نشتی بخار در خطوط فرآیندی پالایشگاه‌ها نه‌تنها موجب اتلاف انرژی و افزایش هزینه‌های عملیاتی می‌شود، بلکه می‌تواند ایمنی تجهیزات و کارکنان را نیز به خطر بیندازد. از این‌رو، استفاده از سامانه‌های پایش هوشمند نشتی بخار بر پایه حسگرها و فناوری اینترنت اشیاء (IoT) به‌عنوان یکی از راهکارهای کلیدی در نگهداری پیشگیرانه و بهینه‌سازی مصرف انرژی مطرح شده است.
اجزای سامانه پایش نشتی بخار
سنسورهای دما و فشار: تغییرات غیرعادی در پروفایل دما و فشار خط می‌تواند نشتی بخار را آشکار کند.
سنسورهای صوتی (Ultrasonic Sensors): قابلیت تشخیص صدای نشتی بخار حتی در فشارهای بالا را دارند.
دوربین‌های حرارتی (Thermal Imaging): برای شناسایی نقاط داغ و نشت بخار از عایق یا فلنج‌ها.
ماژول‌های ارتباطی IoT: ارسال داده‌ها به پلتفرم مانیتورینگ از طریق پروتکل‌هایی مانند MQTT یا LoRaWAN.
داشبورد تحلیلی: نمایش بلادرنگ نشتی‌ها، اولویت‌بندی نقاط بحرانی و صدور هشدار سریع.
پروتکل‌ها و زیرساخت ارتباطی
برای جمع‌آوری و انتقال داده‌های حسگرها در محیط‌های گسترده‌ی پالایشگاه از پروتکل‌های مختلفی استفاده می‌شود:
Modbus TCP/RTU برای ارتباط مستقیم با PLCها.
OPC UA برای یکپارچه‌سازی داده‌ها در سیستم مانیتورینگ مرکزی.
MQTT جهت انتقال داده‌های سبک و بلادرنگ به بستر ابری.
LoRaWAN و NB-IoT برای نظارت بر خطوط طولانی و دورافتاده.
روش‌های تحلیل داده
تشخیص الگوهای نشتی با الگوریتم‌های یادگیری ماشین: مقایسه داده‌های جاری با مدل‌های مرجع عملکرد سالم.
تحلیل همبستگی داده‌های دما و فشار: افت فشار موضعی همراه با افزایش دما می‌تواند نشانگر نشت باشد.
تکنیک Acoustic Emission Analysis: پایش فرکانس‌های خاص تولیدشده در اثر خروج بخار.
رویکردهای عملی در کاهش نشتی
۱٫ پایش لحظه‌ای فلنج‌ها و اتصالات: بیشترین نرخ نشتی معمولاً در این نقاط رخ می‌دهد.
۲٫ کنترل وضعیت عایق‌ها: ترک‌خوردگی یا فرسودگی عایق منجر به خروج حرارت و بخار می‌شود.
۳٫ یکپارچه‌سازی با سیستم مدیریت انرژی: شناسایی نشتی‌ها به کاهش چشمگیر مصرف بخار و هزینه‌ها منجر می‌شود.
۴٫ صدور هشدار پیشگیرانه: هشدار زودهنگام به تیم نگهداری کمک می‌کند پیش از ایجاد خرابی گسترده اقدام کنند.
در یکی از پالایشگاه‌های خاورمیانه، سامانه‌ای مبتنی بر حسگرهای فراصوت و دوربین‌های حرارتی برای پایش خطوط بخار فشار بالا نصب شد. داده‌ها از طریق گیت‌وی LoRaWAN به مرکز کنترل منتقل و روی داشبورد IoT تحلیل شدند. این سامانه توانست در مدت سه ماه، بیش از ۳۰ نقطه نشتی پنهان را شناسایی کند که قبلاً با روش‌های دستی قابل تشخیص نبودند. بر اساس گزارش، صرفه‌جویی سالانه در مصرف انرژی حدود ۱۵٪ و کاهش هزینه‌های تعمیرات اضطراری تا ۲۰٪ حاصل شد.
مزایا
کاهش هزینه‌های انرژی از طریق جلوگیری از اتلاف بخار.
بهبود ایمنی عملیاتی با شناسایی سریع نقاط پرخطر.
افزایش عمر تجهیزات با کاهش استرس حرارتی روی خطوط.
تصمیم‌گیری مبتنی بر داده از طریق داشبوردهای هوشمند.
پایش هوشمند نشتی بخار در پالایشگاه‌ها، ترکیبی از فناوری حسگرها، الگوریتم‌های تحلیل داده و پروتکل‌های ارتباطی مدرن است که امکان تشخیص سریع و پیشگیرانه‌ی نشتی را فراهم می‌کند. با استفاده از چنین سامانه‌ای، علاوه بر کاهش هزینه‌های انرژی و تعمیرات، سطح ایمنی و بهره‌وری فرآیند نیز به شکل چشمگیری ارتقا می‌یابد.
اگر به دنبال پیاده‌سازی این سیستم در پروژه‌های صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.