ابزار دقیق در صنعت نفت و گاز

دو نوع ابزار دقیق در تجهیزات اندازه گیری و مانیتورینگ (رصد) استفاده می شود.

• ابزارهای ورودی: بمنظور رصد و اندازه گیری دما، جریان، فشار و سطح سیالات در دستگاه هایی اعم از لوله های انتقال سیال بکار می رود.
• ابزارهای خروجی: این نوع از ابزار دقیق در صنعت نفت بمنظور بررسی و اعلام هشدار در مواقع ضروری بکار گرفته می شوند.
سه عضو اصلی ابزار دقیق در صنعت نفت و سایر صنایع، سنسورها، ترانسدیوسرها (Transducers) و ترانسمیترها (Transmitters) هستند.
o سنسورها: خواص فیزیکی مایعات، جامدات و گازها را اندازه گیری می کنند. در صنعت نفت و گاز، از سنسورها به منظور سنجش پیوسته انتشار گازها و مانیتورینگ آن ها استفاده می شود.
o ترانسدیوسرها: تغییرات دما، فشار، جریان و سطح سیالات را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند که توسط ترانسمیترها دریافت می شوند.
o ترانسمیترها: به عنوان رابطی بین سنسورها و سایر تجهیزات ابزار دقیق همچون سنسورهای سطح سیال، جریان سنج (فلومتر) و سنسورهای فشار عمل می کنند. این تجهیزات، وظیفه ارسال سیگنال دیجیتال به سیستم اصلی کنترل را دارند.


ابزار دقیق در صنعت نفت برای افزایش ایمنی

صنایع نفت و گاز شامل فرآیندهایی هستند که منجر به تولید مواد خطرناکی می شوند که می توانند در اثر انفجار، اتفاقات ناگواری را برای انسان و محیط زیست رقم بزنند. تجهیزات میدانی ابزار دقیق در صنعت نفت و گاز، شرایطی را فراهم می کنند که به کمک آن ها بتوان حالات مختلف در فرآیندهای نفت و گاز را با قوانین زیست محیطی منطبق کرد. زمانی که این تجهیزات با سیستم های اتوماسیون تجمیع شوند، به این صنایع کمک می کنند تا بر اساس بازده و کیفیت تولید، بهره وری خود را افزایش دهند.


المان های ابزار دقیق در صنعت نفت

در صنایع نفت و گاز از تجهیزات مختلفی بمنظور کنترل و رصد تغییرات فرآیندهای مختلف استفاده می شود. ابزار دقیق در صنعت نفت تجهیزاتی را شامل می شود که بمنظور سنجش پارامترهای یک فرآیند همچون فشار، دما، سطح سیالات، جریان، سرعت، درصد ترکیبات، چگالی، وزن و همچنین اندازه گیری پارامترهای مکانیکی همچون لرزش، مکان، توان، جریان و ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.

مقادیر اندازه گیری شده می توانند پس از ثبت، در همان محل یا در اتاق کنترل، نمایش داده شوند. در صورتیکه این مقادیر، از حد از پیش تعیین شده خود فراتر بروند، هشداری برای آگاهی کارکنان عملیاتی مربوطه ارسال می شود. همچنین در برخی موارد به طور خودکار می توان از ابزار دقیق بمنظور بسته شدن خودکار شیرهای اضطراری (Shut Down Valve) یا متوقف کردن پمپ ها و کمپرسورها بهره گرفت.

انجام صحیح عملیات در فرآیندهای پتروشیمی به کمک حلقه های کنترل (Control Loops) انجام می گیرد. این حلقه ها به طور خودکار، فشار، دما، سطح سیال و شدت جریان را در خطوط لوله تنظیم و کنترل می کنند. این حلقه های کنترل به طور کلی به کمک مقایسه مقادیر اندازه گیری شده در تاسیسات (مانند مقادیر فشار و …) با مقادیر از پیش تعیین شده نقطه تنظیم کار می کنند.

شیرها (Valves) را می توان به کمک یک موتور الکتریکی، سیال هیدرولیک یا هوا تحریک کرد. در شیرهای کنترلی بادی، سیگنال های الکتریکی از سیستم کنترل به محرک شیر (Valve Actuator) ارسال و به فشار هوا تبدیل می شوند.

برخی از تجهیزات ابزار دقیق در صنعت نفت خودمحرک (Self Actuating) هستند. به طور مثال، رگولاتورهای فشار، جهت تثبیت فشارهای از پیش تعیین شده بکار می روند یا شیرهای ایمنی فشاری، در فشارهای مشخصی به طور خودکار باز می شوند. تجهیزات ابزار دقیق در صنعت نفت بمنظور افزایش دسترسی کارکنان مربوطه به پارامترهای کنترلی در محل یا در اتاق کنترل بکار می روند تا به کمک آن، پارامترهای مختلف تنظیم یا شیرهای کنترلی باز و بسته شوند.


ابزار دقیق در اندازه گیری دما

این نوع از تجهیزات شامل دستگاه های میدانی خودکار و دستی بمنظور سنجش نوسانات دما در موارد بحرانی هستند. بهره گیری از این تجهیزات سبب تولید بهینه و جلوگیری از خراب شدن تجهیزات می شود. اندازه گیری دمای سیالات در صنایع پتروشیمی به کمک المان های دمایی (TE) انجام می گیرد. این المان ها می توانند ترموکوپل یا حسگرهای مقاومتی دما (RTD) باشند که مورد دوم به دلیل پاسخ دمایی مناسب، استفاده بیشتری دارد. بمنظور کنترل عملکرد مبدل های حرارتی نیز در ورودی و خروجی جریان، از نشانگرهای دما (TI) بهره می گیرند.

