Как выбрать взрывозащищенные посты управления для насосных станций и зон погрузки

Насосные станции и зоны погрузки сталкиваются с общей проблемой: оборудование необходимо эксплуатировать локально, вручную, в зоне, где могут присутствовать легковоспламеняющиеся пары. Локальная станция управления обеспечивает доступ оператора к функциям запуска, остановки и аварийной остановки, а это значит, что корпус, находящиеся внутри него операторы и каждый кабельный ввод должны быть сертифицированы для работы в той классифицированной зоне, в которой они расположены.

Выбор подходящего варианта — это не просто подбор корпуса и подсчет кнопок. Техническое задание должно учитывать сразу шесть факторов: классификацию взрывоопасных зон, функции и логику управления, схему сертификации, материал корпуса, степень защиты от проникновения влаги и пыли, а также условия установки. Любая ошибка в одном из этих пунктов приведет либо к провалу проверки, либо к выходу станции из строя.

В этом руководстве рассматривается каждый пункт в том порядке, в котором инженеру проекта фактически необходимо их решить.

Где используются взрывозащищенные посты управления

Насосные станции

Локальные посты управления являются стандартной практикой на насосах для перекачки нефти и топлива, насосах для химических процессов, насосных установках на резервуарных парках, а также в системах очистки сточных вод или технологических системах, где могут скапливаться легковоспламеняющиеся газы. Оператору необходимо запускать и останавливать насос непосредственно на оборудовании — а не только с помощью удаленной системы управления — и видеть его состояние, не возвращаясь в диспетчерскую.

К типичным локальным функциям относятся:

• Начинать
• Останавливаться
• Аварийная остановка
• Локальный/удалённый выбор
• Ручной / Автоматический выбор
• Индикатор работы
• Индикация неисправности

Зоны погрузки и выгрузки

Эстакады для погрузки автоцистерн, топливозаправочные станции, погрузочные площадки для химических веществ, резервуарные парки, морские терминалы и системы погрузочных рукавов — все это зависит от локального управления. Оператор обычно работает рядом с транспортным средством или судном, и станция должна быть доступна во время самой перегрузки.

Типичные функции включают в себя:

• Запуск/остановка насоса
• Аварийная остановка
• Клапан Открыть / Закрыть
• Индикация состояния загрузки
• Индикация тревоги

Сначала подтвердите классификацию опасной зоны.

Диспетчерская станция должна соответствовать классифицированной зоне, в которой она будет установлена. Наименование изделия не заменяет данные о классификации — станция, обозначенная как «взрывозащищенная», ничего не говорит о том, для какой зоны, группы газов или температурного класса она сертифицирована.

Перед выбором любой модели необходимо подтвердить четыре параметра:

• Зоны 1 и 2 относятся к газовым средам согласно классификациям IEC и ATEX. Насосные установки и точки загрузки часто попадают в Зону 1; окружающие территории обычно относятся к Зоне 2.
• Зоны 21 и 22, где также присутствует горючая пыль, актуальны в зонах обработки серы, коксования и смешанных технологических процессах.
• Класс I, Раздел 1 и Раздел 2 для проектов, соответствующих классификации NEC. Это отдельная система, и ее не следует рассматривать как эквивалентную классификации зон.
• Группа газов (IIA, IIB, IIC) и температурный класс (T1–T6) определяются рабочей средой в месте проведения процесса.

Эти параметры напрямую влияют на выбор. Группа газов определяет, соответствует ли конструкция корпуса энергии воспламенения атмосферы. Температурный класс ограничивает допустимую температуру поверхности — и поскольку этот предел взаимодействует с температурой окружающей среды, станция с рейтингом T6 при +40 °C может иметь другой рейтинг при +60 °C. Зона определяет требуемую концепцию защиты. Ни один из этих параметров не может быть решен после размещения заказа.

Станции управления HLBX02 и HLBX03 компании HEXLON сертифицированы для зон 1, 2, 21 и 22 , имеют маркировку Ex II 2G Ex db eb IIC T6 Gb для газов и Ex II 2D Ex tb IIIC T80 °C Db для пыли, в соответствии со стандартами IEC 60079-0, -1, -7 и -31.

