Doanh nghiệp dầu khí sử dụng công nghệ tự động hóa để kiểm soát việc đốt khí thải

Các doanh nghiệp dầu khí phải giám sát và quản lý chặt chẽ tần suất cũng như thời gian diễn ra hoạt động đốt khí thải.

Trong bối cảnh ngành năng lượng đang thay đổi nhanh chóng, các nhà khai thác dầu khí đang phải đối mặt với áp lực lớn từ cộng đồng cũng như trách nhiệm tuân thủ các quy định môi trường khắt khe. Một trong những thách thức lớn nhất và lâu dài mà họ phải đối mặt là quản lý hiệu quả việc đốt khí thải.

Đốt khí là quá trình đốt có kiểm soát khí dư thừa phát sinh từ các quy trình công nghiệp. Tại Mỹ, Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) đang tập trung nhiều nguồn lực nhằm đảm bảo các quy định kiểm soát đốt khí được tuân thủ nghiêm ngặt, qua đó hạn chế việc đốt khí thải không cần thiết.

Các doanh nghiệp dầu khí phải theo dõi và quản lý chặt chẽ tần suất cũng như thời gian đốt khí tại các cơ sở sản xuất của mình. Một nhà sản xuất dầu khí hàng đầu đã quyết định nâng cấp công nghệ để thu thập dữ liệu giám sát trực quan chính xác hơn và quản lý tự động hoạt động đốt khí trên toàn hệ thống của mình.

Mục tiêu của họ là cải thiện giám sát khói thải, đáp ứng các yêu cầu về môi trường, tuân thủ các quy định và tối ưu hóa hiệu quả cũng như chi phí liên quan đến hoạt động đốt khí. Công ty đã chọn giải pháp Giám sát Đốt Khí Thải VisionAery làm nền tảng công nghệ mới.

Emerson đã hợp tác với VisionAery để phát triển giải pháp này, cung cấp các thiết bị và phần mềm tiên tiến tại biên mạng. Giải pháp VisionAery tích hợp máy tính công nghiệp PACSystems RXi2-BP và nền tảng phần mềm PACEdge từ Emerson, giúp tận dụng khả năng xử lý mạnh mẽ để thu thập dữ liệu quan trọng và tự động khắc phục các sự cố trong hệ thống đốt khí.

Phần mềm PACEdge của Emerson cung cấp cho các nhà vận hành công nghiệp một nền tảng tiên tiến để thu thập, phân tích và lưu trữ dữ liệu máy móc.

Kiểm soát việc đốt khí thải là yếu tố quan trọng để giảm thiểu khí thải gây hại

EPA định nghĩa khí thải không kiểm soát được là “những khí thải không thể dễ dàng thoát qua ống khói, ống thông hơi hoặc các lỗ mở tương đương chức năng khác”. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), mỗi năm khoảng 140 tỷ mét khối khí tự nhiên bị đốt bỏ trên toàn cầu. Đây là một nguồn phát thải carbon dioxide, methane và bồ hóng đen chính, gây hại cho sức khỏe con người và đóng góp đáng kể vào sự nóng lên toàn cầu.

EPA đã ban hành các quy định nghiêm ngặt để kiểm soát và giảm thiểu việc đốt khí trong các hoạt động dầu khí từ đầu giếng, hệ thống truyền tải, đến các nhà máy lọc dầu và chế biến. Những quy định này yêu cầu hệ thống đốt khí phải được thiết kế sao cho không phát thải khói có thể nhìn thấy, ngoại trừ những khoảng thời gian không vượt quá 5 phút trong bất kỳ giai đoạn liên tiếp nào.

EPA đã đưa ra Phương pháp 22 để theo dõi và ghi nhận việc tuân thủ quy định về đốt khí thông qua quan sát trực quan. Các khí thải không kiểm soát được sinh ra trong quá trình xử lý, vận chuyển nguyên liệu hoặc khói từ hệ thống đốt khí thải sẽ được xác định trực tiếp bằng mắt mà không cần sử dụng dụng cụ. Phương pháp này cũng được sử dụng để xác định lượng khói phát ra từ các hệ thống đốt khí thải trong quá trình đốt chất thải.

