Наиболее распространенный способ обогрева промышленных трубопроводов для нефти и газа — применение греющих кабелей. Для создания систем обогрева широко используются датчики температуры и нормирующие преобразователи. При этом важнейшими задачами в таких системах являются унификация и согласование сигналов и их усиление. Применяемое оборудование должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении. Компания ОВЕН предлагает следующие компоненты для автоматизации данного процесса: датчики температуры в исполнении Еx ia на основе КТМС, нормирующие преобразователи НПТ-3.Ех, барьеры искрозащиты НПТ-1К.Ех и ИСКРА.
Необходимость обогрева трубопровода
Большинство нефтяных и газовых месторождений в России находится в северных регионах, где температура опускается до –50 °С, а теплый сезон, когда температура выше 0 °С, продолжается не более одного месяца в году. При таких климатических условиях повышается вязкость сырой нефти и нефтепродуктов, что затрудняет перекачивание продукта и сильно повышает расходы на производственный процесс.
Последствия увеличенной вязкости продукта:
- уменьшаются объемы перекачиваемой нефти;
- для перекачивания нефтепродуктов высокой вязкости нужны насосы на несколько типоразмеров больше;
- ускоряются износ и старение всей системы перекачки;
- риск полного останова производства.
Обогрев трубопровода позволяет уменьшить вероятность всех вышеперечисленных рисков и обеспечить бесперебойный технологический процесс вне зависимости от погодных условий.
Взрывобезопасность системы
Нефтепродукты являются пожаро- и взрывоопасными средами. Наиболее опасная ситуация возникает при переходе части нефти в парообразное состояние, например когда емкость не до конца заполнена. Такая смесь может воспламениться от незначительного источника горения (искры), а из-за мгновенного нарастания давления возможны взрыв и быстрое распространение пожара. Если же энергии искры будет недостаточно, то взрыва не произойдет.
Постоянное удерживание энергии вероятной искры на уровне, недостаточном для воспламенения взрывоопасной смеси, достигается ограничением напряжения, тока, емкости и индуктивности в электрической цепи «датчик-прибор». Для этих целей в ассортименте компании ОВЕН предназначены активный искробарьер ОВЕН НПТ-1К.Ех и пассивный искробарьер ОВЕН ИСКРА-АТ.03.
Датчики температуры ОВЕН в системе обогрева
Рассмотрим применение датчиков температуры и нормирующих преобразователей в системе обогрева трубопроводов, позволяющих контролировать температуру и вязкость нефти и нефтепродуктов при перекачке.
Система обогрева трубопровода греющим кабелем представлена на рис. 1. Данное решение позволяет контролировать температуру локально на каждом отдельном участке. При этом исключается перегрев трубы, который может привести к потере свойств перекачиваемого продукта.
Греющий кабель размещается вдоль трубопровода, под системой теплоизоляции. Для контроля температуры поверхности трубопроводов используются «искробезопасные» датчики: накладные термосопротивления ДТС224 Exia и гибкие термопары на основе КТМС — с кабельным выводом ДТПКхх4 Exia и коммутационной головкой ДТПКхх5 Exia. Благодаря надежности конструкции монтажной части и ее диаметру от 1,5 мм такие датчики можно изогнуть и прикрепить к трубопроводу хомутами или даже навить на трубопровод.
В номенклатуре компании ОВЕН есть датчики как с выходным сигналом «сопротивление», «милливольты», так и с унифицированным сигналом 4–20 мА. Выходной сигнал с датчика температуры передается на контроллер в шкаф управления.
Нормирующие преобразователи ОВЕН для согласования сигналов
Распространенная техническая сложность — это согласование разных уровней автоматизации: необходимо согласовать выходной сигнал датчика температуры с контроллером.
Большинство контроллеров работает с нормированным сигналом типа токовая петля (0)4–20 мА и сигналом по напряжению 0–10 В и не имеют специального входа для термосопротивлений (РТ100, 50М и т. д.).