Определите необходимые функции управления.

Расположение элементов управления на рабочем месте должно соответствовать логике управления оборудованием, а не наоборот. Прежде чем выбирать корпус, определите, какие функции насос или клапан должны выполнять в данной местности, и что уже предполагается на электрических схемах.

Кнопки

Стандартные функции включают «Пуск», «Стоп» и «Сброс». Цветовая кодировка и маркировка должны соответствовать электрическим стандартам проекта, а функции «Стоп», как правило, должны иметь четкий цвет и форму, чтобы их можно было идентифицировать без чтения этикетки.

Переключатели выбора

Наиболее распространенные варианты выбора: Локальный/Дистанционный, Ручной/Автоматический и Прямой/Реверсивный. Переключатель «Локальный/Дистанционный» особенно важен в тех случаях, когда насосом также можно управлять из системы DCS — он определяет, какой источник управляет насосом, и предотвращает конфликт команд во время технического обслуживания.

Аварийная остановка

Оператор аварийной остановки обычно необходим везде, где человек может подвергнуться воздействию работающего насоса, перекачки под давлением или движущегося погрузочного рукава. Доступность имеет первостепенное значение: оператор должен иметь возможность дотянуться до него, не приближаясь к источнику опасности, что влияет как на место установки станции, так и на то, что находится внутри нее.

Как HLBX02, так и HLBX03 оснащены кнопкой аварийной остановки с механизмом защиты от неправильного использования и возможностью блокировки , что позволяет отключить функцию остановки на время технического обслуживания.

Индикаторные лампы

Типичные индикаторы включают в себя: «Работает», «Остановлено», «Неисправность», «Питание» и состояние клапанов. Индикаторы необходимы, когда оператор не может подтвердить состояние оборудования, находясь на месте — что обычно и происходит на погрузочной эстакаде.

Выберите правильный размер поста управления и компоновку органов управления.

Размер корпуса определяется количеством операторов, но не по принципу «одна кнопка — одно положение». Более крупные операторы занимают больше места на панели, чем стандартная кнопка, и именно здесь чаще всего возникают ошибки при проектировании на этапе чертежа.

В качестве руководства по эксплуатации для HLBX02 и HLBX03:

Помимо необработанного пространства, следует обратить внимание на три вещи:

• Расстояние между кнопками. Операторам, работающим в перчатках, необходимо расстояние между соседними кнопками. Схема, помещающаяся на бумаге, может быть непригодна для использования в холодную погоду или в химически стойких перчатках.
• Маркировка. Каждому оператору необходима прочная, хорошо читаемая табличка с названием. Гравированные таблички из нержавеющей стали или таблички с лазерной маркировкой выдерживают воздействие внешней среды; самоклеящиеся таблички, как правило, нет.
• Возможности расширения в будущем. Оставить одно или два свободных места гораздо дешевле, чем заменять сертифицированный корпус при добавлении новой функции.

HLBX02 выпускается в семи типоразмерах корпуса , а HLBX03 — в пяти , при этом компоненты устанавливаются на DIN-рейку, что позволяет конфигурировать компоновку в соответствии с проектным чертежом, а не ограничиваться фиксированным расположением. Компактный корпус не всегда является лучшим выбором — если в итоге операторы оказываются в тесноте или их трудно различить, экономия оказывается ложной.

Выберите материал корпуса, соответствующий условиям окружающей среды.

Универсально превосходного материала не существует. Правильный выбор зависит от того, каким воздействиям будет подвергаться корпус.

Алюминиевый сплав

Алюминий с покрытием широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своему соотношению прочности к весу и обрабатываемости. Он хорошо себя зарекомендовал в сухих внутренних районах, но в прибрежном воздухе с высоким содержанием хлоридов или там, где покрытие может быть повреждено, коррозия со временем становится проблемой, требующей обслуживания.

Нержавеющая сталь

Наиболее предпочтительный вариант для морской среды, прибрежных терминалов, зон воздействия химических веществ и зон мойки. Он устойчив к коррозии без использования покрытия, поэтому повреждение поверхности не приводит к поломке. Компромисс заключается в весе и стоимости.

