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Solutions de traçage électrique pour l’industrie de traitement de gaz offshore

Hivernisation
Traitement
Confort des postes
Design

Le gaz naturel est utilisé aussi bien comme source d’énergie propre que comme matière première chimique. De sa prospection à sa distribution et à son emplacement d’utilisation final, le gaz naturel nécessite de multiples étapes de traitement. Ces étapes sont nécessaires pour pouvoir transporter le gaz sur de longues distances, récupérer les composants intéressants contenus dans les flux gazeux et offrir les moyens d’éliminer en toute sécurité les composants toxiques et polluants pour l’environnement présents dans le gaz. L’industrie du pétrole et du gaz offshore offre de nombreux défis que les solutions de traçage électrique doivent relever pour assurer un flux de travail sécurisé. Après la production, le gaz est traité sur une plateforme ou dans une installation terrestre. Lorsque les propriétés requises ont été obtenues, le gaz commercialisable ou riche est comprimé et transporté dans des pipelines pour son traitement ultérieur à terre ou distribué directement aux consommateurs.

Le gaz naturel est de plus en plus utilisé comme ressource. Le traitement du gaz naturel comprend généralement les étapes suivantes :


1. Hivernisation


2. Traitement

Cette deuxième application permet de protéger les pipelines et équipements de traitement soumis à un climat froid et/ou arctique. Les applications de traitement et les caractéristiques des produits peuvent également justifier un traçage. Les produits visqueux doivent ainsi être chauffés pour pouvoir être transportés. Des cires (paraffines) peuvent se former durant les phases de production du pétrole et du gaz dans certains équipements (p. ex. les séparateurs) des plateformes de production offshore. Le traçage électrique permet d’éviter la formation de cires et d’hydrates sur les séparateurs, ce qui pourrait altérer le fonctionnement des instruments et créer des blocages dans les conduites de traitement. D’autres équipements de traitement du pétrole et du gaz nécessitent un traçage comme les séparateurs d’essai, les premier et second séparateurs de phases, les systèmes à injection de gaz, les compresseurs, les modules épurateurs à injection de gaz, les systèmes de gaz combustible et autres. Outre les équipements de traitement, les zones suivantes doivent également être protégées contre le gel pour des opérations en toute sécurité : conduites d’aspiration et de déchargement, conduites de retour des vapeurs et des gaz, conduites de protection contre l’incendie, conduites de nettoyage, conduites de mazout, cuves et navires de stockage, conduites de nettoyage du pont et des cuves, conduites d’alimentation et d’évacuation de la salle des machines, conduites d’intercommunication, collecteurs et douches de sécurité.

Les applications de maintien de la température de traitement notamment nécessitent un système de commande en état de fonctionnement. Alors que la partie dédiée au traçage du système global peut être comparée au cœur, le système de commande et de surveillance représente le cerveau. Comme le système de chauffage doit être en mesure de fonctionner à tout instant, il est nécessaire d’intégrer une redondance pour être sûr qu’en cas de panne ou de défaillance d'une partie quelconque du système, le système de secours sera capable de prendre la relève jusqu’à ce que le premier mode de fonctionnement puisse être rétabli ou réparé.


3. Confort des postes

Dans ces zones, il est important de maintenir la température de l’eau chaude et de protéger les conduites d’eau fraîche du gel. En effet, des conduites d’eau gelées éclatent et endommagent alors la canalisation. Il n’est alors plus possible d’assurer une alimentation fiable en eau pour le personnel.

Il est indispensable d’avoir une alimentation permanente en eau fraîche.

Charge thermique

Les trois niveaux de mise en œuvre du système de traçage électrique dépendent de la température extérieure, des caractéristiques des produits à basse température, ainsi que de la vitesse et du sens du vent. La situation nominale se situe généralement autour de -15 °C. Une région froide se situe autour de -30 °C et une région arctique autour de -45 °C.

Pour l’hivernisation, la DNV recommande les valeurs suivantes :

La puissance de chauffage pour l’antiglaçage et le dégivrage ne doit pas être inférieure à :

Il s’agit des puissances de chauffage minimales exigées. Dans certains cas, des températures extérieures inférieures et/ou des vitesses supérieures du vent augmentent les pertes de chaleur en raison de la convection de l’air. La puissance de chauffage doit alors augmenter en conséquence.

eltherm réalise des simulations avec analyse par éléments finis basées sur les conditions environnementales pour vérifier et valider chaque conception. Tous les produits et solutions doivent être certifiés selon les normes DNV-GL, ABS, BV, TUV, ATEX et IEC Ex. Ils doivent en outre convenir pour les applications en conditions difficiles et risquées des domaines de la marine et de l’exploitation de pétrole et de gaz offshore.

Beispiel FEA: Umgebungstemperatur = -30°C, Raumtemperatur =15°C, Windgeschwindigkeit = 0
Extrait d’analyse par éléments finis Temp. extérieure = -30°C, temp. de la pièce = 15°C, vitesse du vent = 0
Beispiel FEA: Umgebungstemperatur = -30°C, Raumtemperatur =15°C, Windgeschwindigkeit = 20 m/sec.
Extrait d’analyse par éléments finis Temp. extérieure = -30°C, temp. de la pièce = 15°C, vitesse du vent = 20 m/s

Il est essentiel de concevoir et d’implémenter correctement un système de traçage électrique pour les applications de pétrole et de gaz offshore afin de garantir un fonctionnement sûr, fiable et rentable.

Il existe de nombreux types et configurations différents de câbles de traçage. Il est donc conseillé de faire appel à un fournisseur spécialisé dans la fabrication de produits appropriés et pouvant donc choisir la meilleure solution. Cette partie importante de l’ingénierie ne devrait pas être laissée au hasard car des défauts dans le système pourraient engendrer d’énormes frais et des dommages pour l’exploitant et le propriétaire des installations offshore. Il faut également prendre en compte l’environnement difficile auquel seront soumis tous les composants du système de traçage. La sélection des matériaux et la qualité d’exécution des câbles de traçage sont essentielles pour assurer une longue durée de vie de l’installation.

La mise en œuvre d’outils de conception de pointe lors de la phase de planification, notamment un logiciel de modélisation multi-dimensionnel fournissant des modèles optimums et une analyse de défaillance, est indispensable pour réussir l’implémentation d’un système fiable et efficace à un coût raisonnable. Le câble de traçage eltherm combiné à un système de commande et de surveillance planifié et conçu de manière personnalisée est une excellente solution pour avoir un système de traçage fiable et efficace.


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