V ropnom, zemnom plynárenskom a petrochemickom priemysle je nevyhnutné presne kontrolovať prietok produktu cez ventily v systéme a regulácia prietoku závisí od ovládačov ventilov.Tieto kritické zariadenia musia fungovať spoľahlivo a bezpečne aj v tých najextrémnejších podmienkach, medzi ktoré patria extrémne vysoké a nízke teploty, suché prostredie alebo prostredie s vysokými zrážkami, odľahlé oblasti púšte alebo Arktídy a korozívne účinky chemikálií a predĺžené obdobia vysokej vlhkosti alebo slanosť. V potenciálne výbušnom prostredí tiež potrebujú ochranu proti výbuchu, v niektorých aplikáciách potrebujú aj požiar a tak ďalej.
Okrem základných funkcií otvárania a zatvárania ventilov tvoria pohony dôležité rozhranie medzi procesnými a monitorovacími systémami a poskytujú bezproblémovú integráciu s akýmkoľvek distribuovaným riadiacim systémom (DCS) používaným v sieti závodu. Okrem toho, keď funguje priemyselný internet vecí (IIOT), elektrické pohony vybavené výkonnými elektronickými zariadeniami musia fungovať ako informačné centrá, ktoré poskytujú priamy prístup k rôznym procesným a diagnostickým údajom.
Nízke náklady na prevádzku a údržbu sú dôležitými faktormi pre distribuované systémy pozdĺž tovární alebo potrubí.Elektrické pohony sú ideálnou voľbou pre mnohé priemyselné aplikácie. Tento napájací zdroj sa ľahko inštaluje a nie je ovplyvnený teplotou a pohon nevyžaduje takmer žiadnu údržbu. Používateľské rozhranie pre elektrickú prevádzku ventilu je možné ovládať na diaľku prostredníctvom programovateľného logického ovládača/monitorovania a systému zberu údajov (PLC/SCADA) alebo je možné k nemu ľahko pristupovať pomocou lokálneho ovládania na pohone. Keď dôjde k výpadku prúdu, ručné koleso možno použiť ako núdzovú zálohu.
Továrenské a potrubné operácie sa spoliehajú na vysoko automatizované ventily na dosiahnutie základných funkcií. Komplexné procesy zahŕňajúce tok materiálu, čerpacie stanice, kompresorové stanice atď. vyžadujú presné a mimoriadne spoľahlivé polohovanie ventilov.
Pohon musí ovládať celý rad ventilov (od guľových ventilov, klapiek, posúvačov až po iné ventily) na riadenie prietoku plynu a kvapaliny.Pohon guľového alebo škrtiaceho ventilu zvyčajne vyžaduje čiastočný rotačný pohon, ktorý poskytuje typický rotačný pohyb o 90 stupňov pre plný zdvih. Na druhej strane posúvače typicky vyžadujú viacotáčkové ovládače, ktoré poskytujú veľké množstvo otáčania na ovládanie ventilu od otvorenia po zatvorenie a naopak.
Nastavenie ovládača môže zlepšiť presnosť polohovania regulačného ventilu, čím sa presne nastaví prietok vo vnútri potrubia. V protiprúdnej časti slúži na tok ropy a zemného plynu; Stredný prúd sa používa na skladovanie a prepravu zdrojov; V nadväzujúcej oblasti sa používa na proces rafinácie ropy, predaj rafinovaných produktov (ako je benzín, palivo, asfalt atď.) a na poskytovanie surovín pre rôzne petrochemické odvetvia, ktoré využívajú produkty na báze ropy. výroba plastov, hnojív, liečiv atď.
Modulárna metóda pohonu
Koncepcia modulárnych pohonov spĺňa tieto rôzne požiadavky prostredníctvom mnohých štandardných komponentov. Rôzne viacotáčkové a čiastočné otočné pohony môžu byť nakonfigurované pre rôzne hodnoty krútiaceho momentu, zdroje energie, typy upevnenia ventilu atď. Na úrovni ovládania je možné zvoliť základné alebo inteligentné ovládanie pohonu v závislosti od poskytnutia nákladovo najefektívnejšieho riešenia pre jednoduché ovládanie. komplexné výzvy na riadenie procesov.
Kombinácia modulárneho dizajnu a flexibilnej geometrie pohonu umožňuje jednoduché nastavenie montážnych polôh na mieste. To zaisťuje, že miestne ovládacie a zobrazovacie komponenty sú vždy ľahko dostupné, dokonca aj v malých priestoroch. Medzitým koncept modularity výrazne znižuje počet náhradných dielov. Používatelia si potrebujú ponechať iba niekoľko štandardných základných komponentov a vymeniteľných častí, aby dosiahli rýchly obrat a skrátili prestoje.
Potrubné aplikácie zvyčajne zahŕňajú otváranie a zatváranie veľkých ventilov, ktoré vyžadujú veľmi vysoký krútiaci moment. Kombinácia ovládačov s príslušnými produktmi prevodovky môže splniť túto požiadavku: tieto riešenia môžu dosiahnuť krútiaci moment až 500 000 stôp libier (675 000 Nm).
Základná ochrana proti korózii
V ropnom a plynárenskom priemysle je kľúčové, aby ventily fungovali spoľahlivo bez ohľadu na podmienky procesu. Od pobrežných oblastí po tropické oblasti, od púští po arktické oblasti môžu drsné podmienky prostredia a korózia viesť k vážnym prestojom a značným nákladom. Okolitá teplota sa môže ľahko meniť od -76 stupňov F do 150 stupňov F (-60 stupňov C až 70 stupňov C), takže je dôležité, aby elektrický pohon vybraný pre túto službu odolal týmto podmienkam prostredia. Ochrana krytu (NEMA 4X/6P [Americká asociácia elektrických výrobcov] a IP68 [Vstupná ochrana] v súlade s NEMA 250 a EN 60529) je kritickou požiadavkou, aby pohony odolávali vlhkosti a prachu.
