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TOTAL E&P 利用 Trusted 解決方案克服陳舊設備問題

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挑戰

  • 在盡可能減少中斷營運的情況下,交付升級的控制及安全系統,而其中最重要的,是要安全地執行所有升級活動。

解決方案

結果

  • 同時安裝及有效使用預定的停機時間,幾乎不會對生產造成影響
  • 遠端平台控制
  • 各個據點備用零件、維護及廠商的共同性
  • 利用現有設備,例如安全系統基礎架構及機櫃
  • 榮獲 HSE 安全大獎提名

背景

TOTAL E&P UK Limited 是英國大陸棚主要的油氣營運商之一,持續進行大量投資。

公司總部位於亞伯丁 (Aberdeen),員工約 750 人,其投資組合包括營運阿爾溫 (Alwyn) 地區油田、高壓/高溫的艾爾金及法蘭克林 (Elgin and Franklin) 油田,以及聖佛格斯 (St Fergus) 天然氣站,此外還有幾處未營運的油田。

北阿爾溫 (North Alwyn) 複合設施位於亞伯丁東北方 440km 的英國大陸棚,於 1987 年開始生產。

登巴 (Dunbar) 平台位於北阿爾溫複合設施南方 22km 處,於 1994 年開始營運,透過多階段管路將油氣輸送至北阿爾溫。

登巴是最小型的設施平台,擁有最小規模的處理設施、鑽塔及生活區。電力是由北阿爾溫發電機透過兩條海底電纜供應。

阿爾溫地區每日產量相當於 100,000 桶原油。

由於多項陳舊設備問題,Total E&P UK Ltd. 聯絡 Rockwell Automation,希望提供工程師、元件及支援,在兩座平台進行多項系統的升級作業,其中大部分工作將在登巴設施進行。

挑戰

升級作業包含多項系統:緊急關機 (ESD) 系統、火災及天然氣 (F&G) 安全系統、製程控制系統 (PCS) 及震動監控系統。

工程師面對的主要挑戰,是在盡可能減少中斷營運的情況下,交付升級的控制及安全系統,而其中最重要的,是要安全地執行所有升級活動。

他們完成工作的時間也非常有限,只有兩次機會進行升級。

第一個機會是在預定停機期間,通常是夏季的二至三週時間,第二個機會則是在停機之前,同時更換運作中的元件及基礎架構元件。

整體而言,主要目標是更換系統元件,克服假跳脫及設備老舊問題,同時至少供應備用零件到 2020 年,讓設施未來能由北阿爾溫遠端營運登巴設施,實作符合成本效益的升級作業,盡可能降低生產風險;其中最重要的部分,就是在平台、人員或環境沒有安全風險的情況下完成升級。

客戶對最終目標感到滿意,是整體專案出色的成功成果,而 Rockwell Automation 工程師則獲得 Health & Safety 大獎提名。

解決方案

升級策略包含多項獨立但非互斥的步驟。PCS 系統在停機之前升級,與現有系統串列安裝,以維持生產產能。

F&G 系統於停機之前升級,而 ESD 解決方案則是在停機期間升級,同時也讓其他新系統上線運作。

Rockwell Automation 獲指派為 EPC 承包商,負責向所有設備廠商下單訂購,完成所有詳細的工程、組織控制及運送所有物料前往現場、監督廠商現場的安裝及試俥活動,以及管理子承包商。

Rockwell Automation 升級了 ESD 及 F&G 系統,使用單一 Trusted 三模組化備援 (TMR) ESD 控制器,以及單一 Trusted TMR F&G 控制器。

Trusted 是容錯控制及安全系統,可因應最嚴格的國際安全標準,協助維持控制系統的完整性,以免於故障時危害製程獲利能力。

系統在每個模組增加三倍的處理路徑 (分割),並在路徑之間提供高度的診斷及投票功能,藉此產生可靠度絕佳的容錯架構。

有別於非 TMR 控制系統,Trusted 提供幾乎 100% 的運作時間,並且不會危害系統的安全完整性。

系統通過可程式安全系統最高等級的 TUV AK6 認證,此外也獲得 NFPA72 及俄羅斯技術法規與量測聯邦機構 (Gosstandart) 認證。

現有系統是由 ICS 2000 這套舊有的 Rockwell Automation 安全系統組成。

登巴系統升級 (DSU) 將處理器及輸出子系統更換為 Trusted 處理器,這樣工程師就能進行控制的線上 (維持生產) 遷移升級,在事前進行大量的規劃及風險評估。

Rockwell Automation EDS 主工程師 Wullie Nicolson 表示:「工作包含拆解一半的舊型雙 ICS2000,於該空間建造新的 Trusted 系統,然後配置輸入子系統,讓新舊系統同時獲得輸入資料;這樣工程師就能在轉移輸出至新系統前,驗證處理邏輯及輸出狀態。」

之後則進行輸出的控制遷移,由舊系統移往新系統。

Wullie 繼續表示:「成功關鍵在於維持資訊在 TOTAL 作業人員及我們之間流動。這樣操作員就一定能夠掌握已經遷移的項目,以及哪些系統負責控制哪些設備。我們與 TOTAL 之間的關係非常好,發揮相當大的影響力!」

結果

TOTAL E&P 的 E&I 專案經理 Derek Thomson 表示:「我們許多營運統計數據都是以安全性為基礎,而這項專案在相關方面都很出色,令人深感欣慰;Rockwell Automation 工程師迅速抵達平台,並立即融入我們的安全文化。」

新設施的潛在優點之一,就是可以直接從阿爾溫控制登巴的元件。

雖然舊有系統納入此項功能,但從未使用過,不過預期未來將投入使用。

Thomson 解釋:「這項專案的根本動機在於系統的可靠度。我們現在與 Rockwell Automation 合作,進入升級專案的第二階段,更強化了雙方的密切關係。這也顯示我們多麼樂意互相合作。」

最後,Rockwell Automation EPC 營運經理 Adam Howard 表示:「我們贏得這項專案,在原有供應商的強力競爭下勝出。我認為關鍵之處在於公司整合了豐富的技術,並採取積極主動的方式,提出創新的風險/報酬策略,因而成功贏得業務。」

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