приводы также обладают функцией тестирования неполного хода, которая позволяет испытывать отсекающую арматуру, не прерывая производственного процесса. Это чрезвычайно важно для того, чтобы сократить число аварийных отключений при тестировании оборудования. Все ключевые компоненты привода, включая гидравлическую систему, проходят тестирования, чтобы гарантировать возможность безопасного аварийного отключения в любой момент, когда это может потребоваться. Тестирование можно запустить дистанционно. Перемещение при неполном ходе сравнивается с оригинальным перемещением за то же время, продемонстрированное на стадии ввода в эксплуатацию. Информация о том, успешно или нет пройдено тестирование, отображается на дисплее, при необходимости можно включить сигнал, предупреждающий о провале испытания. Тревожный сигнал может быть настроен, согласно требованиям заказчик. Также можно отслеживать работу источника питания и поломки оборудования.

Когда привод получает команду, переместить арматуру в открытое положение из крайнего закрытого положения, активизируются выпускные соленоидные клапаны. Моторизованный шиберный насос запускается в холостом режиме в результате задержки в подаче энергии на перепускной соленоидный клапан. Когда активируется перепускной соленоидный клапан, давление в системе действует на поршень, удерживаемый пружиной, и перемещает арматуру в открытое положение. Когда привод получает команду переместить арматуру в крайнее открытое положение, то с перепускного соленоидного клапана снимается напряжение, а затем через определенное время от питания отключается и шиберный насос, если не поступает новой команды. Выпускные соленоидные клапаны остаются под напряжением, и давление в системе поддерживается на прежнем уровне, чтобы сохранять арматуру в необходимом положении.

Когда привод получает команду переместить арматуру в закрытое положение или поступает сигнал об аварийном отключении, перепускной соленоидный клапан, выпускные соленоидные клапаны и шиберный насос отключаются от питания. Давление падает, гидравлическая жидкость поступает в резервуар, и пружинный механизм возвращает вал привода в закрытое или безопасное положение.

Приводы SkilmaticSI оснащены встроенной электрической схемой, разработанной специально для того чтобы, получая по отдельному кабелю сигнал об аварийном отключении, игнорировать все остальные команды и перемещать арматуру в заранее определенное безопасное положение даже в случае отключения электричества. Сигнал об аварийном отключении может настраиваться так, чтобы он поступал напрямую по кабелю в обход внутреннего процессора. Этот процессор отслеживает положение и внутреннее гидравлическое давление, а электрическая схема аварийного отключения действует автономно и благодаря этому отдает приоритет сигналам об аварийном отключении. В случае аварийного отключения привод немедленно вернет арматуру в безопасное положение, и снова будет готов к работе, пока не поступит новый сигнал об отключении. В качестве дополнительной меры предосторожности можно активировать дополнительную функцию ручной перезагрузки, чтобы избежать начала работы привода до тех пор, пока он не будет перезапущен вручную на предприятии. Скорость перемещения в закрытое положение может настраиваться, чтобы отвечать особым требованиям безопасности, предъявляемым на предприятии.

Данная схема (вверху справа) отображает автоматическую систему безопасности, предназначенную для предотвращения переполнения резервуара – одной из задач, которую выполняет привод Skilmatic на предприятии BTT. Работа резервуара и насоса регулируется распределенной системой управления. Сигнал от измерительной системы передается на программируемый контроллер распределенной системы управления, которая отвечает за работу насоса и приводов IQ и Skilmatic через систему управления Pakscan. Ошибка в системе измерения может привести к переполнению резервуара. Чтобы избежать этого, используется автоматическая система безопасности, состоящая из сенсоров различных уровней и логических решающих устройств, которые позволяют управлять приводами Skilmatic, которые являются конечными элементами в системе безопасности. Сигнал об аварийном отключении не зависит от других управляющих сигналов и гарантирует перемещение арматуры в безопасное положение.

Загрузите описание проекта здесь.