Có các yêu cầu báo cáo hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng và hàng quý. Tính đến thời điểm gần đây, có gần 6.300 hệ thống đốt khí thải ở Hoa Kỳ. Nếu không theo dõi chặt chẽ và ghi chép đúng quy định về giới hạn 5 phút/2 giờ, các công ty dầu khí có thể phải đối mặt với các khoản phạt và chi phí lớn. Để giúp ngành dầu khí tuân thủ các quy định này và cải thiện hiệu quả giám sát việc đốt khí, VisionAery đã phát triển Hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải.

VisionAery là nhà cung cấp hàng đầu về phân tích thị giác máy tính cho ngành dầu khí. Công ty này phát triển các hệ thống AI thị giác máy tính được triển khai tại biên mạng, giúp các nhà vận hành tự động giám sát, cảnh báo và báo cáo về các sự kiện nguy hiểm tại hiện trường.

Nhà điều hành dầu khí đã chọn Hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải VisionAery để cải thiện nhiều khía cạnh quan trọng trong hoạt động của mình, trong đó mục tiêu quan trọng nhất là tuân thủ các quy định của EPA về đốt khí và nâng cao khả năng giám sát.

Cùng lúc đó, nhà điều hành này cũng cam kết mạnh mẽ với trách nhiệm bảo vệ môi trường và cần công nghệ tiên tiến hơn để nhanh chóng nhận diện các trường hợp đốt khí thải khói đen. Khói đen có thể là dấu hiệu của quá trình đốt không hoàn toàn, gây ra khí thải có hại và vi phạm quy định.

Việc vận hành hiệu quả và tiết kiệm chi phí cũng là ưu tiên hàng đầu của nhà điều hành dầu khí này. Họ muốn sử dụng dữ liệu giám sát trực quan để tự động hóa quy trình xử lý đốt khí nhanh chóng nhất có thể và giảm thiểu sự can thiệp thủ công. Khả năng điện toán biên của công nghệ Emerson trong Hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải sẽ giúp giảm chi phí vận hành, đơn giản hóa việc bảo trì và kiểm soát hệ thống đốt khí, đồng thời giảm thiểu hoặc loại bỏ nhu cầu cho nhân viên phải tiếp cận khu vực nguy hiểm.

Kết hợp AI và video với công nghệ biên của Emerson

Hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải của VisionAery tích hợp liền mạch các thuật toán AI tiên tiến và thị giác máy tính với các giải pháp điện toán biên hiện đại từ thiết bị biên PACSystems RXi2-BP và nền tảng phần mềm PACEdge của Emerson.

Thiết bị biên công nghiệp RXi2-BP là một nền tảng nhỏ gọn, bền bỉ, cung cấp hiệu suất từ trung bình đến cao cho các ứng dụng giao diện người máy (HMI), ghi dữ liệu và phân tích ngay tại máy. Thiết bị này giúp cải thiện khả năng kiểm soát vận hành theo thời gian thực và tích hợp tốt hơn vào hệ thống toàn nhà máy. Nó được thiết kế phù hợp với các môi trường khắc nghiệt thường thấy trong ngành dầu khí.

Thiết bị biên công nghiệp RXi2-BP cung cấp hiệu suất trung bình đến cao cho HMI, ghi dữ liệu và phân tích trực tiếp tại máy.

Phần mềm PACEdge cung cấp cho các nhà vận hành công nghiệp một nền tảng mạnh mẽ và linh hoạt để thu thập, phân tích, lưu trữ và phân phối dữ liệu máy móc một cách an toàn, gần nguồn dữ liệu hoặc được chia sẻ hiệu quả trên toàn hệ thống doanh nghiệp.

Với công nghệ biên của Emerson, hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải giúp cải thiện tốc độ và hiệu quả trong việc giám sát và kiểm soát khí thải. Không chỉ dừng lại ở việc giám sát, hệ thống này còn tự động điều chỉnh các quy trình quan trọng để khắc phục các vấn đề liên quan đến khói và bồ hóng phát sinh trong quá trình đốt khí. Trước đây, nhân viên phải lái xe đến kiểm tra từng địa điểm với hơn 200 hệ thống đốt khí, nhưng giờ đây hệ thống đã tự động hóa quy trình này.