V pobrežných a pobrežných aplikáciách by pohony mali spĺňať požiadavky normy EN ISO [Medzinárodná organizácia pre normalizáciu] 12944-6 (Coatings and Varnishes – Corrosion Protection of Steel Structures by Protective Coating Systems) pre najvyššiu kategóriu korozívnosti C{{ 2}} dĺžka M. Toto je obzvlášť dôležité pre podvodné potrubia, pretože kompresorové stanice na oboch koncoch morského dna sú vystavené atmosfére s vysokou slanosťou.
Jednou z funkcií, ktorá sa používa na riešenie týchto problémov, je pokročilé práškové lakovanie, ktoré je možné aplikovať na rôzne komponenty plášťa pred montážou. Tento povlak môže byť tiež aplikovaný na výstupnú prírubu a predĺžený za tesniacu hranu spoja. To znamená, že aj keď je ovládač odstránený z ventilu alebo je otvorený kryt počas inštalácie alebo ladenia, povlak môže zostať neporušený.
Dôverná nebezpečná oblasť
Manipulácia s horľavými plynmi, parami alebo prachom si vyžaduje mimoriadnu opatrnosť a bezpečnosť, aby nedošlo k poškodeniu personálu a majetku. Preto elektrické servopohony používané v týchto oblastiach musia byť certifikované.Ropný, zemný plyn a petrochemický priemysel sú globálnym trhom s rôznymi certifikáciami (ako FM v Spojených štátoch, CSA a ATEX v Európe, IECEx vo viacerých oblastiach atď.) v závislosti od krajiny alebo regiónu. Aby sa maximalizovala bezpečnosť, inžinieri závodu špecifikujú zariadenie, ktoré poskytuje ochranu proti výbuchu v súlade s normami a pokynmi pre konečné umiestnenie inštalácie.
Konštrukcia nevýbušných pohonov zabraňuje tomu, aby sa stali potenciálnym zdrojom vznietenia pre výbušné prostredia. Nevytvárajú iskry ani horúce povrchy. Všetky elektrické, mechanické a elektronické komponenty pohonu sú integrované do jedného krytu a poskytujú medzinárodne uznávané riešenia na udržanie primeranej izolácie od potenciálne nebezpečných komponentov a výbušného prostredia pomocou ohňovzdorných krytov. Ak horľavé plyny alebo pary preniknú do plášťa, plášť musí byť schopný odolať tlaku, ktorý môže nastať pri vnútornom výbuchu.
Operácie v kritických situáciách
Ropný a plynárenský priemysel môže mať iné požiadavky na pohony, ako je napríklad verzia odolná voči ohňu, ktorá dokáže spoľahlivo zachovať všetky funkcie aj pri priamom zásahu požiaru. Ak dôjde k požiaru, puzdro absorbuje teplo a zaistí spoľahlivú prevádzku pohonu, čím sa zabezpečí, že ventil stále funguje správne.
Posúdenie potenciálnych rizík počas procesu môže zabezpečiť, že implementácia bezpečnostných prístrojových systémov (SIS) spĺňa vysoké požiadavky na funkčnú bezpečnosť. V takýchto systémoch sa často používajú elektrické pohony, ktoré dosahujú bezpečnostné funkcie, ako je núdzové vypnutie a bezpečnostné zastavenie. V súčasnosti je možné podľa EN 61508 (Function Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety Related Systems) poskytovať aplikácie súvisiace s bezpečnosťou s T Ü V certifikovanou úrovňou integrity bezpečnosti (SIL) SIL3.
Integrované s inteligentným ovládaním
Medzi najnovšie vývojové úspechy patria aj rozhrania pre priemyselný Ethernet štandard Profinet a Modbus TCP/IP. Vďaka bezprecedentnej konektivite a prenosu dát v reálnom čase sú tieto štandardy vhodné najmä na integráciu akčných členov do aplikácií IIoT (Industrial Internet of Things). Elektrické pohony ventilov môžu v týchto systémoch zohrávať kľúčovú úlohu. Na jednej strane diaľkovo ovládajú otváranie a zatváranie ventilov; Na druhej strane výkonné elektronické zariadenia umožňujú elektrickým pohonom slúžiť ako informačné centrá pre procesné dáta (napr. spätná väzba polohy ventilu) a dáta súvisiace s pohonom na základe pokročilej autodiagnostiky. Napríklad inteligentné algoritmy monitorujú charakteristiky akčných členov, aby indikovali, kedy by sa mala vykonať údržba.
Správa aktív v rámci celého závodu založená na údajoch špecifických pre zariadenie môže zlepšiť spoľahlivosť a znížiť neočakávané prestoje. Všetky informácie je možné získať priamo v sieti a možno ich použiť na vizualizáciu procesov, štatistiky, pokročilé modelovanie alebo simuláciu na zlepšenie výkonnosti procesov.
Výzvy a príležitosti, ktoré prináša priemyselný internet vecí a veľké dáta, sú zložité, ale ich jadrom je jednoduchý fakt: tok ropy a plynu, ako aj procesy na ceste, budú vyjadrené v dátach s rastúcim zrnitosť. Pokiaľ existujú údaje, možno ich použiť a manipulovať s nimi. Ak sa dá všetko zmerať a problémy bezpečnosti dát a spoľahlivosti internetu sa úplne vyriešia, vznikne nový spôsob využitia dátovej a prístrojovej integrácie. Exekútori, tak ako existujú v akomkoľvek distribuovanom procese, sa stanú kľúčovou hybnou silou budúcej dátovej revolúcie.
