Aktuální vydání

celé číslo

01

2024

Automatizace skladování, logistiky a manipulace s materiálem

Programovatelné automaty, průmyslové počítače, jednotky I/O, bezpečnostní systémy

celé číslo

Nový přístup k ochranným skříním provozních přístrojů

číslo 5/2006

Nový přístup k ochranným skříním provozních přístrojů

Nová naleziště ropy a zemního plynu se často nacházejí v oblastech s velmi nepříznivým okolním prostředím. Je proto třeba hledat způsoby, jak lépe a přitom úsporněji chránit citlivé přístroje, např. vysílače technologických veličin, před velmi nízkými teplotami. Je tomu tak zejména proto, že u současných instalací monitorovacích a řídicích systémů má velký význam hledisko nákladů, a to zejména v podobě snahy minimalizovat celkové náklady na zajištění dané funkce po celou dobu používání technologického celku (Total Cost of Ownership – TCO).

Nezaplatíte příliš mnoho za energii?

Jaké budou celkové náklady na spotřebovanou energii? Na tuto otázku se při projektování a cenových propočtech instalací řídicích systémů určených pro drsné a chladné prostředí často zapomíná.

Instalace řídicích systémů pro těžební pole a produktovody v zemích, jako je Rusko, i jinde v oblastech okolo polárního kruhu a nad ním je třeba v principu projektovat tak, aby byly trvale provozuschopné i v extrémních podmínkách okolního prostředí.

Novou situaci pro projektanty představuje např. stále častěji se objevující požadavek na odolnost proti teplotě okolí až –48 °C.

Kromě známé skutečnosti, že jinak běžně používané materiály jako PVC a polyester začínají mít při takto nízkých teplotách problémy s mechanickou stabilitou, mají obdobné problémy také přístroje obsahující sloupec kapaliny, zobrazovač typu LCD či mechanicky pohyblivé součásti.

Standardní metody používané k ochraně přístrojů a zařízení řeší situaci při takto nízkých teplotách jen zčásti, protože tepelná izolace sama již nestačí a příkony potřebné k udržení přístrojů v provozuschopném stavu (tj. po většinu provozní doby minimálně na teplotě 5 °C) dosahují značně velkých hodnot.

Typická současná situace

Pro zabudování např. převodníku tlaku se zobrazovačem LCD se nejčastěji používá ochranná skříň z polyesterového skleněného laminátu s vnitřní izolační vrstvou a vestavěným termostatem řízeným topným prvkem v provedení vhodném do prostředí s nebezpečím výbuchu. Topný prvek má příkon od 200 do 500 W v závislosti na objemu ochranné skříně.

Provoz se 2 000 uvedenými sestavami instalovanými v prostředí s teplotou klesající pod bod mrazu v průměru spotřebuje nejméně 2,4 GW·h za rok (2 000 skříní × 200 W × 24 h × 250 dní jako průměrný počet dní s teplotou pod bodem mrazu).

Uvedené enormní množství energie jde pouze na vrub udržování teploty provozních přístrojů a jejich příslušenství nad bodem mrazu. Není v něm zahrnuta žádná další energie spotřebovávaná např. na elektrické otápění potrubí a technologických nádob.

Jak lze zmenšit spotřebu energie?

Množství energie potřebné k udržování teploty provozních přístrojů nad bodem mrazu lze výrazně zmenšit použitím netradičně řešených ochranných skříní vyráběných pod označením PS1 a BE2 firmou Multi Instruments B. V., Gorinchem, Nizozemí.

Obr. 1.

Obr. 1. Minimální spotřeby energie se dosáhne plastovou skříňí BE2, chránící čidlo převodníku tlaku a ventilovou soupravu

Vezměme nejprve sestavu měřicího přístroje s ventilovou soupravou nainstalovanou do ochranné skříně PS1 vyrobené z korozivzdorné oceli pokryté epoxidovým nátěrem s integrovanou velmi kvalitní tepelnou izolační vrstvou a ohřevem ventilové soupravy kontaktním způsobem certifikovaným z hlediska EEx s příkonem 48 W. Použije-li se u tohoto řešení stejný postup výpočtu jako v předchozí kapitole, vyjde spotřeba na temperování sady 2 000 přístrojů na 0,576 GW·h za rok, což v porovnání s tradičním řešením znamená úsporu 76 % energie!

Ještě větší úsporu energie nabízí řešení s ochrannou skříní BE2, do níž se umístí čidlo převodníku tlaku společně s ventilovou soupravou. Skříň BE2 je vyrobena ze samozhášivého antistatického plastu Nyrim 2000 černé barvy a uvnitř opatřena velmi kvalitní tepelněizolační výstelkou. Při tomto řešení se do ochranné skříně neuzavírá část přístroje obsahující zobrazovač a spojovací hrdlo (obr. 1). Ohřev ventilové soupravy je zajištěn kontaktním způsobem certifikovaným z hlediska EEx s příkonem pouhých 29 W. Spotřeba energie na temperování sady přístrojů pak za jinak stejných podmínek vychází jen 0,348 GW·h za rok; to v porovnání s tradičním řešením znamená více než 85% úsporu!

Obě uvedené ochranné skříně, PS1 i BE2, zcela jistě udrží teplotu přístroje i příslušné ventilové soupravy nad bodem mrazu, přičemž jsou mechanicky dostatečně robustní a odolné proti působení mechanických, chemických i dalších vlivů prostředí přicházejících v úvahu na pevnině i na volném moři. V dalším textu je podrobněji popsán ochranný systém PS1, který je z obou uvedených univerzálnější.

Protection System 1

Zcela uzavřená ochranná skříň nabízená pod označením Protection System 1 (PS1) dokonale chrání čidla a převodníky technologických veličin před velmi chladným okolním prostředím (až do –50 °C) při velmi malých nákladech.

Obr. 2.

Obr. 2. Protection System 1 a jeho hlavní znaky

Náklady se v tomto případě rozumí, v souladu se současným trendem a potřebami uživatelů, skutečně celkové náklady zahrnující nejen kupní cenu a náklady na montáž a uvedení přístroje do provozu, ale také náklady na jeho provoz. Náklady na pořízení skříně i množství energie potřebné k udržení teploty zařízení do ní vloženého nad bodem mrazu jsou, v porovnání s dosud používanými řešeními, skutečně velmi malé.

Uspořádání skříně PS1 je patrné z obr. 2, kde jsou také uvedeny její hlavní funkční charakteristiky. Protection System 1 je perfektní ochranou moderních přístrojů při jejich použití v krajně nepříznivých podmínkách.

Dostupnost

Celkově představuje Protection System 1 v kombinaci s modulárními ventilovými soupravami od firmy Multi Instruments vhodné účelové řešení, které nejen chrání přístroje, ale současně významně spoří celkové náklady. Zástupcem firmy Multi Instruments B. V. v České republice a na Slovensku je společnost D-Ex Limited, spol. s r. o.

Ing. Marek Zejda,
D-Ex Limited, spol. s r. o.

D-Ex Limited, spol. s r. o.
Optátova 37
637 00 Brno
tel.: 541 423 211
fax: 541 423 219
e-mail: info@dex.cz
http://www.dex.cz