Зачем нужно дозирование реагентов?
В нефтегазовой промышленности обеспечение стабильного расхода играет ключевую роль в поддержании эффективности производства. В процессе производства различные вещества, содержащиеся в рабочей среде, откладываются на внутренних стенках труб. Скопление веществ приводит к таким проблемам, как коррозия, засорение и образование отложений, что потенциально может привести к катастрофическому отказу оборудования и длительным простоям. Для предотвращения таких серьезных проблем в трубы подаются определенные реагенты. Этот процесс называется «впрыском реагентов», и повышение его эффективности имеет решающее значение.
Основные проблемы традиционных систем впрыска реагентов включают в себя:
Революция в дозировании реагентов
FluidCom компании Yokogawa является полностью автоматическим преобразователем расхода реагентов.
Он объединяет четыре компонента в одном модуле: клапан регулировки расхода, привод, расходомер и контроллер. Благодаря минимальному количеству движущихся механических частей и функции самоочистки ему не требуется регулярное обслуживание.
Этот преобразователь расхода реагентов решает проблемы, с которыми сегодня столкнулись традиционные системы впрыска реагентов.
 |
 |
 |
|
| Проблемы | Проблема 1: Частое ручное управление расходом/обслуживание аппаратуры |
Проблема 2: Нестабильное дозирование реагентов |
Проблема 3: Работа в суровых условиях |
|---|---|---|---|
 |
|
|
|
|
|
|
|
| Преимущества FluidCom |
|
|
|
| Особенности FluidCom |
|
||
|
Результаты |
|
||
* Некоторые диаграммы и изображения процитированы из электронной брошюры («Станьте осведомленнее благодаря новому отраслевому стандарту для цифровизации вашего процесса дозирования химреагентов»), подготовленной Frost & Sullivan.
Подробно
Проблемы заказчиков
Проблема 1: Частое ручное управление расходом/обслуживание оборудования
Несмотря на автоматизацию отдельных частей процедур впрыска реагентов в традиционных системах, управление большинством из них все еще выполняется вручную. В системах с ручным управлением дозирование реагентов нестабильно и при обнаружении отклонений должно быть отрегулировано. Частота регулировок зависит от условий эксплуатации нефтяных скважин, таких как давление, температура, вязкость и удельный вес, а в некоторых случаях вносить корректировки требуется каждые несколько часов. Кроме того, традиционные системы состоят из нескольких компонентов. Чем больше число компонентов, тем больше объем необходимого техобслуживания. Необходимость ручного вмешательства приводит к огромным затратам на рабочую силу.
Проблема 2: Нестабильное дозирование реагентов
Нефтегазовые компании преимущественно используют два типа систем впрыска реагентов. В первом типе системы реагенты впрыскиваются непосредственно из насоса, а скорость нагнетания контролируется регулировкой длины хода насоса. В другом типе системы используется устройство контроля расхода нагнетаемых реагентов.
Во многих случаях скорость нагнетания или расход задаются вручную. Однако скорость нагнетания зачастую не совпадает с заданной уставкой, на которую влияют перепады давления в точке впрыска, вязкость реагентов или температура эксплуатации. Снижение расхода реагентов может нанести огромный ущерб оборудованию. Поэтому большинство операторов, как правило, задают расход на 10–20 процентов выше необходимого, чтобы предотвратить недорасход, что в итоге вызывает излишние расходы средств на реагенты.
Проблема 3: Работа в суровых условиях
Для поддержания эффективности производства операторы морских платформ работают в суровых условиях окружающей среды. Однако некоторые проблемы требуют решения. Необходимо сократить продолжительность рабочего дня в условиях повышенного риска, а также избавить операторов от необходимости нескольких недель нести вахту на морских платформах.
