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Baumer在石油工業(yè)中的壓力與溫度儀表
閱讀：824 發(fā)布時間：2015-4-1堡盟Baumer在石油工業(yè)中的壓力與溫度儀表
因為石油鉆探煉制的惡劣環(huán)境條件以及危險物質(zhì)的存在，此行業(yè)對安全有*的要求,。這些領域中使用的儀器儀表須性能*且達到一定的防爆等級,。多年來,，堡盟一直在為石油工業(yè)提供可靠的儀器儀表,。堡盟為法國道達爾（TOTAL）集團等重要石油天然氣公司提供產(chǎn)品和,，有力提升著這些用戶的安全標準。
由于石油資源減少,，近年來世界原油產(chǎn)量不斷降低：2008年,，每天生產(chǎn)約7,500萬桶石油，而在2010年,，僅約為6,500萬桶,。然而，能源需求及石油消耗卻仍在不斷增長,。為滿足要求,，石油工業(yè)不得不轉(zhuǎn)向超重油和天然瀝青等極難生產(chǎn)且極大消耗能量和水的燃料資源,。
石油工業(yè)對儀器儀表的要求
石油工業(yè)會用到多種儀器儀表：機械式（例如壓力表,、溫度計和化學密封）及帶隔膜密封的液位及電子式壓力變送器。這些裝置在上下游生產(chǎn)工藝中面臨著*的挑戰(zhàn),，如煉油廠及石油天然氣輸送等,。所有這些工藝過程均需使用、可靠的測量儀表,。環(huán)境條件非?？量蹋⑶疫€受到在高溫高壓下及過程介質(zhì)中有害物質(zhì)的影響,。如何協(xié)調(diào)能源生產(chǎn)和環(huán)境保護之間的矛盾是石油工業(yè)面臨的zui大挑戰(zhàn)之一,。為達到此目標，工廠需要*地運行,。這繼而要求進行準確,、可靠的測量。另外,，超重油和瀝青生產(chǎn)需要采用新的工藝,，從而產(chǎn)生了對采用新工藝新材料的壓力、溫度及液位儀表的需求。
海上鉆井中的壓力測量
在海上鉆井中,，壓力和溫度隨著油層深度的增加而升高：當水深為1500米時,，溫度為4℃，壓力為15MPa,。在極深的油層中（超過5000米）,，例如在英國北海中的埃爾金/富蘭克林地巖層，壓力上升至110MPa,，溫度為190℃,。另外，由于復雜的地質(zhì)結(jié)構,，在鉆井過程中,，壓力可能會突然地發(fā)生變化。因此,，必須一直控制油井壓力,，以免發(fā)生井噴。為了維持孔壁強度和補償?shù)撞繅毫?，需要向油井中灌注泥漿,。MFR6是一款控制泥漿灌注高壓的傳感器。這種為鉆井專門設計超耐用的壓力傳感器,，可以測量0…6MPa直至0…100MPa的壓力,。
位于鉆孔正上方的若干截止閥構成了所謂的防噴器（BOP），是一個關鍵的安全裝置,。防噴器處的壓力可以用MEX5和MEX8壓力表進行測量,。這些儀表是專門為石油工業(yè)的苛刻工況設計的，具有不銹鋼外殼,，能夠測量高達160MPa的壓力,。堡盟還可提供由316L不銹鋼、蒙乃爾合金等材質(zhì)的彈簧管壓力表,。
在鉆井期間,，鉆頭內(nèi)部裝有壓力變送器來測量鉆頭的掘進壓力。由于超深油層中的溫度非常高（約180℃,，幾乎為電子器件的耐溫上限）,，堡盟與某大型鉆井服務公司合作，特別為這些應用開發(fā)了一款壓力變送器,。PDRB型變送器憑堅固及在zui苛刻工況下穩(wěn)定的高精度而卓然不群,。
在石油開采中，與測量裝置接觸的大多數(shù)物質(zhì)均具有腐蝕性,。因此,，測量裝置需要采用耐腐蝕材料制成,。大多數(shù)壓力測量裝置均采用耐海水腐蝕蒙乃爾合金或哈氏合金制成的隔膜。對于涉及產(chǎn)生硫化氫（一種*的腐蝕性氣體）的過程,，堡盟提供了帶苯酚外殼的壓力表,。除了耐腐蝕性介質(zhì)之外，測量裝置還必須耐高溫,。這可以由同時能夠應付腐蝕性或危險介質(zhì)的化學密封來實現(xiàn),。
