Контроль температуры играет критическую роль на всех этапах нефтяного производства — от добычи до получения готовых продуктов. Точное измерение и регулирование температурных режимов обеспечивает оптимальное протекание технологических процессов, повышает безопасность, помогает оперативно реагировать на возможные отклонения.
ООО НПО «Вакууммаш» изготавливает современные датчики температуры, позволяющие осуществлять непрерывный мониторинг в нефтегазовой и нефтехимических отраслях. За 30-летнюю историю у предприятия накоплен большой опыт оснащения надежной термометрией всей производственной цепочки:
- Добыча нефти;
- Транспортировка к НПЗ;
- Хранение;
- Переработка на НПЗ;
- Сбыт.
Каждый из этих этапов предполагает применение решений с учетом специализированных требований и «Вакууммаш» успешно реализует проекты по всей производственной цепочке.
Рассмотрим подробнее разработки предприятия в сфере термометрии.
Контроль температуры при добыче нефти
При добыче нефти осуществляется комплексный контроль температуры различных элементов оборудования и рабочих жидкостей. Для этого «Вакууммаш» поставляет следующие типы датчиков:
- Контроль температуры за подшипниками насосов: модель ТПС 302;
- Мониторинг гидравлической жидкости гидроключа: термопреобразователь сопротивления ТПС 108 с выходным сигналом: 4−20 мА;
- Измерение температуры нефти на кусте: датчики ТПС 106 с защитными трубными и цельноточеными гильзами ГЗ-РТ, ГЗ-РЦ;
- Контроль температуры при гидроразрыве пласта: специальный термопреобразователь ТПС 111, обладающий усиленными корпусом и рассчитанный на давление до 105 Мпа;
- Диагностика состояния скважин осуществляется телеметрическими датчиками, в которых используются термопреобразователи сопротивления модели ТПС 302 (см. рисунок 1) с возможностью оценки состояния обсадных труб и фильтровой колонны, а также обнаружения посторонних объектов в скважине.
Транспортировка на НПЗ
Для перекачки нефти и нефтепродуктов по трубопроводам применяются специальные нефтяные насосы, которые предназначены для работы с вязкими средами, такими как мазут и сжиженный углеродный газ. С целью обеспечения бесперебойности работы насосов необходимо контролировать температуру масла и подшипников. В этой связи «Вакууммаш» производит термопреобразователи сопротивления с взрывозащитой типа «искробезопасная цепь Exi» — модели ТПС 306 Exi и ТПС 308 Exi.
Измерение температуры внутри трубопроводов осуществляется с помощью термоэлектрических преобразователей или термопреобразователей сопротивления, которые устанавливаются в защитные гильзы. Для решения этой задачи на предприятии разработаны модели термопреобразователей ТХАв/ТХКв-2088−021, ТХАв/ТХКв-2088−031, ТХА-К.106 и ТХА-К.108, а также термопреобразователи сопротивления ТПС-106 и ТПС-108 с подвижным и неподвижным штуцером.
Для эксплуатации в взрывоопасных зонах выпускаются датчики, такие как ТХА-К/ТХК-К-106Ex, ТХА-К/ТХК-К-108 Ex, ТПС-106 Ex и ТПС-108 Ex, которые имеют взрывозащиту «искробезопасная цепь Exi» или «взрывонепроницаемая оболочка Exd». Эти изделия комплектуются защитными гильзами, что позволяет быстро заменить их при необходимости без остановки технологического процесса. Гильзы также защищают датчики от агрессивных химических веществ и механических воздействий (высокое давление, скорость потока) и могут быть изготовлены как цельноточеными (ГЗ-РЦ с рабочим давлением до 50 МПа), так и трубными (ГЗ-РТ с рабочим давлением до 25 МПа).
Однако, стоит отметить, в линиях транспортировки нефти и нефтепродуктов на всех нефтеперерабатывающих заводах распространено применение защитных гильз с фланцевым соединением моделей ГЗ-ФЦ, ГЗ-ФТ (рисунок 2). «Вакууммаш» выполняет присоединительные фланцы таких гильз по российским или иностранным стандартам (ГОСТ, ANSI и другие). Также в зависимости от измеряемого процесса для увеличения срока службы гильз и защиты от абразивного износа используется покрытие «стеллит» на основе твёрдых сплавов кобальта и хрома с добавками вольфрама или молибдена (рисунок 3), а для работы в среде кислот или щелочей — фторопластовое покрытие.
Переработка на НПЗ
Контроль температуры — не менее важный аспект и процесса нефтепереработки. Точное измерение параметров необходимо на всех этапах:
- Подготовка сырья;
- Атмосферная перегонка нефти;
- Вакуумная дистилляция;
- Риформинг;
- Изомеризация;
- Крекинг;
- Гидроочистка.
Даже незначительные отклонения от заданных значений температуры приводят к серьезным последствиям: простоям оборудования, финансовым потерям и снижению качества продукции.
Компания «Вакууммаш» обеспечивает температурные измерения на нефтеперерабатывающих заводах по следующим направлениям:
1. Технологические измерения для контроля процессов
Практически для каждой точки измерения температуры поставляются датчики с аналоговым ТХА-К, ТХК-К, ТПС моделей 106,108 или унифицированным выходным сигналом 4−20 мА такие, как УТП/ТПС-106, ТПС-108, либо 4−20 мА и HART протоколом.
