오일 & 가스 생산업체는 복잡한 파이프라인 네트워크를 통해 제품을 운송합니다. 파이프라인은 일반적으로 개별 유정 패드에서 중앙 집합 지점으로 이어지며, 이는 더 큰 파이프라인에 연결되고 궁극적으로 처리 및 분배 시설로 연결됩니다.
안전한 운영을 유지하기 위해 파이프라인에는 비상시에 유속을 신속하게 차단할 수 있는 차단 밸브가 있습니다. 원유 파이프라인에서는 비상 차단 밸브가 연료 가스, 질소 구동 공압 시스템 또는 유압 시스템에 의해 작동되는 경우가 많습니다.
“환경적인 이유로 많은 생산업체가 밸브 작동에 사용하는 연료 가스와 질소의 사용을 대폭 제한하려고 노력하고 있습니다.”라고 Endpoint Industrial Controls의 CEO John Clay가 설명했습니다. “또한 운영 효율성을 개선할 방법을 찾고 있습니다.”
Endpoint Industrial Controls는 오일 & 가스에서 재생 에너지, 제조에 이르기까지 광범위한 산업을 위한 턴키 자동화 및 제어 솔루션을 제공합니다. 본사는 콜로라도주 러브랜드에 있으며, Rockwell Automation® PartnerNetwork™ 프로그램의 일원입니다.
웨스트 텍사스 챌린지
최근 한 선도적인 에너지 회사가 환경 목표를 지원하고 텍사스 서부에서 시스템을 유지하기 위해 필요한 현장 작업을 제한하는 밸브 작동 솔루션을 위해 Endpoint에 접근했습니다.
밸브는 드물게 발생하는 비상 정지를 위해 설계되었지만, 정기적으로 테스트해야 합니다.
“우리 고객은 밸브를 작동하기 위해 두 가지 방법을 사용했습니다.”라고 Clay는 말했습니다. “일부 현장에서는 연료 가스를 사용했고, 다른 현장에서는 유압을 사용했습니다.”
각 방법은 고유한 과제를 제시했습니다. 가스 작동식 밸브에 동력을 공급하기 위해 가스는 파이프라인에서 대기로 직접 배출됩니다. 이 방법은 탄화수소 배출을 초래합니다.
유압식 밸브는 테스트할 때마다 작업자의 개입이 필요합니다. 밸브를 테스트하거나 닫으면 압축된 유압 에너지가 방출됩니다. 밸브를 다시 열려면 작업자가 밸브가 적절한 압력에 도달할 때까지 수동으로 펌프해야 합니다.
많은 오일 & 가스 생산 지역과 마찬가지로 웨스트 텍사스는 가혹한 환경입니다. 이 회사의 차단 밸브는 외딴 곳에 있으며, 위험한 도로를 지나야만 접근할 수 있는 곳이 많습니다.
“유압식 밸브를 정비하기 위해 작업자들은 종종 한밤중에 국내에서 가장 위험한 도로 중 하나를 몇 시간 동안 운전해야 했습니다.”라고 Clay는 말했습니다. “우리 고객은 작업자 안전을 개선하고 비생산적인 운전 시간을 최소화하기를 원했습니다.”
단일 솔루션
Endpoint는 연료 가스와 유압 밸브 작동 방식을 모두 대체할 단일 솔루션을 설계하는 임무를 맡았습니다. 목표를 달성하기 위해 이 회사는 밸브를 작동시키기 위해 태양광 발전 공기 압축기를 기반으로 시스템을 설계했습니다.
“우리는 개념과 설계에서 제조와 통합에 이르기까지 전체 범위의 솔루션을 제공했습니다.”라고 Clay는 말했습니다. “그 결과, 고객의 현장에 납품할 수 있고 수정 없이 구현할 수 있는 스키드형 오프그리드 시스템이 탄생했습니다.”
완전히 밀폐된 스키드의 크기는 약 6′×17′(1.8m×5.2m)이며, 태양광 패널, 배터리 저장 장치, 200갤런 압축기 탱크 및 관련 제어 시스템이 포함되어 있습니다. 시스템을 설치하려면 현장의 기존 액추에이터를 밸브가 열린 상태로 제거하고, 압축 공기 액추에이터로 교체한 다음 압축기에 부착합니다.
“이것은 고가용성 안전 애플리케이션이기 때문에 스키드에는 백업 압축기도 포함되어 있습니다.”라고 Endpoint Industrial Controls의 수석 엔지니어 Jacob Payne이 말했습니다. “또한 배터리 저장 장치는 흐린 날 태양광 발전이 제한되는 경우를 대비해 한 달간 백업 전력을 제공합니다.”
이 에너지 회사는 기존 설치 기반과 일치하는 Rockwell Automation® 아키텍처 기반 솔루션을 요청했습니다. 제어 시스템은 Allen-Bradley® CompactLogix™컨트롤러 및 Allen-Bradley O™가 EtherNet 네트워크에서 실행됩니다.
“사실, 우리의 초기 개념 증명은 유압 시스템에 적용되었고, 현장에서 기존의 CompactLogix 컨트롤러를 재사용했습니다.”라고 Payne은 말했습니다.
네트워크로 연결된 O는 압력 트랜스미터, 전압계 및 기타 스마트 장치로부터 디지털 입력을 캡처합니다. 그리고 휴스턴에 있는 통합 운영 명령 센터(OCC)에 완전한 시스템 상태를 전달합니다.
정보 기반 성공
태양광 시스템은 이전 시스템보다 더 세밀한 피드백을 제공하고, 연료 가스 사용을 없애며, 원격 모니터링을 가능하게 합니다. 직원들은 수백 마일 떨어진 OCC에서 밸브를 열고 닫을 수 있습니다.
“이 시스템은 친환경 솔루션의 관점에서 모든 요구 사항을 충족합니다.”라고 Clay는 말했습니다. “에너지 회사의 전체 탄소 발자국을 줄이고 작업자가 도로에 나가지 않도록 도와줍니다.”
“초기 파일럿 프로젝트는 유압 시스템에 적용되었지만, 모든 애플리케이션에 대한 개념을 입증했습니다.”라고 Clay는 덧붙였습니다. “우리 고객은 결과에 대해 매우 확신하고 있으며, 현재는 해양 애플리케이션용 스키드도 평가하고 있습니다.”
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