石油和天然气生产商依靠复杂的管道网络来运输产品。管道通常从单个井场延伸到中央集输站点，连接到更大的管道，最终到达加工和分销设施。
为了帮助维持安全运行，管道在连接处配备了截止阀，以便在紧急情况下快速停止流动。在原油管道中，紧急截止阀通常由燃气、氮气驱动的气动系统或液压系统驱动。
“出于环保原因，许多生产商都在努力大幅限制使用燃气和氮气来驱动阀门，”Endpoint Industrial Controls 首席执行官 John Clay 解释道。“他们还在寻找提高运营效率的方法。”
Endpoint Industrial Controls 为从石油和天然气到可再生能源再到制造业的广泛行业提供交钥匙自动化和控制解决方案。该公司总部位于科罗拉多州洛夫兰，是罗克韦尔自动化® PartnerNetwork™ 计划的一部分。
西德克萨斯挑战
最近，一家领先的能源公司联系 Endpoint，寻求一种阀门驱动解决方案，以支持其环境目标，并限制在西德克萨斯州维护其系统所需的现场工作量。
虽然阀门是为应急停机而设计的（这种情况很少发生），但必须定期进行测试。
“我们的客户使用两种方法来操作阀门，”Clay 说。“在某些场所，他们使用燃气，而在其他场所，他们使用液压。”
每种方法都存在独特的挑战。为了给气动阀供电，气体直接从管道排放到大气中。这种方法会导致碳氢化合物排放。
液压驱动阀每次测试时都需要操作员干预。测试阀门时或关闭阀门时，会释放压缩的液压能量。要重新打开阀门，操作员必须手动泵送阀门，直到达到足够的压力。
与许多石油和天然气生产地区一样，西德克萨斯州的环境也很恶劣。公司的截止阀位于偏远地区，许多只能通过穿越危险的道路才能到达。
Clay 表示：“为了维护液压驱动阀，操作员需要在国内最危险的道路上行驶数小时，通常是在深夜。我们的客户希望既能提高操作员的安全性，又能尽可能减少无效的挡风玻璃时间。”
独特的解决方案
Endpoint 负责设计一种单一解决方案，以取代燃气和液压阀门驱动方法。为实现这一目标，公司设计了一种基于太阳能的空气压缩机系统来驱动阀门。
“我们提供了全方位的解决方案——从概念和设计到制造和集成，”Clay 说。“结果是一个成套的离网系统，可以交付到客户现场，并且无需修改即可实施。”
完全封闭的滑撬尺寸约为 6 英尺 x 17 英尺（1.8 米 x 5.2 米），包括太阳能电池板、电池储能、一个 200 加仑的压缩机罐和相关控制系统。要安装该系统，现场的现有执行器在阀门处于打开位置时被拆除，换成压缩空气执行器，并连接到压缩机。
“由于这是一个高可用性、安全性应用，成套设备还包括一个备用压缩机，”Endpoint Industrial Controls 首席工程师 Jacob Payne 说。“此外，电池储能系统可提供一个月的备用电力，以缓解阴天时太阳能发电的不足。”
该能源公司要求提供基于罗克韦尔自动化架构的解决方案，以便与其现有现场装备保持一致。该控制系统配备了 Allen-Bradley® CompactLogix™ 控制器和 Allen-Bradley POINT I/O™，运行在 EtherNet/IP™ 网络上。
“实际上，我们最初的概念验证是应用于液压系统的——我们在现场重复使用了现有的 CompactLogix 控制器，”Payne 说。
联网的 POINT I/O 从压力变送器、电压表和其他智能设备捕获数字输入，并将完整的系统健康状态传送到休斯顿的集成运营指挥中心 (OCC)。
信息化成功
与之前的系统相比，太阳能供电系统提供了更为详细的反馈，消除了燃气的使用，并支持远程操作。工作人员可以从数百英里外的运营控制中心打开和关闭阀门。
“从绿色解决方案的角度来看，该系统满足了所有要求，”Clay 说。“它减少了能源公司的整体碳足迹，并帮助操作员远离道路。”
“虽然最初的试点应用于液压系统，但它证明了该概念适用于所有应用项目，”Clay 补充道。“我们的客户对结果非常有信心，他们目前正在评估该成套设备在海上应用中的表现。”
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