Kodėl naftos ir dujų pramonėje naudoti radarų lygio siųstuvus? Praktinis vadovas viešųjų pirkimų inžinieriams

1. Įvadas

Dešimtmečius trukusio prietaisų paleidimo vietoje, gedimų šalinimo ir techninių specifikacijų peržiūros visame pasaulyje sausumoje esančiuose naftos telkiniuose, atviroje jūroje esančiose platformose ir viso{0}}ciklo naftos perdirbimo gamyklų projektuose viena pasikartojanti konsultacija lemia gaunamus pirkimų ir procesų inžinierių komandų užklausas: kokia apčiuopiama ekonominė ir veiklos nauda.radarų lygio siųstuvai pagrindinis naftos ir dujų lygio matavimo sprendimas, palaipsniui pakeičiantis išstūmimo, plūdės ir ultragarso prietaisus naujose konstrukcijose ir modernizuojant?

Dauguma turto įsigijimo komandų sužino apie paslėptas išlaidas, susijusias su prastesnės aparatinės įrangos matavimu. Tradiciniai mechaniniai lygio matuokliai užsifiksuoja klampiu žalios ir sieros{1}}alyvos dumblu; Ultragarsiniai jutikliai praranda tinkamus rodmenis dėl angliavandenilių garų ir rezervuaro putų, todėl atsiranda neįprastų atsargų neatitikimų ir neplanuotų proceso išjungimų. Dėl atokių šulinių ir atviroje jūroje esančių įrenginių dėl kiekvieno gedimo atsiranda brangių laivo prastovų, brangus įgulos mobilizavimas remontui vietoje ir net sutartinės nuobaudos, susijusios su žaliavos saugojimo perdavimu. Nors radaro pradinės įsigijimo išlaidos yra šiek tiek didesnės, gyvavimo ciklo sąnaudų analizė iš šimtų naftos telkinių modernizavimo įrodo, kad radaras leidžia sutaupyti daug ilgalaikės priežiūros, atsarginių dalių ir sumažinti gamybos nuostolius.

Šis praktinis vadovas sudarytas iš realių lauko bandymų duomenų ir užbaigtų naftos ir dujų projektų atvejų. Pirmiausia ji sukuria griežtesnes -nei- vidutines veikimo sąlygas, unikalias energijos gamybai, atskleidžia tikslinius radaro techninius pranašumus, kurie tiesiogiai pašalina vietos problemas, suskirsto segmentuotas programas tiekimo grandinėse prieš -vidutinę-srovę ir pateikia veiksmingų specifikacijų ir pirkimo nurodymų, pritaikytų priimti sprendimus dėl pirkimo.

2. Unikalios sunkios eksploatavimo sąlygos visose naftos ir dujų įmonėse

Keturi pagrindiniai svetainės iššūkiai yra pagrindinė priežastis, dėl kurios įprasto lygio instrumentai stengiasi išlaikyti stabilų ilgalaikį{0}}darbą naftos ir dujų aplinkoje.

2.1 Platūs proceso temperatūros ir darbinio slėgio svyravimai

Naftos telkinių matavimo taškai apima didžiulį parametrų diapazoną: aplinkos atmosferos žaliavų rezervuarus, aukšto -slėgio trijų-fazių separatorius iki 20 MPa ir kriogeninius SGD izoliavimo indus, veikiančius -162 laipsnių kampu. Vidaus žemyno naftos telkinių zonose ekstremalios sezoninės temperatūros svyravimai nuo karštų vasarų iki minusinės žiemos paspartina prietaisų sandariklių ir korpuso medžiagų senėjimą. Bendrieji nebrangūs jutikliai negali atlaikyti pasikartojančių ciklinių šiluminių ir slėgio smūgių, dėl kurių per 1–2 metus nuo eksploatacijos pradžios dažnai nuteka sandariklis ir nukrypsta rodmenys.

2.2 Angliavandenilių garai, patvarios putos ir klampūs neapdoroti likučiai

Lengvųjų angliavandenilių komponentai nuolat garuoja uždaruose rafinavimo ir atskyrimo induose, sudarydami tankią suspenduotą rūką. Verdant žaliavą ir kondensatą toliau susidaro storos, patvarios paviršiaus putos. Ultragarso garso bangas stipriai sugeria garai ir putos; visi kontaktiniai-tipo zondai greitai kaupia lipnias-sunkios alyvos likučius, todėl pakeičiami pradiniai matavimo parametrai ir atsiranda nepatikima inventoriaus statistika.

