Какие измерительные приборы необходимы для процессов переработки углеводородов?

Установка по переработке углеводородов — неумолимое место для измерения чего угодно. Между линией предварительного подогрева и факельным коллектором прибор может встретиться с технологической жидкостью при температуре 400 °C в понедельник, с вакуумным запуском во вторник и с выпуском насоса, который сотрясет манометрическое стекло к пятнице. Сернистый газ, потоки, богатые водородом, амин, щелочь и циклическое давление – все они попадают на одну и ту же небольшую смачиваемую поверхность: диафрагму, трубку Бурдона, наконечник защитной гильзы.

Мы создаем инструменты для этих задач с 2001 года, и вопросы инженеров нефтепереработки и нефтехимии особо не изменились. Что здесь выживет, что выдержит точность и что мы реально сможем сохранить с тем экипажем, который у нас есть? В этом руководстве изложено, что мы думаем об измерительных приборах для переработки углеводородов: от простого манометра на насосе до волноводного радара на сепараторе.

Почему служба углеводородов наказывает обычные приборы

Часть, которая выходит из строя первой, редко является механизмом. Это материал или способ согласования инструмента с леской. Манометр, который показывает идеальные показания на коллекторе воды, затуманивает свое окно в установке гидроочистки, если смачиваемые части никогда не были выбраны для потока, а датчик, который выполняет калибровку в чистой коммунальной сети, может дрейфовать в линии высокосернистого газа, где диафрагма находится без защиты.

Кислый сервис — классический пример. Влажный сероводород при парциальном давлении выше определенного уровня разъедает высокопрочные стали и может треснуть раструб или трубку Бурдона изнутри наружу без видимого предупреждения на циферблате. Вот почему пошлины на нефть и газ обычно требуют использования материалов, соответствующих требованиям NACE MR0175 / ISO 15156, поэтому мы поддерживаем специальный ассортимент Манометры, соответствующие требованиям NACE, для нефтегазовой отрасли наряду с нашими стандартными линиями из нержавеющей стали.

Далее идут вибрация и пульсация. Манометр, установленный после поршневого насоса или быстрозакрывающегося клапана, обнаруживает скачки давления, намного превышающие стабильные показания, и через несколько месяцев указатель начинает отклоняться. Заполнение жидкостью, правильный демпфер и разумный выбор диапазона решают большую часть проблем, но только если об этом кто-то подумал на этапе спецификации.

Наконец, есть документы: классификация зоны, температурный класс, класс IP, а для некоторых объектов требования к кислородочистому или морскому классу. Ничто из этого не является трудным само по себе. Они становятся трудными, когда обнаруживаются после того, как инструмент уже находится на трубе.

Измерение давления: основа углеводородной установки

Там, где механический манометр все еще имеет смысл

Для локальной индикации механический манометр по-прежнему трудно превзойти: нет питания, нет конфигурации, и любой оператор может прочитать показания в темноте с помощью фонаря. На выпускных отверстиях насосов, выходах фильтров, регулирующих клапанах на входе и выходе, а также на коллекторах инженерных систем мы обычно рекомендуем корпус из нержавеющей стали с заполнением жидкостью, шкалу 100 мм и диапазон, обеспечивающий нормальную работу примерно в середине шкалы. Там, где линия подвергается вибрации насоса или сейсмическим движениям, заполненный манометр с демпфированием движений является разницей между пятилетним прибором и пятимесячным.

Жидкостный сейсмический манометр серии YN Для локального измерения давления в вибрирующих или пульсирующих линиях этот заполненный жидкостью манометр имеет диаметры от 40 до 150 мм и степень защиты IP65. Посмотреть продукт →

Где передатчики берут верх

Как только показания должны достичь диспетчерской, передатчик окупает свою стоимость. Устройство 4–20 мА или HART с интеллектуальным датчиком обеспечивает динамический диапазон, дистанционный обнуление и диапазон измерения, а также диагностику, сообщающую, что импульсная линия заблокирована до отключения устройства. Что касается давления в колонне и сепараторе, мы склоняемся к использованию интеллектуальных датчиков избыточного давления; для уровня и расхода в закрытых емкостях, дифференциальный датчики давления с трехклапанными коллекторами выполняют большую часть работы.

Интеллектуальный датчик давления YSZC-7 для измерения уровня и давления Когда показания должны поступить в диспетчерскую, этот преобразователь HART 4–20 мА обеспечивает высокоточные измерения давления, уровня и плотности с динамическим диапазоном 100:1. Посмотреть продукт →

Коррозионная и высокотемпературная работа

Когда жидкость съедает обычную диафрагму, практичным ответом будет мембранное уплотнение. Диафрагма с покрытием из ПТФЭ или монеля, установленная на фланце и заподлицо с линией, удерживает агрессивную среду от измерительного элемента, а капилляр позволяет разместить преобразователь там, где технический специалист может до него добраться. На горячих технологических линиях сифон или отвод конденсата выполняют ту же термическую работу: они удерживают острый пар и горячее масло от элемента.

Температура: термопары, термометры сопротивления и местная индикация

Температура, как правило, является параметром, на единицу которого приходится больше всего приборов, и наименьшее внимание уделяется защитной гильзе. Термопары типов K, J, T, E и N подходят для большинства печей, реакторов и линий, а датчики сопротивления PT100 и PT1000 являются лучшим выбором там, где важна точность ниже примерно 400 °C. Биметаллические термометры с циферблатом по-прежнему используются для локальных проверок коллекторов и линий подшипников, а версии с электрическими контактами представляют собой простой способ отключить сигнал тревоги без передатчика.