В таких случаях для согласования уровней автоматизации используются нормирующие преобразователи сигналов термометров сопротивлений и термопар в унифицированные сигналы тока и напряжения: 4–20 мА, 0–20 мА, 0–5 мА, 0–10 В, 0–5 В, 2–10 В.
Как правило, такие преобразователи бывают двух типов: в DIN-исполнении и встраиваемые в головку датчика. У ОВЕН это, соответственно, НПТ-1К.Ех (маркировка взрывозащиты [Ex ia Ga] IIC) и НПТ-3.Ех (маркировка взрывозащиты 0 Ex ia IIC «T6…Т4» Ga) (рис. 2).
Как выбрать нормирующий преобразователь
В первую очередь, необходимо выбирать оборудование с сертификатом средств измерения. Все нормирующие преобразователи ОВЕН НПТ имеют сертификаты типа средств измерений (СИ). Выбор исполнения зависит от конкретной системы обогрева и протяженности трубопровода.
Нормирующий преобразователь НПТ-1К.Ех (рис. 3) подходит для трубопроводов протяженностью не более 200–300 м. Он устанавливается в шкафу управления. НПТ-1К.Ех также является активным барьером искрозащиты, поэтому его применение обеспечивает взрывозащиту цепи.
НПТ-3.Ех (рис. 3) применяют для линий протяженностью более 300 м. Как мы упоминали выше, можно использовать накладной термодатчик сразу с выходным сигналом 4–20 мА. Внутрь головки датчика устанавливается нормирующий преобразователь в исполнении «таблетка». Для применения в опасных зонах и сенсор, и преобразователь должны быть искробезопасными.
Искробезопасный НПТ-3.Ех преобразует милливольты от сенсора в токовый сигнал 4–20 мА. К контроллеру такой сигнал должен также подключаться через искробарьер, установленный во взрывобезопасной зоне. Искробарьер может быть как активным (ОВЕН НПТ-1К.Ех), так и пассивным (ОВЕН ИСКРА-ХХ.03).
Заключение
Нормирующие преобразователи ОВЕН, применяемые в системе обогрева трубопроводов греющим кабелем, успешно решают задачи унификации и согласования сигналов в системе и их усиления. Доступны и компоненты для автоматизации этого процесса, которые можно установить как во взрывоопасной зоне (датчики температуры и нормирующие преобразователи НПТ-3.Ех), так и во взрывобезопасной (искробарьеры НПТ-1К.Ех и ИСКРА). Такое комплексное решение позволяет защитить опасные объекты от пожаров и взрывов, как того требуют проверяющие органы, нормативные документы и забота о безопасности.
Источник:https://controlengrussia.com/avtomatizatsiya-neftegazovoj-otrasli/sistemy-obogreva/
⭐⭐⭐Уважаемые подписчики, напоминаем о доступных Вам полезных ресурсах:
📚Обучающие курсы по основам АСУ ТП и Siemens, а также техническая литература доступны по ссылке https://vk.com/im?sel=-68679613 , напишите Начать для получения всей информации
👔 Если вы руководитель или хотите им стать, то подписывайтесь на канал эксперта по управлению инженерными отделами/компаниями https://t.me/best_asutp или https://vk.com/kushneruk_pro
💰 Поиск исполнителей под проекты на фрилансе, а так же поиск подработки для специалистов https://t.me/FL_ASUTP. Запросы писать на номер +7(917)791-09-71
🗞Новостной Telegram канал про АСУ ТП с полезной и интересной информацией каждый день https://t.me/asutp_best
💻Купить/продать оборудование для промышленной автоматизации вы можете в Telegram канале https://t.me/asutp_device
🧑💻Размещение вакансий и поиск работы для технических специалистов в канале https://t.me/p4b_su
❓Задать вопросы экспертам по программированию, проектированию, наладке можете в чате https://vk.me/join//2DyaKi39PPIYexEw0hc3spA0It8YV6h69Y=
По всем вопросам обращайтесь к нашему администратору https://vk.com/p4b_s
🔗 Оборудование ОВЕН для систем обогрева нефте- и газопроводов