2.3 Turbulentinis skysčio paviršius dėl nuolatinio įtekėjimo ir fazių atskyrimo

Šulinio galvutės trijų{0}}fazių separatoriai nepertraukiamai gauna sumaišytą žalią, pagamintą vandenį ir susijusias dujas, todėl skysčio lygis nuolat rieda, nereguliarus. Chaotiškas paviršiaus atspindys iškraipo signalo grąžinimą daugeliui senų jutiklių, todėl išvestis yra netvarkinga, kuri negali palaikyti automatinio padavimo valdymo ir tikslaus alyvos -vandens sumažinimo skaičiavimo.

2.4 Klasifikuotos pavojingos sprogios darbo zonos

Beveik visos gamybos, atskyrimo ir perdirbimo sritys patenka į I klasės sprogias pavojingas vietas pagal pasaulinius IEC standartus. Prietaisai su atviromis judamomis mechaninėmis dalimis tampa potencialiais užsiliepsnojimo šaltiniais, keliančiais rimtą pavojų vietos saugai ir{1}}neatitinkant gamyklos saugos audito reikalavimų. Griežtas sprogimui atsparus-sertifikavimas yra privalomas visų lauko prietaisų prieigos slenkstis.

3. Pagrindiniai pranašumai, todėl radaras yra geriausias pasirinkimas naftos ir dujų sektoriuje

Kiekvienas pramoninio radaro dizaino pranašumas yra sukurtas siekiant atremti keturis pirmiau{0}}minėtus naftos telkinių skausmo taškus, todėl turto savininkai sutaupo išmatuojamų išlaidų.

3.1 Nekontaktinis ar sandarus valdomas dizainas leidžia išvengti užsiteršimo ir mechaninio blokavimo

Į viršų-įdiegtas ne-kontaktinis radaras niekada fiziškai nesiliečia su rezervuaro medžiaga, visiškai pašalinant plūduriuojančių ir poslinkio matuoklių užstrigimus, atsirandančius dėl žalio dumblo kaupimosi. Aukšto -slėgio separatoriams, kuriems reikalingas tikslus alyvos-vandens sąsajos stebėjimas, valdomos bangos radaras naudoja visiškai integruotą sandarų zondo-jungės konstrukciją. Dėl nedidelio paviršiaus užteršimo alyva reikia tik retkarčiais paprasčiausiai nušluostyti, o ne brangiai išardyti ir pakeisti komponentus, o tai pastebimai sumažina metines atsarginių dalių išlaidas.

3.2 Mikrobangų signalai praeina per garus ir neapdorotas putas su minimaliu susilpnėjimu

Skirtingai nuo akustinio ir optinio aptikimo principų, radaro mikrobangų signalus vos blokuoja angliavandenilių rūkas arba tankios žalios putos. Tiek 26 GHz, tiek 80 GHz FMCW radarai palaiko nuoseklų aido grįžtamąjį ryšį esant įprastoje rezervuaro atmosferoje, taip išspręsdami pramonėje ilgą -putų / garų-sukeltą matavimo trikčių problemą.

3.3 Pritaikomi temperatūros / slėgio rodikliai apima visą -spektro naftos telkinių darbo diapazoną

Taikant-konkrečiai pritaikytas radaras apima nuo -162 laipsnių SGD kriogeninės tarnybos iki daugiau nei 400 laipsnių aukštos temperatūros rafinavimo terpės, o slėgio tolerancija svyruoja nuo visiško vakuumo iki 25 MPa. Pasirenkami proceso flanšai iš anglinio plieno, 316L nerūdijančio plieno ir Hastelloy C276 efektyviai atsparūs korozijai nuo rūgščios žalios ir rūgštinės proceso skysčio, suderindamos įvairias terpės charakteristikas įvairiuose naftos telkinių blokuose.

3.4 Pasauliniu mastu pripažinti -sprogimui atsparūs patvirtinimai dėl atitikties pavojingoms zonoms

Naftai ir dujoms skirtas radaras turi oficialų ATEX, IECEx vidinės saugos sertifikatą, atitinkantį I klasės Div.1 pavojingų zonų standartus. Visiškai sandariuose elektroniniuose mazguose nėra kibirkšties-kuriančių kilnojamųjų komponentų, todėl įrenginiams galima sklandžiai atlikti tarptautinius saugos patikrinimus ir pašalinti paslėptus sprogimo pavojus.

