哈特帮助保持热度

栏: 奖励创新

当冬天来临时，你需要热量来抵御寒冷，当燃料可靠、充足、燃烧相对清洁时，这是最好的。今年，英国的消费者有了一种新的供热来源，即从挪威海底Ormen Lange气田输送的天然气和凝析油。在未来的几年里，它们将用来加热沏茶的水、烹饪食物、为家庭供暖、发电，以及在其他方面使用这种燃料。

他们能够做到这一点，部分原因是HART技术。Erling Ramberg是挪威国家石油公司的自动化首席工程师。该公司设计了将天然气和凝析油运往英国的陆上处理设施，他指出，目标是尽可能提高效率，因此选择了具有hart功能的变送器和阀门。

“当然，这与工厂的规模和岛上的位置有关。此外，我们不希望引进比所需更多的人。”

由于采用了HART技术的先进功能，Ormen Lange陆上设施被评为2007年度HART工厂。这个国际奖项是颁发给终端用户公司，以表彰他们在应用HART技术方面的独创性。接受者是那些已经将HART仪器的功能超越了配置和校准的工厂，或者正在使用HART设备的实时诊断和过程变量来改进操作、降低成本和提高工厂可用性的工厂。

HART通信基金会执行董事Ron Helson说:“这家工厂之所以被选中，是因为它有远见和能力建立基础设施，以利用HART在其智能现场设备中的能力。”“在转向预测性维护策略方面，他们非常具有前瞻性和前瞻性，这将降低维护成本并提高工厂的可靠性。”

从冰冷黑暗的大海中升起

Ormen Lange是挪威海岸附近的一个天然气田，十年前由挪威国家石油公司的一家母公司发现。它在很多方面都很大。它长40公里，宽8公里。它已探明的天然气储量总计近4000亿立方米，能够供应英国未来40年天然气需求的20%。

但奥门兰格并不容易被利用。气田本身位于海平面以下约3000米，埋在不平坦的海床下，位于800至1100米的水下。该遗址位于挪威海岸120公里外，经历了一些极端的自然条件。一年中的大部分时间，无论是用华氏度还是摄氏度来衡量，气温都在零度以下。海上波涛汹涌，水下水流湍急。

挪威国家石油公司、壳牌公司、埃克森美孚公司、petro公司和Dong公司是该项目的五家合作伙伴，他们将这种燃料从海底带到英国家庭。没有任何一家合作伙伴拥有该项目的股份超过三分之一，挪威国家石油公司负责开发，壳牌公司负责运营陆上加工设施。

就项目本身而言，它由四个海底模板中的24口海底井组成。这些井的产出通过管道输送到挪威西海岸Aukra岛120公里外的Nyhamna。在那里，燃料经过处理，准备通过一条1200公里长的海底管道运往英国。

Ramberg指出，直接将燃料泵送到岸上处理不会有问题，因为从岸上工厂添加了单乙二醇(MEG)，以保持液体一直流动。“我们将MEG液体抽到油井中，注入管道中，并将其与天然气一起运输到岸上，以防止冻结。”上岸后，MEG被移除并重新使用。然后，这些燃料必须经过加工，准备运往英国

迎接更少的挑战

在设计工厂时，挪威国家石油公司面临着几个限制。一个是位置偏远，第二个是偶尔的恶劣天气，第三个是设施的规模。最终建成的岸上电站占地1平方公里，有一个主控制室和10个变电站。“这个工厂相当大，”拉姆伯格说。

设计中最重要的问题是需要绝对可靠的操作。毕竟，没有人希望英国的消费者因为海洋对面的植物出现问题而打开炉灶却什么也没得到。当然，该公司也希望高效地完成所有目标，并尽可能减少现场人员。

Ramberg回忆了技术选择的过程。设计者知道，考虑到这些限制，预测诊断功能尤为重要。有了这种能力，就可以测量阀门或其他组件的健康状况，并根据需要进行维护。阀门不会太快更换，否则会浪费钱。换掉也不会太迟，可能会危及行动。

拥有丰富的诊断信息还有其他好处。正确的数据可以识别问题的根本原因。这样就有可能远程纠正这个问题，这意味着更少的人员将暴露在恶劣的天气和可能的危险条件下。更重要的是，随着时间的推移，数据收集可以消除一些问题，因为可以确定根本原因并实现修复。