Две детали решают, правдоподобно ли чтение. Первый — это погружение: чувствительный наконечник должен находиться в потоке воды, а не в глухом кармане у стены. Во-вторых, это передатчик, встроенный в голову или установленный удаленно, потому что хороший датчик позади передатчика с плохой дальностью все равно является плохим измерением. При работе в условиях высоких температур, когда точка считывания находится далеко от сосуда, капиллярный дистанционный термометр размещает индикатор так, чтобы его могли видеть люди.

Уровень: радар, направленная волна и простой поплавок.

Измерение уровня при добыче углеводородов обычно сводится к продукту. Для чистых жидкостей и интерфейсных слоев в сепараторах волноводный радар работает стабильно и практически не подвержен влиянию пара, пены или изменяющейся плотности, а также не требует наличия движущихся частей в резервуаре. Бесконтактный радар подходит для резервуаров большего размера и вязких или грязных продуктов, а ультразвуковые приборы хорошо подходят для отстойников воды и открытых каналов.

Волноводный радарный уровнемер 26 ГГц Для чистых жидкостей и интерфейсных слоев в сепараторах этот волноводный радарный измеритель измеряет расстояние до 80 м с 0,25% или 0,5% полной шкалы. точность. Посмотреть продукт →

Не упускайте из виду скромный поплавок. Поплавковый регулятор уровня или магнитный поплавковый манометр часто являются наиболее удобным решением для управления насосом и сигнализации высокого уровня, и он выходит из строя так, как это понимают все на месте. Какой бы маршрут вы ни выбрали, проверьте диэлектрическую проницаемость продукта, наличие успокоительного колодца и способ очистки зонда во время ремонта.

Расход: перепад давления и прямое считывание

Для большинства технологических линий поток рассчитывается, а не измеряется напрямую: диафрагма или клин с датчиком перепада давления поперек него. Эта схема надежна и хорошо понятна, но ее жизнь или смерть зависит от прокладки импульсной линии, от коллектора и от того, настроен ли датчик на фактический диапазон расхода, а не на максимальный. Там, где достаточно простого местного показания, ротаметр с переменным сечением или турбинный счетчик дают прямое значение с небольшими усилиями по вводу в эксплуатацию, при условии соблюдения прямых участков вверх и вниз по потоку.

Опасные зоны, соблюдение требований и оформление документации

Большая часть объектов нефтеперерабатывающего или нефтехимического завода засекречена, поэтому взрывозащищенные и искробезопасные конструкции являются скорее нормой, чем исключением. Сертификация ATEX и IECEx, правильный температурный класс и кабельные вводы, соответствующие корпусу, — все это часть спецификации, а не второстепенная мысль. Искробезопасность делает полевой прибор легким и простым в обслуживании; Взрывозащищенные корпуса выдерживают более грубое обращение, но требуют дисциплинированной установки.

Помимо сертификата, посмотрите, что на самом деле требует процесс. При работе с амином и кислотой часто требуется другой смачиваемый материал, чем в линии чистых углеводородов, и именно здесь мы приводим наши примечания по измерение давления на химических заводах обычно полезны для инженеров-технологов, определяющих оба подразделения. Для кислорода, хлора и водорода действуют свои собственные правила очистки и материалов, и гораздо дешевле определить их в паспорте, чем в полевых условиях.

Аксессуары и детали установки, которые спасают работу

Небольшие детали решают, прослужит ли хороший инструмент. Сифон над паропроводом, демпфер Z-типа на пульсирующем выпуске, манометрический кран для изоляции, предохранитель от избыточного давления на манометре нижнего диапазона, который может увидеть пик, а также игольчатый клапан или коллектор, который позволяет безопасно изолировать и вентилировать датчик: все это не дорого, и все они намного дешевле, чем незапланированное отключение.

• Сифон или конденсатор для работы с паром и горячим маслом
• Демпфер или ограничитель нагнетания поршневого насоса
• Защита от избыточного давления для манометров и преобразователей низкого давления
• Игольчатые клапаны и коллекторы для безопасной изоляции и калибровки
• Капилляры и выносные уплотнения для агрессивных или высокотемпературных сред

Практический контрольный список выбора

Таблица ниже представляет собой сокращенную версию, которую мы используем в разговорах с инженерами-технологами и инженерами по техническому обслуживанию. Это отправная точка, а не замена таблицы данных.

Прежде чем отправить запрос, мы обычно прорабатываем один и тот же краткий список:

1. Получите данные процесса: состав, содержание H2S и CO2, рабочее и расчетное давление, диапазон температур и возможность запуска вакуума.
2. Решите, нужна ли вам только местная индикация или сигнал в систему управления или безопасности.
3. Прежде чем выбирать номер модели, выберите материалы, контактирующие с рабочей средой.
4. Проверьте диапазон по максимальному ожидаемому скачку напряжения, а не только по нормальному показанию.
5. Подтвердите классификацию зоны и температурный класс, затем сопоставьте корпус и кабельный ввод.
6. Спланируйте установку: изоляция, уклон импульсной линии, сифон, длина защитной гильзы относительно внутреннего диаметра трубы.
7. Спросите, как будет калиброваться и обслуживаться прибор, поскольку недоступный манометр редко проверяется.

Все это не является экзотикой. Большая часть разницы между инструментом, который прослужит десять лет, и тем, который заменяется при первом ремонте, сводится к трем решениям, принятым заранее: правильный материал, смачиваемый рабочей средой, правильный диапазон и установка, над которой может работать техник. Если вы уточняете средства измерения переработки углеводородов на новую установку или заменяете проблемное место, пришлите нам паспорт и эскиз установки. Мы вам честно расскажем, что мы бы туда поместили, а что нет.