В HLBX02 используется корпус из нержавеющей стали — стандартная версия из стали 304, сталь 316 доступна по запросу . Для прибрежных и морских терминалов целесообразно указывать сталь 316 на этапе запроса; это изменение материала, а не модификация на месте эксплуатации.

Корпуса из стеклопластика и неметаллических материалов

Полиэстер, армированный стекловолокном, обладает присущей ему коррозионной стойкостью при значительно меньшем весе по сравнению с нержавеющей сталью, что важно, если станция установлена на поручне, легкой конструкции или подставке, а не на стене. Неметаллические корпуса в опасных зонах должны быть антистатическими, чтобы избежать накопления электростатического заряда.

В конструкции HLBX03 используется антистатический корпус из стеклопластика (полиэфирная смола, армированная стекловолокном) черного цвета, что делает его практичным вариантом для зон с агрессивными средами, где вес корпуса из нержавеющей стали является недостатком.

В обеих сериях используются открытые крепежные элементы из нержавеющей стали с противоударным креплением , которое имеет большее значение, чем кажется на первый взгляд, поскольку фиксирующие крепежные элементы сверху предотвращают их потерю в обвал или обрушение во время технического обслуживания.

Проверьте требуемую степень защиты IP.

Насосные станции и погрузочные площадки почти всегда находятся на открытом воздухе. Защита от проникновения влаги должна учитывать воздействие проливного дождя, плановой мойки водой из шланга, пыли, переносимой ветром, брызг продукта, а также длительного воздействия ультрафиолетового излучения и погодных условий.

Обычно указываются такие классы защиты, как IP65, IP66 и IP67, и каждый из них соответствует различным условиям воздействия: IP65 — воздействию струй воды низкого давления, IP66 — воздействию мощных струй, IP67 — временному погружению. Какой из них применим, определяется условиями проекта — обычно это зависит от процедуры промывки площадки и риска образования стоячей воды, а не от общих предпочтений.

Модели HLBX02 и HLBX03 имеют класс защиты IP66 , что подходит для наружной установки в условиях воздействия струйной очистки. Необходимо уточнить окончательные требования, сверив их со спецификацией проекта, а не предполагать, что класс защиты будет применяться и на других объектах.

Подберите требуемую сертификацию взрывозащиты.

Сертификация не является взаимозаменяемой между различными схемами. Сертификат ATEX не удовлетворяет требованиям NEC, а сертификат IECEx не дает автоматического права на маркировку ATEX, даже если базовые стандарты тесно связаны.

Сертификация должна соответствовать четырём критериям:

• Целевой рынок — ATEX для ЕС, IECEx как международная схема, признанная во многих юрисдикциях, разрешения на основе NEC для Северной Америки, EAC для Евразийского таможенного союза, CCC для Китая.
• Классификация взрывоопасной зоны — сертифицированная зона или подразделение должны охватывать место установки.
• Газовая или пылевая атмосфера — одной лишь сертификации газовой среды недостаточно для защиты от пыли; требуется отдельная маркировка, указывающая на наличие пыли.
• Метод защиты оборудования — взрывозащищенный (db), с повышенной безопасностью (eb) или их комбинация, в зависимости от требований.

HLBX02 и HLBX03 имеют сертификаты IECEx, ATEX, EAC и CCC , соответствуют требованиям IEC 60079-0/-1/-7/-31, соответствующим стандартам EN, а также сериям GB 3836 и GB 12476. Для проектов, соответствующих требованиям NEC Class I Division, необходимо уточнить требуемую схему сертификации у нашей инженерной команды до окончательного утверждения спецификации — это наиболее распространенная причина доработок на поздних этапах международных проектов.

Проверьте кабельные вводы и требования к проводке.

Правильно сертифицированная станция управления может оказаться непригодной для использования на объекте, если кабельные вводы не соответствуют установке. На этапе запроса подтвердите все следующие моменты:

• Количество участников — включая запасные части для будущих трасс
• Расположение входа — нижний вход является стандартным для наружного использования; верхний вход способствует проникновению воды.
• Диаметр кабеля — сальник должен соответствовать фактическому диаметру кабеля, включая бронезащиту, если таковая имеется.
• Типы желез — бронированные, небронированные или барьерные, для каждого типа требуется своя сертификация для работы в опасных зонах.
• Тип резьбы — метрическая, NPT или G. Это часто встречающееся несоответствие в проектах с участием продукции разных производителей.
• Внутренние клеммы — их количество и сечение проводников — определяют размеры корпуса в той же степени, что и действия операторов.