3.5 Nedidelė įprastinė priežiūra sumažina atokių vietų eksploatacines išlaidas

Jūros platformos ir atokūs vidaus naftos telkiniai patiria didelių transportavimo ir darbo sąnaudų, susijusių su įprastiniu įrangos aptarnavimu. Po standartinio paleidimo vietoje ir parametrų nustatymo tinkamai pasirinktam radarui tereikia kas ketvirtį trumpą vizualinę apžiūrą, kasmetinės lauko priežiūros darbo valandų sutrumpinimas 70 % ar daugiau, palyginti su senais mechaniniais matuokliais.

4. Trys pagrindiniai taikymo segmentai naftos ir dujų pramonėje

Radaro modelis pasirenkamas vadovaujantis aiškiomis taikymo taisyklėmis prieš srovę, viduryje ir pasroviui, atsižvelgiant į laivo funkciją ir vidutines savybes.

4.1 Gamyba sausumoje ir atviroje jūroje

Trijų{0}}fazių separatoriai, pagaminti vandens rezervuarai ir laikini neapdoroti viršįtampio rezervuarai teikia pirmenybę valdomų bangų radarams. Tikslūs naftos{2}}vandens-dujų sąsajos rodmenys padeda operatoriams tiksliai kontroliuoti žalio vandens pjovimą, optimizuoti atskyrimo efektyvumą ir sumažinti vėlesnio perdirbimo išlaidas.

4.2 Vidutinis saugojimas ir transportavimas

Didelės žalios talpyklos, SGD kriogeninės talpyklos ir kondensato tarpiniai buferiniai laivai dažniausiai naudoja 80 GHz siauro{1}}spindulio ne-kontaktinį FMCW radarą. Jo kompaktiška sija efektyviai išvengia klaidingo aido, kurį sukelia vidinės rezervuaro atraminės sijos ir plūduriuojančio stogo priedai, todėl užtikrinamas tikslus saugojimo perdavimo matavimas, reikalingas fiskalinei neapdorotų atsargų apskaitai.

4.3 Tolesnis perdirbimas ir naftos chemijos perdirbimas

Naftos perdirbimo gamyklų distiliavimo kolonėlės, riformavimo reaktoriai ir grįžtamojo kondensato būgnai veikia kintamomis aukštos{0} temperatūros darbo sąlygomis. Šiose pozicijose naudojamas aukštos-temperatūros radaras su išplėstais aušinimo kakleliais, kad būtų izoliuota pagrindinė elektronika nuo didelio karščio ir būtų vykdomas nepertraukiamas-laikinis lygio stebėjimas, kad būtų galima automatiškai reguliuoti tobulinimo parametrus.

5. Praktinis radaro tipo pasirinkimas tipiniams naftos telkinių darbo taškams

Apibendrinti iš dešimtmečius trukusios specifikacijos vietoje ir aptarnavimo po{0}}pardavimo patirties, standartizuoti pagrindinių naftos telkinių matavimo taškų pasirinkimo pasiūlymai:

• Didelės atmosferinės žaliavos saugyklos ir aplinkos kondensato rezervuarai: 80 GHz be-kontaktinis FMCW radaras su PN16 316L flanšine jungtimi
• Trijų
• Itin-žemos temperatūros SGD talpyklos: pritaikytas kriogeninis sandarus be-kontaktinis radaras su žemai-temperatūrai atspariu kompozitiniu sandarikliu

6. Tradicinių lygio instrumentų, anksčiau plačiai naudotų naftos telkiniuose, trūkumai

Dažnas šių tradicinių prietaisų gedimas ir didelės nuolatinės priežiūros išlaidos verčia daugumą pasaulio energetikos operatorių palaipsniui atsisakyti senos įrangos ir atnaujinti radarų matavimo sprendimus.

7. Pagrindiniai naftos telkinių radaro įsigijimo ir įrengimo patarimai

Dvi lengvai nepastebimos specifikacijos detalės tiesiogiai nulemia ilgalaikį -veiklos stabilumą vietoje ir išvengia nereikalingų-pirkėjų nuostolių po pirkimo: pirma, patvirtinkite atitinkamą sprogimui-atsparumo sertifikatą pagal vietinės pavojingos zonos zonavimą; skirtingose ​​projektų teritorijose atitinkamai taikomas ATEX, IECEx arba CSA. Niekada nesumažinkite išankstinio biudžeto įsigydami įprastą -sprogimui-neatsparų radarą, skirtą įslaptintoms sprogioms zonoms, todėl prietaisas bus atmestas, kai bus priimama sauga. Antra, rezervuokite 15–20 % saugos ribą vardinei temperatūrai ir slėgiui, viršijančiam didžiausius faktinius proceso parametrus, kad susidorotumėte su trumpalaikiais parametrų šuoliais paleidžiant įrangą ir keičiant žaliavas. Nemontuokite radaro tiesiai virš bako padavimo purkštukų, kad sumažintumėte skysčio purslų ir turbulentinių trukdžių.

