SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Датчики температуры и нормирующие преобразователи ОВЕН в системах обогрева нефте- и газопроводов

Одним из направлений использования датчиков температуры и нормирующих преобразователей являются системы обогрева промышленных трубопроводов для нефти и газа. Наиболее распространенным способом обогрева стало применение греющих кабелей. Основными задачами при этом являются унификация и согласование сигналов в системе и их усиление. Кроме того, оборудование должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении. Компания ОВЕН предлагает все компоненты для автоматизации данного процесса: датчики температуры в исполнении Еx ia, нормирующие преобразователи НПТ‑3.Ех, барьеры искрозащиты НПТ‑1К.Ех и ИСКРА.

Компания ОВЕН, г. Москва

OWEN.png

Зачем нужен обогрев трубопровода

скачать pdf >>

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:
- насосы, перекачивающие нефтепродукты высокой вязкости, приходится выбирать на несколько типоразмеров больше;
- уменьшаются объемы перекачиваемой нефти;
- ускоряется износ и старение всей системы перекачки;
- возникает риск полного останова производства.

Обогрев трубопровода позволяет сократить все вышеперечисленные риски и обеспечить бесперебойный технологический процесс вне зависимости от погодных условий.


Взрывобезопасность системы

Нефтепродукты являются пожаро- и взрывоопасными средами. 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-АТ.03, о которых мы писали в одной из предыдущих публикаций*.


Датчики температуры ОВЕН в системе обогрева

Как контролировать температуру и вязкость нефти и нефтепродуктов при перекачке? Рассмотрим подробней обогрев трубопровода 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 (рис. 1) является наиболее выгодной экономически.

Ris_1_small.jpg

Рис. 1. Общий принцип системы обогрева трубопровода

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 изогнуть и прикрепить к трубопроводу хомутами или даже навить на трубопровод.

В номенклатуре компании ОВЕН есть датчики как с выходным сигналом «сопротивление», «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 (рис. 2).

Ris_2.png

Рис. 2. Согласование сигналов разных уровней автоматизации

Как правило, такие преобразователи бывают двух типов: в DIN-исполнении и встраиваемые в головку датчика. У ОВЕН это соответственно:
- НПТ-1К.Ех с маркировкой взрывозащиты [Ex ia Ga] IIC;
- НПТ-3.Ех с маркировкой взрывозащиты 0 Ex ia IIC «T6…Т4» Ga.


Какой нормировщик лучше применять

В первую очередь надо выбирать оборудование с сертификатом ти­па средств измерений. Все нормирующие преобразователи ОВЕН НПТ имеют такие сертификаты. Выбор исполнения зависит от системы обогрева и протяженности трубопровода.

Нормирующий преобразователь НПТ‑1К.Ех (рис. 3) подходит для трубопроводов протяженностью не более 200–300 м. Прибор устанавливается в шкафу управления. НПТ‑1К.Ех дополнительно является активным барьером искрозащиты, поэтому его применение обеспечивает взрывозащиту цепи.

Ris_3.jpg

Рис. 3. Нормирующий преобразователь ОВЕН НПТ‑1К.Ех

Нормирующий преобразователь НПТ‑3.Ех (рис. 4) 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).

Ris_4.jpg

Рис. 4. Нормирующий преобразователь ОВЕН НПТ‑3.Ех


Заключение

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.
________________________
*Барьер искрозащиты ОВЕН ИСКРА: искробезопасность на высшем уровне // ИСУП. 2020. № 3.

Опубликовано в журнале ИСУП № 1(91)_2021

Н.С. Молодцов, менеджер по продуктам «Датчики влажности» и «Нормирующие преобразователи»,
А.С. Сидорцев, менеджер по продукту «Датчики температуры»,
компания ОВЕН, г. Москва,
тел.: +7 (495) 641‑1156,
e‑mail: sales@owen.ru,
сайт: owen.ru



Следящие уравнемеры УСТТ
Работа в грязных, агрессивных жидкостях; нечувствительность к пене; низкая стоимость.
www.techno-t.net