更好地加热油砂开采

一目了然 油砂开采热量少 成本效益 增加安全 提高了生产率 增加可靠性

石油和石化过程本身就很复杂，特别是如果你在加拿大北部，要应对36到-50摄氏度的极端温度，这可能会使产品冻结在轨道上。加拿大北部的油砂公司——着眼于3000亿桶潜在可采原油——依赖Bantrel Co.这样的公司来确保工艺设施设计(包括保温系统)能够满足任务要求。

Bantrel拥有超过25年的经验，为石油、石化、天然气和电力行业提供多学科工程、项目管理、采购和施工服务。该公司大量参与加拿大油砂行业，预计在未来几十年里，加拿大将在新建和扩建设施上投入超过1000亿美元。

保温系统有两个主要组成部分:保温和伴热系统，以保持非流动管线的最低保温温度，以防止冻结或保持粘度。传统上，蒸汽是首选的伴热介质;然而，在过去的十年中，已经有了电伴热(EHT)的迁移，以帮助降低生命周期成本。

分布式的困难

EHT应用通常使用位于整个工厂区域的单个或多点固态控制器来测量和控制连接到工艺管道和容器上的电加热器电缆。虽然电示踪比蒸汽示踪更具成本效益，但也会带来额外的风险。

例如，EHT系统通常使用多个具有独立电源的远程机柜组控制器。这使得维护系统更加危险，因为电源隔离通常发生在另一个位置。此外，多点设计不可能实现控制器之间的故障隔离。随着集中式EHT建筑的引入，这种情况变得更加复杂，该建筑容纳了数百个EHT控制器，切换兆瓦功率。

Bantrel希望设计出比现有系统更安全、更可维护、更可靠、更经济的新型EHT控制和监测系统。

该公司需要为油砂行业客户开发一个标准系统。在过去的几年里，EHT系统的故障已经造成了数百万美元的损失。拥有成本很重要;EHT系统是油砂设施中最大的电气维护费用之一。Bantrel与Rockwell Automation合作，修改现有的控制以满足EHT应用程序的设计要求。

更好的监控和控制

新系统的核心是先进的控制技术，包括Allen-Bradley 2100 IntelliCenter电机控制中心(MCC)和Allen-Bradley冗余ControlLogix PLC系统。电阻温度检测器(rtd) -用于监测管道和容器温度-连接到1794 Flex I/O模块。然后，这些模块通过ControlNet连接到ControlLogix PLC系统。DeviceNet在mcc中用于负载控制和系统监控。

mcs采用E3 Plus电子过载继电器。E3 Plus过载进行了修改，以提高单相监测能力，并将接地故障灵敏度提高到EHT应用所需的20-100 mA。

保持紧凑的尺寸是一个关键要求。由于mcc通常位于设施中心的建筑物中，它们会消耗宝贵的地面空间;越小越好。Allen-Bradley 0.5SF插件包装单元设计为6英寸。只有竞赛单位高度的一半。这是通过使用E3 Plus继电器和额定30 A的Bulletin-100C iec式三相接触器实现的。

在油砂设施的单一工艺区域，可能有数千个rtd监测管道和容器内石油产品的温度和运动。使用新系统，不可能减少rtd的数量，因为它会同时减少控制和加热选项的数量。相反，该团队致力于简化RTD布线。

为了收集ControlLogix所需的RTD温度数据，罗克韦尔自动化设计了紧凑的机柜，包含Flex I/O RTD输入模块，将多达120个RTD集成到一个ControlNet节点中。一根ControlNet电缆连接多个RTD输入柜到中央ControlLogix系统。为了将温度保持在设定的范围内，ControlLogix系统通过DeviceNet控制MCC接触器单元。

三相接触器配置为根据流动模式和温度要求切换三种单相EHT负载。这使得每个接触器的1 × 4导体电缆可以连接到本地配电接线盒，而不是传统的单点EHT控制所需的3 × 2电缆。

安全、可靠性

人们注意到了各种好处。

成本效益Bantrel及其客户通过使用标准控制组件，降低了新EHT系统的接线和安装成本，迅速实现了成本节约。电源和RTD电缆减少了三分之一以上，降低了长期维护成本。

增加安全-低压mcc本质上比传统的EHT控制系统更安全，因为主要的断开方式与接触器包装单元是一体的。此外，传统的EHT控制系统不提供与拉出MCC风格的金属涂层控制齿轮相关的安全特性。

增加可靠性-传统系统容易出现故障，但经过验证的ControlLogix和Flex I/O的组合，与EHT解决方案的mcs一起使用，极大地提高了整个系统的可靠性。

提高了生产率—通过DeviceNet传输运行数据和诊断信息，运维人员可以及时了解系统性能，快速发现故障点。

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