8. Dažnai užduodami klausimai (DUK)

1 klausimas: ar radaras gali tiksliai nuskaityti naftos{1}}vandens sąsają neapdorotų separatorių viduje? 

Taip, valdomų bangų radaras yra pramonėje pageidaujamas separatoriaus sąsajos matavimo variantas dėl akivaizdaus dielektrinio tarpo tarp žalios naftos ir vandens. Įprastas ne{1}}kontaktinis radaras negali patikimai užfiksuoti sluoksniuotų storų sąsajų ir nerekomenduojamas tokiose svarbiose matavimo vietose.

2 klausimas: ar ant antenos susikaupusi žalios naftos rūkas pablogina ilgalaikį matavimo tikslumą? 

Lengva neapdorota migla beveik neveikia mikrobangų perdavimo. Sunkios žaliavos, linkusios dažnai taškytis, sujungus radarą su oro valymo priedu, antena išlieka nuolat švari ir stabilizuojami ilgalaikiai matavimo duomenys.

3 klausimas: ar visuose naftos telkinių matavimo taškuose privalomas{1}}sprogimui atsparus radaras? 

Sertifikuotas eks{0}}radaras yra privalomas visose matavimo vietose I klasės pavojingose ​​gamybos zonose. Standartinis ne-ex radaras leidžiamas tik atviro-atmosferos tankų aikštelėse, esančiose už nustatytų pavojingų procesų ribų.

4 klausimas: ar standartinis radaras gali patikimai veikti kriogeninėse SGD talpyklose? 

Ne. Tik pritaikytas kriogeninis radaras su kompozitiniu PTFE sandarikliu ir vidine šilumos izoliacija veikia pastoviai -162 laipsnių kampu; Įprasti silikoniniai tarpikliai, naudojami bendrosios paskirties-radaruose, greitai įtrūksta esant itin žemai temperatūrai.

9. Išvada

Platus radarų lygio siųstuvų pritaikymas pasaulinėje naftos ir dujų pramonėje kyla dėl jų tikslingos konstrukcijos, kuri puikiai išsprendžia unikalius sudėtingus sektoriaus veiklos iššūkius. Anti-užterštumo struktūra, puiki garų ir putų prasiskverbimas, pritaikomas platus-aplinkos įvertinimas ir standartizuotas atsparumo sprogimui-sertifikavimas bendrai sumažina ilgalaikes-įrangos nuosavybės išlaidas energetikos įmonėms.

Tinkamas modelio suderinimas, pagrįstas vidutinėmis savybėmis, proceso parametrais ir vietos pavojingumo klasifikacija, padidina radaro eksploatavimo trukmę ir matavimo stabilumą, efektyviai sumažina netikėtas prastovos ir pasikartojančias priežiūros išlaidas. Pirkimų komandoms, ruošiančioms naujų naftos telkinių statybos prietaisų tiekimą arba esamos aikštelės įrangos atnaujinimą, gerai{1}}apibūdintas radaras duoda aiškią ekonominę naudą per visą įrangos gyvavimo ciklą.

Jei baigiate savo naftos telkinio, naftos perdirbimo gamyklos ar SGD projekto radaro specifikacijas ir jums reikia tinkintų parametrų atitikimo arba biudžetui{0}} palankių produktų rekomendacijų, pagrįstų jūsų darbo sąlygomis vietoje, susisiekite su mūsų profesionalia technine komanda, kad gautumėte pritaikytų sprendimų.

10. Literatūra

• Naftos ir dujų įrenginių lygio matavimo specifikacija, Tarptautinė automatikos draugija (ISA)
• Sprogimui{0}}atsparių prietaisų taikymo standartas pavojingoms zonoms, IECEx tarptautinis standartinis dokumentas
• Radaro lygio siųstuvo naftos telkinio taikymo vadovas, VEGA Grieshaber KG (2024 m.)
• API rekomenduojama rezervuarų atsargų matavimo praktika, Amerikos naftos institutas
• Valdomos bangos radaro sąsajos matavimo lauko ataskaita, Endress + Hauser pramonės techninis biuletenis (2023 m.)