Video và dữ liệu đo lường của các hệ thống đốt khí thải được ghi lại bởi các thiết bị RXi2-BP cài đặt trên toàn bộ cơ sở của công ty dầu khí. Dữ liệu đo lường được thu thập bởi nền tảng PACEdge và truyền qua giao diện MQTT (viết tắt của Message Queuing Telemetry Transport. MQTT thường dùng trong các hệ thống IoT để gửi dữ liệu nhanh chóng giữa các thiết bị có băng thông hạn chế) đến Node-RED để điều khiển camera và phối hợp dữ liệu.

Hệ thống có khả năng phát hiện tức thời khói đen – dấu hiệu cho thấy sự đốt cháy không hoàn toàn. Video cung cấp dữ liệu độ mờ của khói và truyền thông tin đến hệ thống quạt thông khí thông qua thiết bị biên RXi2-BP. Khi phát hiện khói đen, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh tốc độ quạt để khắc phục nhanh chóng. Dữ liệu video và đo lường cũng được ghi lại và lưu trữ để đáp ứng các yêu cầu pháp lý liên quan đến Phương pháp 22 và các quy định 40 CFR 61 và 63.

Kiểm soát đốt khí thông minh hơn, cải thiện môi trường

Ngành dầu khí đang tìm kiếm những giải pháp thông minh, hiệu quả hơn để giám sát việc đốt khí thải và kiểm soát lượng phát thải khí nhà kính, nhằm tuân thủ các quy định của EPA và góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu. Với công nghệ phù hợp, các quy trình từng mất nhiều thời gian và thủ công giờ đây có thể được tự động hóa, can thiệp nhanh chóng để khắc phục sự cố thiết bị và giảm thiểu phát thải có hại.

Nhà sản xuất dầu khí đang sử dụng Hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải VisionAery đã đạt được khả năng kiểm soát hoạt động đốt khí tốt hơn và hiệu quả hơn. Việc phát hiện và tự động khắc phục các vấn đề đốt khí không đúng cách có thể giảm đáng kể lượng chất ô nhiễm độc hại, giúp công ty đạt được các mục tiêu về giảm phát thải và trách nhiệm môi trường.

Lợi ích kinh tế của phương pháp này cũng rất đáng kể. Tự động hóa quy trình giám sát và khắc phục sự cố đốt khí giúp nhà vận hành sử dụng nhân lực hiệu quả hơn, tối ưu hóa phân bổ nguồn lực và quản lý hiện trường. Việc giảm thiểu phát thải khói đen cũng giúp công ty dầu khí giảm chi phí vận hành liên quan đến tiền phạt, bảo trì và tiêu hao nhiên liệu quá mức.

Hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải còn giúp cải thiện an toàn cho nhân viên. Khi việc điều chỉnh tốc độ quạt tự động hóa theo tình trạng khói đen, nhân viên không cần phải vào các khu vực nguy hiểm để kiểm tra hoặc điều chỉnh thiết bị, giúp tạo ra môi trường làm việc an toàn hơn.

Thúc đẩy sự thay đổi trong ngành dầu khí

Giải pháp Giám sát Đốt Khí Thải của VisionAery không chỉ là công nghệ, mà còn là yếu tố thúc đẩy sự thay đổi trong ngành dầu khí. Giải quyết các vấn đề về khí thải không kiểm soát được và cả các khí thải phát sinh từ quá trình vận chuyển, lưu trữ và xử lý dầu mỏ và khí tự nhiên là một trong những thách thức lớn về môi trường và cơ sở hạ tầng mà ngành này đang phải đối mặt.

Công nghệ như Hệ thống Giám sát Đốt Khí Thải có thể cung cấp dữ liệu thực hiện ngay và phản ứng tự động hiệu quả, giúp giảm lượng khí nhà kính xuống mức tối thiểu cần thiết để đảm bảo hoạt động thành công.

Giải pháp này mang lại những lợi ích thực tế như tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu quả vận hành, tăng cường an toàn và trách nhiệm môi trường, đồng thời đảm bảo tuân thủ các quy định của EPA. Emerson cam kết hợp tác với các đối tác đổi mới như VisionAery để tìm ra những cách mới nhằm sử dụng các thiết bị biên thông minh, phần mềm tiên tiến và công nghệ khác để giúp ngành công nghiệp này tìm ra những giải pháp hiệu quả hơn cho các thách thức quan trọng của mình.

Hồng Minh (Theo processingmagazine)