Следует отметить два конкретных момента на станциях HEXLON, поскольку они регулярно приводят к неожиданностям на объекте:

• Кабельные вводы не входят в стандартную комплектацию. Для моделей HLBX02 и HLBX03 вводные устройства необходимо указать при заказе. Если кабельные вводы необходимы, укажите это в запросе.
• Версии для установки на подставку принимают только резьбу G1. Подвесные и настенные версии принимают резьбу от M16×1.5 до M63×1.5, при этом HLBX03 также подходит для резьбы от G1/2 до G2 — однако вариант с подставкой имеет ограничения, и это необходимо учитывать при выборе способа крепления, а не после него.

Электрические характеристики обеих серий составляют максимум 415 В переменного тока / 250 В постоянного тока при токе 6 А, 10 А или 16 А , с сечением проводников от 0,75 мм² до 2,5 мм² в зависимости от тока.

Учитывайте условия установки на открытом воздухе и на конкретном участке.

Условия эксплуатации определяют технические характеристики в той же степени, что и требования к электропитанию:

• Место установки и доступность — оператор должен добраться до станции, не приближаясь к опасному участку.
• Видимость — индикаторы должны быть читаемыми как при прямом солнечном свете, так и ночью.
• Прямой дождь и солнечные лучи — защитный козырек предохраняет как лицевую часть корпуса, так и маркировку. Совместимость: HLBX02 и HLBX03 допускают установку защитного козырька из стали с порошковым покрытием (RAL7035) или нержавеющей стали 304/316.
• Коррозия — это фактор, определяющий выбор материала, описанный выше.
• Вибрация — насосные установки передают вибрацию через монтаж; проверьте надежность крепления и жесткость кронштейна.
• Температура окружающей среды — обе серии рассчитаны на температуру от −40 °C, с возможностью выбора максимальной температуры окружающей среды +40, +45, +50, +55, +60, +65 или +70 °C. Максимальная температура должна быть указана в заказе, поскольку она влияет на температурный класс.
• Прокладка кабеля — направление ввода и радиус изгиба влияют на то, где станция может физически разместиться.
• Доступность аварийной остановки — зачастую решающий фактор при определении окончательной высоты и положения установки.

Пример поста управления насосной станции

Типичная местная насосная станция управления может включать в себя:

• Кнопка запуска
• Стоп, нажмите кнопку
• Переключатель выбора локального/удалённого режима
• Индикатор работы
• Индикатор неисправности
• Аварийная остановка (опционально, в зависимости от результатов оценки безопасности)

Это иллюстрация, а не универсальная конфигурация. Окончательная компоновка должна соответствовать принципам управления насосом, электрическим схемам и рабочим процедурам объекта. Насос, обычно управляемый системой DCS с локальным управлением, имеет другую компоновку по сравнению с насосом, который в стандартном режиме работает локально.

Пример поста управления для зоны погрузки

Погрузочная эстакада может включать в себя:

• Запуск насоса
• Остановка насоса
• Аварийная остановка
• Клапан открыт
• Клапан закрыт
• Индикатор состояния загрузки/работы

Конфигурация значительно варьируется в зависимости от того, что именно контролирует станция. Для насосной станции требуется другой оператор, нежели тот, кто управляет моторизованным клапаном, погрузочным рукавом или дозирующей установкой. В тех случаях, когда станция взаимодействует с системой защиты от перелива или системой проверки заземления, обычно требуется дополнительная индикация состояния.

Какую информацию следует предоставить при запросе поста управления?