由于通信丰富方法的优势，该公司选择HART通信技术来传递其正在寻找的设备诊断信息。建成后的工厂有大约1400台支持hart的现场设备全天候在线连接。其中，约350个是阀门定位器，其余大部分是仪表变送器。少数传统的4- 20ma防浪涌阀连接到HART多路复用器，以便将其数据转换为通信。

控制由ABB系统处理，变电站中的二次控制器处理本地设备与全厂控制器之间的接口。考虑到可靠性的需要，可以预期，在设置中内置了冗余和智能方法，这些并不总是通常想到或使用的。例如，有一个强大的视频会议功能，这样来自世界各地的专家可以举行虚拟会议，帮助诊断问题并提出解决方案。

在工厂处理后，燃料开始长途跋涉到英国，旅行1200公里，然后到达Easington的一个终端。“这是一条很长的管道。我认为这是迄今为止最长的海底管道。”Ramberg说。

操作开始

他指出，这项作业的启动需要一些时间，目标是在几个月内全面投产。“启动是一个持续了数周的活动，但真正的启动是在他们打开油井阀门的时候。这件事发生在9月13日。”

Ramberg补充说，HART技术帮助工厂完成了调试计划。有了这些，在很多方面，他的工作就完成了。从12月开始，该工厂的运营由项目合作伙伴A/S Norske Shell接管，该公司是壳牌家族的挪威成员。

挪威壳牌公司(a /S Norske Shell)的状态监测工程师格雷厄姆·贝尔德(Graham Baird)将负责监测核电站的日常运行和健康状况。他在设计阶段就提出了意见，特别是在智能现场设备状态的操作监控方面。

虽然到目前为止还没有大量的操作数据，但hart技术带来的成果是有希望的。Baird引用了控制系统的资产优化包和设备管理器。他说:“早期迹象表明，这些系统将为我们提供大量有用的可操作数据，因为它们是在线系统，可以持续扫描启用hart的仪器。”

警报报告激活后，作业者可以优先考虑、安排和跟踪他们的工作。Baird指出，故障排除人员可以非常快速地进行故障诊断，从而能够以可控的方式采取纠正措施。这通常允许直接对问题的根本原因而不是症状进行修复。

还可以与其他非hart状态监测系统协同工作。例如，压缩机性能可能受到喘振阀条件、仪表校准等的影响。有了更多的诊断数据，可以在系统之间进行交叉参考，以确定设备可能没有按照设计运行的原因。“总的来说，我们现在对工厂资产状况有了一个更好的整体看法，”Baird总结道。

他解释说，使用HART技术及其提供的丰富诊断信息与壳牌的全面可靠性计划是一致的。Baird说，获得更多信息的图片有助于工厂操作员在晚上休息得更轻松。“将大量仪器和阀门连接到基于hart的系统进行诊断，可以帮助我们实现安全相关仪器、关键过程仪器和控制阀的高可用性。这给了工厂操作员信心，他们有正确操作的控制设备。”

因此，HART技术的智能应用有助于保持英国的温暖。有了系统内置的预测诊断功能，Ormen Lange工厂应该能够在未来几年以经济有效的方式做到这一点。

作者信息

汉克·霍根是控制工程。

奖励创新

HART年度工厂奖是一项国际奖项，每年颁发一次，以表彰HART现场通信协议在实时工业过程工厂应用中的创新使用。

这是唯一一个向终端用户公司颁发的公共奖项，以奖励HART通信技术的巧妙应用。该奖项旨在表彰在实时应用中充分利用HART通信功能来改善运营、降低成本和提高工厂可用性的全球个人、公司和工厂。

接收方是那些已经将HART仪器的功能超越了配置和校准的工厂，或者正在使用HART设备的实时诊断和过程变量，并将其与控制、信息和安全系统集成在一起。

此前获得HART年度最佳工厂奖的有:BP加拿大能源公司位于加拿大阿尔伯塔省萨斯喀彻温堡的天然气液化天然气运营工厂(2006年);南非萨索尔堡Sasol溶剂SMG运营工厂(2005年);英国石油公司位于美国南卡罗来纳州万多的库珀河工厂和德国格斯特霍芬的科莱恩抗氧化剂工厂(2004年);美国密歇根州底特律市的底特律供水和污水处理部门(2003年);以及美国密西西比州帕斯克里斯蒂安的杜邦德利尔制造工厂(2002年)。

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