Зачем необходим обогрев трубопровода
Большая часть нефтяных и газовых месторождений в России находится в северных регионах, где отрицательная температура может доходить до –50 °C, а теплый сезон с температурами выше 0 °C продолжаться не более месяца в году. При таких климатических условиях повышается вязкость сырой нефти и нефтепродуктов, что затрудняет перекачивание продукта и сильно удорожает производственный процесс.
Последствия увеличенной вязкости продукта при перекачке:
1) Насосы, перекачивающие нефтепродукты высокой вязкости, необходимо выбирать на несколько типоразмеров больше.
2) Уменьшение объемов перекачиваемой нефти.
3) Ускоряется износ и старение всей системы перекачки.
4) Возникает риск полного останова производства.
Обогрев трубопровода позволяет сократить все вышеперечисленные риски и обеспечить бесперебойный технологический процесс вне зависимости от погодных условий.
Взрывобезопасность системы
В наших прошлых статьях мы уже писали о взрывозащите. Нефтепродукты являются пожаро- и взрывоопасными веществами. Самая опасная ситуация возникает при переходе части нефти в парообразное состояние, например, когда емкость не до конца заполнена. Такая смесь может не только воспламениться от незначительного источника горения (искры) – из-за мгновенного нарастания давления возможен 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 с помощью ограничения напряжения, тока, емкости и индуктивности в электрической цепи «датчик – прибор». Для этих целей компания ОВЕН предлагает искробарьеры: активный – ОВЕН НПТ‑1К.Ех и пассивный – ОВЕН ИСКРА-03.
Как контролировать температуру и вязкость нефти и нефтепродуктов при перекачке
Есть несколько вариантов обогрева трубопровода. В статье рассмотрим способ обогрева греющим кабелем. Данное решение позволяет контролировать температуру локально на каждом отдельном участке. При этом исключается перегрев трубы, который может привести к потере свойств перекачиваемого продукта.
Система обогрева такого типа является наиболее экономически выгодной.
Греющий кабель размещается вдоль трубопровода, под системой теплоизоляции. Для контроля температуры поверхности трубопроводов используются «искробезопасные» датчики: накладные термосопротивления ДТС224 Ex ia и гибкие термопары на основе КТМС – с кабельным выводом ДТПКхх4 Ex ia и коммутационной головкой ДТПКхх5 Ex ia. Благодаря надежности конструкции монтажной части и ее диаметру от 1,5 мм такие датчики можно изгибать и крепить к трубопроводу хомутами, или даже навивать на трубопровод.
Компании ОВЕН выпускает датчики как с выходным сигналом «сопротивление» и «милливольты», так и унифицированным 4…20 мА. Выходной сигнал с датчика температуры передается на контроллер в шкаф управления.
Нормирующие преобразователи ОВЕН для согласования сигналов
Техническая задача, часто вызывающая сложности, – это согласование разных уровней автоматизации: необходимо согласовать выходной сигнал датчика температуры с контроллером. Большинство контроллеров работают с нормированным сигналом типа токовая петля (0)4…20 мА, сигналом по напряжению 0…10 В и не имеют специального входа для термосопротивлений (РТ100, 50М и т. д.).
Для решения этой задачи 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:
Какой нормировщик лучше применять
В первую очередь надо выбирать оборудование с сертификатом средств измерения, что гарантирует заявленную точность прибора. Все нормирующие преобразователи ОВЕН НПТ имеют сертификат СИ. Выбор исполнения зависит от выбранной системы обогрева и протяженности трубопровода.
НПТ-1К.Ех
Подходит для трубопроводов не более 200-300 метров. Нормирующий преобразователь устанавливается в шкафу управления. НПТ-1К.Ех дополнительно является активным барьером, поэтому его применение обеспечивает взрывозащиту цепи. Подробнее о барьерах взрывозащиты и НПТ-1К.Ех можно прочитать в статьях
"Являются ли нормирующие преобразователи НПТ-1К.Ех активными барьерами искрозащиты?"
"Барьеры искрозащиты. На страже спокойного сна нефтяников и газовиков"
НПТ-3.Ех
Нормирующий преобразователь НПТ‑3.Ех применяют для линий протяженностью более 300 м. Как мы упоминали, возможно применение накладного термодатчика сразу с выходным сигналом 4…20 мА. Внутрь головки датчика устанавливается нормирующий преобразователь в исполнении «таблетка». Для эксплуатации в опасных зонах и сенсор, и нормировщик должны быть искробезопасными. В головку такого датчика устанавливается НПТ‑3.Ех – искробезопасный нормировщик, преобразующий 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).
Резюме
Использование нормирующих преобразователей в системе обогрева трубопроводов греющим кабелем обоснованно. Они прекрасно решают задачу унификации и согласования сигналов в системе и их усиления. Компания ОВЕН предлагает компоненты для автоматизации этого процесса, устанавливающиеся как во взрывоопасной (датчики температуры и нормирующие преобразователи НПТ‑3.Ех), так и во взрывобезопасной зоне (искробарьеры НПТ‑1К.Ех и ИСКРА). Такое комплексное решение позволяет защитить опасные объекты от пожаров и взрывов – в соответствии с требованиями проверяющих органов и нормативных документов.
Если информация была полезной, рекомендую прочитать другие наши статьи по теме:
"Взрывозащита. Основные понятия"
"Являются ли нормирующие преобразователи НПТ-1К.Ех активными барьерами искрозащиты?"
"Барьеры искрозащиты. На страже спокойного сна нефтяников и газовиков"
Авторы статьи:
Алексей Сидорцев