Преимущества FluidCom
| Проблема 1
Частое ручное управление расходом/обслуживание |
 |
Благодаря наличию автономной системы управления клапаном FluidCom может обеспечивать точный и надежный расход реагентов даже в нестабильных условиях эксплуатации. Он не требует ручного управления для регулировки расхода. Следовательно, он может сократить трудозатраты, исключив ручную работу. |
| Проблема 2
Нестабильное дозирование реагентов |
|
Благодаря наличию функций массового расходомера и управления расходом FluidCom является автономным устройством управления. FluidCom может предотвратить как перерасход, так и недорасход, обеспечивая оптимальный режим работы. Соответственно, это позволяет снизить затраты на реагенты. Обычно расход реагента в системе устанавливается выше оптимального расчетного значения. Операторы идут на такой шаг, поскольку при колебании расхода возможен недорасход, который чреват огромным ущербом для оборудования. |
| Проблема 3
Работа в суровых условиях |
|
FluidCom может благотворно повлиять на здоровье и безопасность технических специалистов, избавив их от необходимости посещения эксплуатируемого оборудования для настройки клапанов, регулирующих расход реагентов. Поддержание необходимого расхода реагентов сокращает воздействие на окружающую среду. Это улучшает условия ОТ, ТБ и ООС (охрана труда, техника безопасности, охрана окружающей среды) и помогает в достижении целей устойчивого развития. |
Технология
1. Автономный контроллер клапана
Автономный контроллер клапана FluidCom обеспечивает точный и стабильный расход реагентов. Принцип работы очень прост. FluidCom состоит из нагревателя, металлического цилиндра, клапана и датчиков. При подаче питания на нагреватель металлический цилиндр нагревается и расширяется, что приводит к увеличению расхода через клапан. Напротив, при уменьшении мощности питания нагревателя металлический цилиндр остывает и сжимается, что приводит к закрытию клапана и снижению расхода. При отслеживании датчиками расхода реагентов регулируется мощность нагревателя.
В результате устраняется необходимость в значительной доле ручного управления, а затраты на рабочую силу значительно снижаются.
Принцип работы
Image Zoom
При подаче питания на нагреватель наружная трубка расширяется в продольном направлении, перемещая седло относительно штифта — расход увеличивается. Уменьшение мощности питания нагревателя приводит к сжатию наружной трубки и снижению расхода.
Датчик температуры (T1) измеряет температуру жидкости на входе до входа в секцию нагрева,
датчик температуры (T2) измеряет температуру жидкости на выходе из секции нагрева.
Количество тепловой энергии, поглощаемой жидкостью, проходящей через устройство, позволяет рассчитать тепловой массовый расход. Тепловой массовый расход рассчитывается по следующей формуле:
Исходя из этого уравнения, внутренний алгоритм управления FluidCom будет изменять мощность нагревателя и, таким образом, регулировать расход жидкости.
2. Практически не требующее техобслуживания решение с механизмом самоочистки
FluidCom оснащен механизмом самоочистки.
При обнаружении засорения частицами реагента клапан автоматически открывается, чтобы смыть засор. Этот механизм устраняет необходимость в регулярном техобслуживании.
Уникальные возможности самоочистки
Image Zoom
- При обнаружении засорения FluidCom автоматически увеличивает расход, полностью открывая выпускной клапан, чтобы смыть грязь/отложения через седло клапана.
- Как показано на рисунке, функция автоматической очистки обычно проявляется как скачок расхода с последующим постепенным возвратом к заранее заданному расходу реагентов.
- Функция самоочистки, встроенная в FluidCom, решает наиболее распространенную проблему засорения обычного клапана, по причине которой требуется периодическое техобслуживание.
3. Единая интегрированная система с минимальным количеством механических деталей
FluidCom сочетает в одном устройстве клапан управления расходом, привод, расходомер и контроллер. Меньшее количество компонентов требует меньшего обслуживания.
Кроме того, в отличие от обычных систем впрыска реагентов, в контроллере FluidCom используется мало движущихся механических частей. Это снижает риск отказа и снижает расходы на поддержание запасов запчастей.
4. Независимость от колебаний давления и температуры
В обычной системе дозирования расход зачастую устанавливается выше оптимального, чтобы избежать вызванного колебаниями недорасхода, который чреват огромным ущербом для оборудования. Это связано с тем, что расход реагентов, регулируемый традиционными клапанами, зависит от изменений температуры, перепада давления и вязкости реагентов. Однако FluidCom обеспечивает точное и стабильное дозирование реагентов, при котором отклонение составляет ±5 % от заданного значения, независимо от условий эксплуатации.
