パイプラインバルブの作動が「環境にやさしい」ものに

石油&ガス生産者は、その製品を輸送するために複雑なパイプラインのネットワークに依存しています。パイプラインは通常、個々の油田から中央集荷場につながり、そこからさらに大きなパイプラインに接続され、最終的には処理施設や流通施設に至ります。

パイプラインには、安全な運転を維持するために、緊急時に流れを止めることができる遮断弁が接続部に設置されています。原油パイプラインでは、緊急遮断弁は燃料ガス、窒素駆動の空気圧システム、または油圧システムのいずれかで多く作動します。

エンドポイント･インダストリアル･コントロールズ社のCEOであるジョン･クレイ氏は次のように説明します。「環境保護の観点から、多くの生産者はバルブの作動に使用する燃料ガスや窒素の使用を大幅に制限しようとしています。環境上の理由から、多くの生産者はバルブの作動に使用する燃料ガスや窒素の使用を大幅に制限しようとしています。」

エンドポイント･インダストリアル･コントロールズ社は、石油&ガス、再生可能エネルギー、製造業など、幅広い業界向けにターンキーオートメーションおよび制御ソリューションを提供しています。コロラド州ラブランドに本社を置く同社は、ロックウェル･オートメーションのPartnerNetwork™プログラムに参加しています。
 

テキサス州西部での課題

最近、ある大手エネルギー企業が、環境目標をサポートし、テキサス州西部でのシステム保守に必要な現場作業を制限するバルブ作動ソリューションについて、エンドポイント社に問い合わせをしました。

このバルブは、めったに起こらない緊急停止を想定して設計されていますが、定期的なテストが必要です。

クレイ氏は次のように述べています。「私たちのお客様は、バルブの作動に2つの方法を使用していました。あるところでは燃料ガスを使い、別のところでは油圧を使っていました。」

方式ごとに特有の課題がありました。ガス作動バルブの動力源として、パイプラインから直接大気中にガスを放出する。この方法では、炭化水素が排出されることになります。

油圧作動式バルブは、テストのたびにオペレータの操作が必要です。バルブをテストするとき、つまりバルブが閉じられるとき、圧縮された油圧エネルギーが放出されます。バルブを再び開くには、オペレータが適切な圧力になるまで手動でバルブを押す必要があります。

多くの石油&ガス産出地域と同様、テキサス州西部は厳しい環境です。同社の遮断弁は遠隔地にあり、その多くには危険な道路を横断しなければたどり着くことはできません。

クレイ氏は次のように述べています。「油圧作動式バルブを修理するために、オペレータは数時間、多くは真夜中に、国内で最も危険な道路の1つを運転していました。私たちのお客様は、オペレータの安全性を高めると同時に、非生産的な車の中で過ごす時間を最小限に抑えたいと考えていました。
 

並外れたソリューション

エンドポイント社は、燃料ガスと油圧の両方のバルブ作動方式にかわる単一のソリューションの設計を任されました。この目的を達成するため、同社は太陽発電で動作するエアコンプレッサをベースにしたシステムを設計し、バルブを作動させました。

クレイ氏は次のように述べています。「私たちは、コンセプト、設計、製造、統合に至るまで、フルスコープのソリューションを提供しました。その結果、スキッド式のオフグリッドシステムが完成し、お客様のもとに届けられ、そのまま導入することができました。」

太陽光パネル、バッテリ、200ガロンのコンプレッサタンク、関連制御システムなどを搭載した、約1.8m×5.2m (6フィート×17フィート)の完全なスキッドです。システムを設置するには、バルブを開いた状態で施設にある既存のアクチュエータを取り外し、圧縮空気アクチュエータと交換し、コンプレッサに接続します。

エンドポイント･インダストリアル･コントロールズ社のリードエンジニアであるジェイコブ･ペイン氏は述べています。「これは可用性が高く安全なアプリケーションであるため、スキッドにはバックアップ用コンプレッサも含まれています。さらに、曇りの日の限られた太陽光発電を軽減するために、バッテリで1カ月分のバックアップ電力を供給します。」

このエネルギー会社では、既存の設置ベースと整合させるために、ロックウェル･オートメーションのアーキテクチャに基づいたソリューションを要求しました。この制御システムは、EtherNet/IP™ネットワーク上で稼働するAllen-Bradley®のCompactLogix™コントローラとAllen-BradleyのPOINT I/O™を備えています。

「実は、最初のコンセプト実証は、油圧システムに適用され、現場にある既存のCompactLogixコントローラを再利用しました」と、ペイン氏は述べています。 

ネットワーク接続されたPOINT I/Oは、圧力トランスミッタ、電圧計、その他のスマートデバイスからのデジタル入力をキャプチャします。そして、ヒューストンにある統合オペレーション指令センター(OCC)に、システムの健全性ステータスを完全に届けます。
 

情報を活用した成功

太陽光発電システムは、従来のシステムよりもきめ細かいフィードバックを提供し、燃料ガスの使用をなくし、遠隔操作を可能にしました。数百マイル離れたOCCから、担当者がバルブの開閉を行なうことができます。

クレイ氏は次のように述べています。「グリーンソリューションの観点からすると、このシステムはすべての条件を満たしています。エネルギー会社の二酸化炭素排出量を削減し、オペレータが道路に出ないようにすることができるのです。」

クレイ氏はさらに次のように付け加えます。「最初の試験運用は油圧システムに適用されましたが、あらゆる用途に使えるコンセプトであることが証明されました。私たちのお客様は、この結果に非常に自信を持っており、現在、オフショア用途にもスキッドを評価しています。」

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