石油和天然氣生產(chǎn)主要在于分離水、氣和原油,。這可以在7MPa的壓力下在分離器內(nèi)由重力分離各組分來實現(xiàn),。流量可以通過差壓變送器EDD575來測量，其zui低可測0-10kPa的差壓,。X913防爆壓力變送器可安裝在節(jié)流閥組上,，來測量7MPa的靜壓。
用于高過程溫度的化學密封
在加拿大,，油砂生產(chǎn)使用蒸汽來加熱瀝青,。這降低了瀝青的粘度，并使瀝青能夠容易被抽上地面,。地面上的環(huán)境溫度可能會低至-40℃,，而過程溫度則可能會高至400℃，靜壓達25MPa,，而差壓僅1kPa,。針對這類應用，堡盟開發(fā)了專門用于高過程溫度的化學密封,。這種化學密封將介質(zhì)與儀表隔離,，并由密封隔膜通過導壓油將壓力傳遞至壓力儀表。
D900系列化學密封適用于在-40℃至+400℃的過程溫度下,，測量粘性或腐蝕性介質(zhì)的絕壓,、表壓或差壓。D902型化學密封的耐壓高達25MPa,，系專為油砂生產(chǎn)而設計的。其法蘭由鍛造不銹鋼制造,。隔膜根據(jù)不同工況有不銹鋼,、哈氏合金、Uranus B6 或Ta等材質(zhì),。在涉及氫離子的應用中,，堡盟提供鍍金隔膜供選用。對于低溫應用,，或為了zui大限度地減少對環(huán)境溫度的影響,，堡盟還提供帶有保溫層的伴熱/冷毛細管。法蘭上分別裝有蒸汽伴熱閥、排空閥和通風閥,。
道達爾諾曼底煉油廠
法國道達爾集團在諾曼底擁有法國zui大的煉油廠,，該廠多年來一直在不同生產(chǎn)過程中使用堡盟的測量儀表。*步工藝是常壓蒸餾,，將原油與多種餾分分離,。此過程需要一個多點熱電偶來測量zui高達850℃的幾個溫度值。接下來是真空蒸餾,，將殘留物進一步分離,。在此過程中，要用低壓變送器測量10至40毫米汞柱的壓力,，用熱電偶傳感器測量約370℃的溫度,。然后是催化重整工藝，將具有較低辛烷值的石腦油轉(zhuǎn)化成為汽油,。在此過程中,，工藝溫度高達550℃。道達爾采用堡盟的TBI雙金屬溫度計進行測量,，此儀表用全不銹鋼制成,，非常堅固，適用于-70℃至600℃的溫度范圍,。在0.3至3.5 MPa范圍內(nèi)的壓力則使用MEX5工業(yè)型壓力表進行測量,。
在硫回收裝置中，溫度從300℃升至1000℃,，壓力為0.3至0.5 MPa,。道達爾使用帶有哈氏合金隔膜密封和測溫熱電偶的MEP5安全壓力表進行壓力測量，該裝置專為此類苛刻工況而設計,。
餾出液加氫裂化器（DHC）將分子量較高的碳氫化合物餾分裂化成為汽油,、柴油等產(chǎn)物。此過程的氫氣壓力為20MPa且高達480℃的高溫條件下進行,。氫氣壓縮機處的壓力用工業(yè)型壓力表MEX5進行測量,。為了保護測量裝置不發(fā)生氫脆，采用了帶鍍金隔膜的D900系列化學密封,。
MEX5壓力表和TBI雙金屬溫度計亦用于煉油廠的熱電廠——熱電聯(lián)產(chǎn)有助于減少二氧化碳的排放,。控制壓力約為0.4 MPa,，溫度約為140℃,。
大型煉油廠（例如道達爾諾曼底工廠）安裝有大約10,000只壓力表和9,000只壓力變送器。由于環(huán)境條件嚴苛,，這些裝置每年必須更換約10%,，這就意味著所有測量裝置必須在十年內(nèi)全部更換,，以保持工廠的質(zhì)量與安全標準。
安全信息
Deepwater Horizon爆炸和墨西哥灣石油災難的可怕景象使人們更加重視安全和環(huán)境保護,。這兩點均與石油天然氣工業(yè)密切相關,，亟需采取有效的風險管理。IEC 61508標準規(guī)定了確保系統(tǒng)正常運行的基本安全要求,，同時定義了發(fā)生故障時的早期報警,。為了降低風險，所用裝置必須符合特定的工藝整體安全水平要求（SIL）,。另外,，比較陳舊的設施必須采用先進技術進行更新，例如用帶更少接頭的新型管道系統(tǒng)代替舊管道等,，以降低微泄漏導致爆炸的危險等,。