Это позволяет сократить затраты на реагенты на 5–15 %, в то время как традиционную систему приходится эксплуатировать в условиях перерасхода реагентов на 10–20 %.
Image Zoom
Например:
Идеальный расход: 15 л/ч
Стоимость реагентов: 5 долл. США/л
Предположим, что ваша система дозирования реагентов работает с перерасходом на 20 %.
Традиционная система: 15 × 1,2 (+ 20 % погрешности) = 18 л
FluidCom: 15 × 1,05 (+ 5 % погрешности) = 15,75 л/ч
Снижение расходов на реагенты:
( 18 − 15,75 ) × 24 × 365 × 5 долл. США = 98 550 долл. США за точку впрыска
* Зависит от условий рабочего процесса.
* Данные указаны только для 1 точки впрыска.
5. Уменьшение опорной поверхности/размера/веса
FluidCom сочетает в одном устройстве клапан управления расходом, привод, расходомер и контроллер. Это сокращает общую опорную поверхность на четверть по сравнению с традиционными системами дозирования реагентов и обеспечивает операторам безопасное рабочее пространство.
Следующее поколение клапанов впрыска реагентов и дозирующего оборудования
Компания Yokogawa TechInvent разработала FluidCom — уникальное интегрированное устройство, сочетающее в себе клапан впрыска реагентов и расходомер. Оно обеспечивает управление расходом и измерение расхода с помощью одного модуля благодаря уникальному сочетанию материалов и теплового воздействия.
Дозирующий преобразователь расхода реагентов FluidCom представляет собой полностью автоматизированное, простое и надежное устройство, оснащенное автономным контроллером клапанов, расходомером и механизмом самоочистки.
Поскольку в конструкции FluidCom используется минимальное количество движущихся механических части, устройство обеспечивает пользователям точный и надежный впрыск реагентов без необходимости техобслуживания.
Представляем дозирующий клапан впрыска реагентов FluidCom
Преимущества для заказчиков
1. FluidCom обеспечивает огромную экономию трудозатрат
- Автономный контроллер клапана исключает перерасход и, следовательно, сокращает расход реагентов
- Встроенный термально-массовый расходомер постоянно отслеживает расход реагентов и обеспечивает обратную связь для контроллера клапана
- На управление клапанами не влияют колебания давления и температуры
2. FluidCom обеспечивает огромную экономию трудозатрат
- Полностью автоматическая работа FluidCom устраняет необходимость выезда технических специалистов на площадку для регулировки дозирующих клапанов или хода насоса.
- С помощью предлагаемой отдельно линии связи с дистанционным управлением (4–20 мА или HART) контроль настроек расхода и показаний расхода возможен из диспетчерской.
3. FluidCom не требует техобслуживания
- В конструкции FluidCom используется минимальное количество движущихся механических деталей. Пользователям нет необходимости хранить запасные части для техобслуживания.
- FluidCom оснащен встроенным механизмом самоочистки. При обнаружении засорения частицами реагента FluidCom автоматически открывает клапан, чтобы смыть засор. После очистки устройство переключается обратно на нормальный расход.
4. FluidCom обеспечивает огромную экономию пространства и веса
- FluidCom заменяет обычный клапан регулировки расхода, привод, расходомер и контроллер. Все функции интегрированы в один модуль. Таким образом, устройство более компактное и легкое.
- Для FluidCom требуется только один кабель (силовой кабель 230 В перем. тока) и трубки для реагента (вход и выход). Таким образом, обеспечивается быстрый и простой монтаж устройства.
Краткие технические характеристики
FluidCom — это полностью автоматизированное, простое и надежное устройство, оснащенное встроенным автономным контроллером клапанов, непрерывным контролем расхода и функцией самоочистки.