در صنعت، ممکن است شرایطی داشته باشیم که به گرم یا سرد کردن سیالات نیاز باشد. این عمل توسط مبدل های حرارتی صورت می گیرد. انجام این عمل به کمک انتقال حرارت از سیالی دیگر همچون آب، گلایکول، نفت داغ یا سایر سیالات فرآیندی میسر می شود. ابزار دقیق در تثبیت دمای مورد نظر سیال اول کاربرد دارد. یک ترانسمیتر سنسور دما در داخل سیال اول و خروجی از مبدل حرارتی قرار می گیرد. این دمای اندازه گیری شده جهت مقایسه به کنترل کننده دما (TIC) داده می شود تا با دمای از پیش تنظیم شده مقایسه شود.

خروجی کنترل کننده، که مرتبط با اختلاف بین مقادیر اندازه گیری شده و نقطه تنظیم است، در اختیار شیر کنترل (TCV) در سیال دوم قرار می گیرد تا میزان جریان سیال خنک کننده یا گرم کننده تنظیم شود. هنگامی که نیاز به سرد گردن سیال داشته باشیم، اگر دمای سیال بالا برود، کنترل کننده برای باز کردن TCV وارد عمل می شود و جریان سیال خنک کننده را افزایش می دهد. با این کار، انتقال حرارت افزایش می یابد و دمای سیال اول، کاهش پیدا می کند. به عکس، اگر افت دما داشته باشیم، کنترل کننده برای بستن TCV وارد عمل می شود که در اثر این اتفاق، با کاهش انتقال حرارت، دمای سیال اول افزایش پیدا می کند.

برخی از خنک کننده ها از فن (Fan) برای خنک کردن گازها و مایعات بهره می گیرند. دمای سیال به کمک یک کنترل کننده و از طریق باز و بسته کردن تعدیل کننده (Damper) روی خنک کننده یا تنظیم سرعت فن یا تغییر زاویه فن ها کنترل می شود که در اثر این عملیات، جریان هوا افزایش یا کاهش پیدا می کند.


سنجش فشار

تجهیزات ابزار دقیق برای اندازه گیری فشار شامل فشار سنج ها، سوییچ ها و ترانسمیترها هستند که به طور لحظه ای فرآیندهای مختلف در تانکرها و خطوط لوله را اندازه گیری می کنند و فشار را بر حسب واحدهای مختلف همچون psi، اینچ آب، bar و … گزارش می کنند. بسیاری از صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، تحت فشارهای عملیاتی مشخصی کار میکنند. فشار را به کمک سنسور فشار (PE) اندازه گیری می کنند. در صنایع نفت و گاز به طور معمول برای کنترل فشار، از فضای اشغال شده توسط گاز در بالای مخازن استفاده می کنند.

یک کنترل کننده (PIC)، میزان فشار را بر روی شیر کنترل فشار (PCV) تنظیم می کند تا خوراک ورودی به فرآیند به میزان مناسب به سیستم وارد شود. درصورتیکه فشار افزایش پیدا کند، در برخی موارد PCV دومی باز می شود که گاز اضافی را به سیستم فلر هدایت می کند. درصورتیکه میزان فشار از حد پایین یا بالای خود فراتر برود، از ترانسیمتر فشار به منظور ارسال هشدار استفاده می شود. با فراتر رفتن فشار، بیش از حدِ هشدار نیز به طور خودکار، با بستن شیرهای ورودی، سیستم متوقف و به اصطلاح Shut Down می شود.


سنجش جریان

این نوع از تجهیزات ابزار دقیق در صنعت نفت بمنظور اندازه گیری جریان گاز، نفت و سایر مواد از میان خطوط لوله و سایر مسیرها مورد استفاده قرار می گیرد. توان عملیاتی تاسیسات پتروشیمی به کمک تجهیزات ابزار دقیق برای سنجش فشار اندازه گیری و کنترل می شود. ساده ترین شکل جریان از طریق کمپرسورها انجام می گیرد و کنترل آن به کمک اندازه گیری جریان به هنگام تخلیه و کنترل سرعت عامل محرک امکان پذیر است.


ابزار دقیق آنالیز گاز

از آنجایی که بسیاری از گازها، بی بو هستند و نمی توان به کمک حس بویایی، آن ها را شناسایی کرد، برای جلوگیری از بروز انفجار و همچنین جهت افزایش ایمنی، استفاده از ابزار دقیق برای آنالیز گازها نقش بسیار حیاتی در صنایع نفت و گاز ایفا می کند. علاوه بر این، از آشکارسازهای مختلف در صنایع معدن و پتروشیمی و همچنین در مدیریت آب و فاضلاب و سایر صنایع استفاده می شود.

ابزار دقیق آنالیز گاز شامل سیستم های مانیتورینگی است که به منظور بررسی سطح گازهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه ها به طور معمول، گازهایی همچون اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن، متان، دی اکسید کربن، مونواکسید کربن و سایر گازها را رصد می کنند.


سنسورهای تشخیص شعله

سنسورهای تشخیص شعله از تصویربرداری مادون قرمز و فرابنفش جهت شناسایی تابش های گسیل شده از شعله ها بهره می گیرند. بکارگیری این سنسورها سبب شناسایی شعله های حاصل از بخارات بنزین، حلال ها و سایر مواد می شود.


آشکارسازهای گازهای سمی

این آشکارسازها، میزان غلظت گازهای اشتعال پذیر و بخارات سمی را اندازه گیری می کنند. زماینکه غلظت این مواد به سطح خطرناکی برسد، این آشکارسازها به کمک سیستم های هشداردهنده، به کارکنان هشدارهای لازم را می دهد.


سنسورهای سطح

از سنسورهای سطح (Level Sensors) برای سنجش نقطه ای و پیوسته سطح گازها و مایعات در مخازن و خطوط لوله بهره می گیرند.