Полный запрос позволяет избежать лишних переговоров, которые увеличивают срок доставки на несколько недель. Предоставьте:

1. Классификация опасной зоны (зона или подразделение)
2. Группа газов или пыли
3. Температурный класс
4. Обязательная схема сертификации
5. Применение — насос, клапан, погрузочный рукав, прочее
6. Необходимые функции управления
7. Количество кнопок
8. Количество переключателей
9. Количество и цвет индикаторных лампочек
10. Требование аварийной остановки, включая наличие замка.
11. Управляющее напряжение
12. Материал корпуса
13. Степень защиты IP
14. Количество, расположение и тип резьбы кабельных вводов
15. Способ крепления — на стену, подвесной или на подставке.
16. Максимальная температура окружающей среды
17. Необходимые этикетки или таблички с названием.
18. Количество
19. Чертежи или логические схемы управления, если имеются.

Распространенные ошибки выбора

• Выбор осуществляется только по количеству кнопок. Тип оператора, расстояние между ними и количество терминалов влияют на размер корпуса.
• Классификация территории не учитывается. Зона, группа газов и температурный класс — это параметры проекта, а не предпочтения поставщика.
• Использование неправильной системы сертификации. Сертификаты ATEX, IECEx и NEC не взаимозаменяемы.
• Непроверка правильности ввода кабеля. Неправильный тип резьбы или отсутствие сальников полностью останавливают установку.
• Выбор неподходящего материала для корпуса. Металл с покрытием в хлорированной среде приводит к постоянным затратам на техническое обслуживание.
• Переполненность операторов. Станция, на которой невозможно безопасно работать в перчатках, не выполнила свою задачу.
• Не учитывая фактическую логику управления. Схема должна отражать реальный принцип работы оборудования.
• Рассматривайте локальную станцию как замену главной панели управления. Это локальный интерфейс, а не замена системы управления.

Взрывозащищенные посты управления HEXLON

Компания HEXLON производит взрывозащищенные посты управления для проектов в опасных зонах по всему миру и является сертифицированным поставщиком Saudi Aramco. Наши возможности включают в себя:

• Стандартные и индивидуальные варианты компоновки операторских мест — семь типоразмеров корпусов в серии HLBX02 и пять в серии HLBX03 , сконфигурированные в соответствии с проектными чертежами.
• Полный набор элементов управления : кнопки управления HL0101, переключатели управления HL0101-S, индикаторы HL0102, амперметры HL0109, потенциометры и аварийные выключатели с защитой от неправильного использования и возможностью блокировки.
• Существует две линейки материалов для корпусов — нержавеющая сталь 304/316 (HLBX02) и антистатический стеклопластик (HLBX03), выбор которых зависит от условий эксплуатации.
• Возможность индивидуальной настройки кабельных вводов — резьба от M16×1.5 до M63×1.5 и G, количество и расположение вводов указываются для каждого проекта.
• Дополнительное оборудование для взрывоопасных зон — распределительные коробки , фитинги для кабелепроводов и кабельные сальники , а также распределительные коробки и электрооборудование — обеспечивает согласованность цепочки сертификации на всей территории установки.
• Проектная конфигурация насосных станций, резервуарных парков, морских терминалов и погрузочных систем, построенная в соответствии с заявленными требованиями к классификации и контролю зон.

Полные технические характеристики доступны на страницах, посвященных пультам управления и системам управления , а данные о сертификации — на странице, посвященной сертификатам .

Заключение

Выбор взрывозащищенной станции управления начинается сразу с двух моментов: классификации взрывоопасной зоны и логики управления оборудованием, которое она будет обслуживать. Все остальное вытекает из этих двух факторов.

Перед размещением заказа убедитесь, что схема сертификации соответствует целевому рынку, компоновка органов управления соответствует философии управления, материал корпуса соответствует условиям окружающей среды, степень защиты IP соответствует режиму мойки, кабельные вводы соответствуют установленной кабельной системе, а монтажное решение обеспечивает доступ оператора к аварийному выключателю. Решение каждой из этих проблем на этапе запроса обходится недорого, а исправление на месте — дорого.

Отправьте в компанию HEXLON информацию о классификации взрывоопасной зоны, логику управления, требуемую компоновку органов управления и спецификации ввода кабеля, и наша инженерная команда сконфигурирует взрывозащищенную станцию управления для вашей насосной станции или погрузочной системы.

Запросить конфигурацию и коммерческое предложение →
Скачать каталог контрольно-измерительного оборудования (PDF) →
Посмотреть примеры успешных проектов в нефтегазовой отрасли →