Известно, что вызванные температурой изменения вязкости сильно влияют на расход в обычных инжекционных клапанах расхода реагентов, что приводит к ненадежному и неточному расходу. Перерасход или недорасход приводят к значительным экономическим, эксплуатационным и экологическим последствиям, а необходимость ежедневной ручной регулировки, простои и высокие затраты на техобслуживание являются больным местом операторов на протяжении многих лет.
При использовании FluidCom управление расходом реагентов осуществляется с помощью контролируемого нагревателя, который вызывает тепловое расширение трубок для подачи жидкости. Уникальное устройство контроля расхода использует это тепловое расширение для дросселирования и управления расходом жидкости.
В системе установлен тепловой баланс между поданной энергией для теплового расширения в трубках (и повышения температуры жидкости) и массовым расходом жидкости. Любые нежелательные отклонения в массовом расходе отражаются на тепловом балансе, после чего клапан начинает автономно компенсировать расход до восстановления теплового баланса и уставки расхода вне зависимости от причины отклонения.
Способность поддержания заданного расхода независимо от колебаний давления, температуры, вязкости или удельного веса выгодно отличает FluidCom от других решений. Кроме того, клапан обладает функцией самоочистки.
Измерение массового расхода производится измерением повышения температуры жидкости, проходящей через устройство. На основании известной подаваемой контролируемой тепловой энергии и теплоемкости жидкости фактический массовый расход непрерывно измеряется, регистрируется и контролируется.
Технические характеристики
|
Диапазон расхода |
Стандартный 0,6–30,0 л/ч (увеличенный диапазон под заказ) |
|---|---|
|
Расчетное давление |
5000 фунт/кв. дюйм (345 бар) |
| Рабочая температура окружающей среды |
От −20 °C до +55 °C |
|
Материал корпуса |
Нерж. сталь AISI 316L |
|
Детали, контактирующие с рабочей средой |
Нерж. сталь AISI 316/PEEK/FFKM/керамика (другие материалы под заказ) |
|
Источник питания |
230–240 В перем. тока 50/60 Гц |
| Габаритные размеры и вес |
Ø219 мм × 353 мм, 17,5 кг |
|
Взрывозащита |
ATEX, IECEx и EAC |
|
Класс защиты |
IP66 |
|
Режим клапана при отказе |
Закрыт |
| Подсоединение измерительной трубки | Внутренняя резьба 1/4" NPT (другие варианты под заказ) |
|
Связь |
Локальный дисплей с кнопкой |
| 4–20 мА, двухпроводная связь с HART 7 |
|
| 4–20 мА для уставки (опция) |
Внедрение оптимального дозирования реагентов с помощью FluidCom
FluidCom сокращает общую стоимость владения, обеспечивая существенное снижение эксплуатационных расходов
- Поддержание расхода с помощью управления с замкнутым контуром
- Удаленная регулировка расхода
- Экономия места благодаря компактному размеру
- Эксплуатация без необходимости в техобслуживании
- Система самоочистки для предотвращения засорения
- Стабильный расход в пределах ±5 % от уставки
FluidCom состоит из четырех компонентов
- Клапан регулировки расхода
- Привод
- Расходомер
- Контроллер
FluidCom сокращает общую стоимость владения, обеспечивая существенное снижение капитальных затрат
- Установка нескольких устройств FluidCom позволяет отказаться от использования тяжелых и дорогостоящих насосов с несколькими выходными патрубками.
- Каждое устройство FluidCom позволяет задать точный индивидуальный расход.
Калькулятор рентабельности инвестиций
Представляем калькулятор рентабельности инвестиций!
Этот инструмент поможет вам узнать, насколько вы можете сократить свои операционные расходы на закачку реагентов с помощью FluidCom.
Введите характеристики вашей системы дозирования реагентов, и мы рассчитаем потенциальную экономию эксплуатационных расходов с помощью FluidCom.
Калькулятор рентабельности инвестиций
Материалы
Брошюры
Руководства по эксплуатации
Технические характеристики
Опросные листы
- Опросный лист FluidCom (50 KB)
Видео
Introducing three key benefits of FluidCom, a groundbreaking chemical injection technology.
Хотите узнать больше о наших технологиях и решениях?
Контакты