2. Мониторинг температуры важных узлов (подшипников насосов, копрессоров), стенок реакторов, поверхности трубопроводов, температуры факельного оголовка
Так, для простых температурных измерений, например, поверхности трубопроводов, изготавливаются датчики накладного типа моделей ТПС 301, ТХА-К 301, выполненных из гибкого термопарного кабеля с различными монтажными элементами в виде хомутов или крепежных пластин (рисунок 4).
Для более сложных измерений, с целью измерения и контроля температуры:
А) подшипников насосов — производятся датчики моделей ТПС 302 с одинарным, либо двойным чувствительным элементом Pt100 и ТХА-К.302;
Б) подшипников паротурбинных приводов центробежных компрессоров — специальные миниатюрные датчики ТПС 301, которые являются полными аналогами изделий таких производителей, как Minco, Dittmer и Okazaki (рисунок 5);
В) факельного оголовка — кабельные термопреобразователи типа ТНН 301 или ТХА-К.301, отличающиеся увеличенной толщиной стенки термопарного кабеля и возможностью специальных конструкторских вариаций по требованию заказчика (рисунок 6);
Г) поверхности змеевиков — специальная конструкция ТХА-К.106 во взрывозащищенном исполнении, с накладными элементами, которые привариваются к стенке змеевика, либо со съемной пластиной для быстрого демонтажа датчика при ремонте (рисунок 7). Рабочий спай в данных изделиях защищен специальным экраном, предохраняющим искажение в измерении, вызванным открытым пламенем горелки.
3. Специализированные решения для измерения температуры в реакторах и колоннах для атмосферной перегонки нефти, вакуумной дистилляции, риформинге, крекинге и гидроочистке, а также для контроля температуры катализатора при его восстановлении
В рамках оптимизации этого процесса на предприятии разработаны уникальные многозонные датчики типа ТПМ 301 (для термопреобразователей с НСХ: ТХА, ТХК, ТНН, ТЖК) или типа ТПС 403 (для термопреобразователей сопротивления с НСХ: 100 М, 100П, Pt100).
Расскажем подробнее о конструкции и преимуществах моделей
Многозонные датчики температуры «Вакууммаш» состоят из термопреобразователей различной монтажной длины, крепежного фланцевого элемента, коммутационной коробки с измерительными преобразователями 4−20мА, 4−20 мА+HART, FieldBUS или ModBUS преобразователем. Приборы размещаются в термокарманах или разводятся по зонам измерения прямо в реакторе (Рисунок 8).
Неоспоримым преимуществом многозонных датчиков является то, что они могут устанавливаться без защитной гильзы и разводится внутри реактора по точкам, где необходимо измерять температуру. При производстве многозонные сборки проходят многоступенчатый контроль качества: гидравлические испытания наружным давлением и ультразвуковые испытания сварных швов. Рассчитаны на температуру до +1000С и давление до 20 МПа.
Хранение нефти и нефтепродуктов
Для данного этапа у компании «Вакууммаш» разработаны гибкие многозонные термопреобразователи, внешний вид представлен на рисунке 9, позволяющие решать задачи с определением температуры по слоям жидкости в резервуаре или его заполненности и представляющие собой сборку с расположенными чувствительными элементами (далее ЧЭ) по длине датчика.
В качестве ЧЭ могут быть использованы как термопары, так и термосопротивления. Использование двойных (дублирующих) ЧЭ повышает надежность системы, а большое количество точек измерения позволяет контролировать профиль температуры по резервуару.
В целом, многозонные датчики «Вакууммаш» для резервуаров хранения можно разделить на 2 типа:
А) Сильфонный многозонный термометр сопротивления модели ТПС 404 или ТПС 404 Exi (рисунок 10) с видом взрывозащиты «искробезопасная цепь Exi», который имеет гибкий герметичный шланг — сильфон, позволяющий свернуть изделие в кольцо и исключить применение кранового оборудования для монтажа датчиков на объекте.
Б) Кабельный многозонный термопреобразователь с рабочей частью из термопарного кабеля модели ТПМ 301 (рисунок 11) или термопреобразователь сопротивления ТПС 403, состоящий из металлического кабеля. Модели изготавливаются не только с видом взрывозащиты Exi, но и с видом взрывозащиты Exd и применятся в резервуарах и емкостях при избыточном давлении и высокой температуре.
В ходе аналитического обзора, мы рассмотрели с вами ключевые технологические процессы, лежащие в основе нефтегазовой и нефтехимической индустрий. НПО «Вакууммаш» предлагает комплексные и надежные решения в сфере термометрии, охватывающие все стадии производственного цикла.
Богатый конструкторский опыт позволяет предприятию:
- Предоставлять широкий спектр датчиков;
- Разрабатывать уникальные проекты под индивидуальные требования заказчиков;
- Успешно реализовывать программу импортозамещения, укрепляя технологическую независимость отрасли.
Такой подход обеспечивает эффективный контроль производственных процессов и способствует повышению безопасности всего производства в целом. НПО «Вакууммаш» выступает не просто как поставщик оборудования, а как стратегический партнер, содействующий развитию и модернизации национальной промышленности.
Узнать более подробную информацию о продукции и перспективных разработках, вы можете на сайте vakuummash.ru, а также обратившись к специалистам компании.