Система остановки технологического предприятия является мерой функциональной безопасности , имеющей решающее значение на любом опасном технологическом предприятии , например, на предприятиях по добыче нефти и газа и нефтеперерабатывающих заводах . Эта концепция также применима к нетехнологическим объектам, таким как атомные станции . Эти системы используются для защиты людей, имущества и окружающей среды, когда условия процесса выходят за рамки безопасного проектирования, для которых было разработано оборудование.
Как следует из названия, эти системы предназначены не для контроля самого процесса, а для защиты. Управление технологическим процессом осуществляется с помощью независимых систем управления технологическим процессом (АСУТП), и на него не следует полагаться при выполнении критических действий по обеспечению безопасности.
Хотя системы управления технологическим процессом и системы останова функционально разделены, они обычно объединены в одну систему, называемую интегрированной системой управления и безопасности (ICSS). В системах останова обычно используется оборудование, сертифицированное как минимум на уровень SIL 2 , тогда как в системах управления может начинаться с уровня SIL 1 . SIL применяется как к аппаратным, так и к программным требованиям, таким как карты, резервирование процессоров и функции голосования.
На технологических установках существует два основных типа систем аварийного останова: [1]
Автоматический PSD обычно изолирует систему с помощью отключающих запорных клапанов , тем самым переводя ее в безопасное состояние до того, как параметры процесса, такие как уровень, температура или давление, выйдут за пределы безопасного проектирования системы. Его входы представляют собой важные технологические сигналы от датчиков давления и температуры, которые должны быть отделены от тех, которые используются для управления процессом. Такое разделение обеспечивает резервирование и надежность.
Эти системы также можно переопределить с точки зрения уровней ESD/EDP следующим образом:
Система аварийного останова должна переводить объекты в безопасное состояние в случае возникновения аварийной ситуации, защищая тем самым персонал, окружающую среду и активы. Система аварийного отключения должна управлять всеми входами и выходами, относящимися к функциям аварийного отключения (ESD) (защита окружающей среды и персонала). Входы включают, например, ручное включение и сигналы от пожарной и газовой системы (FGS). Помимо срабатывания запорных и продувочных клапанов, выходы включают в себя отключение источников электропитания, отключение питания, активацию пожарных насосов и т. д. ПАЗ обычно активируется при обнаружении потери герметичности и/или пожара, хотя он может быть активирован. в любой момент операторы электростанций сочтут необходимым сохранить жизнь, имущество и окружающую среду.
Основными задачами пожарно-газовой системы являются:
Аварийная разгерметизация, или продувка, является важной системой защиты технологического предприятия в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Такое оборудование, как сосуды под давлением , подвергшиеся воздействию огня, может подвергнуться катастрофическому отказу, что приведет к неконтролируемой потере защитной оболочки. Снижение давления снижает потенциальные отказы за счет удаления оборудования с установки, тем самым уменьшая внутренние механические напряжения и увеличивая целостность установки при повышенных температурах. [2] Его функция отличается от функции предохранительных клапанов , которые представляют собой пассивные устройства, открывающиеся, если давление достигает значения выше технологического аварийного отключения, но все же ниже расчетного давления оборудования. Предохранительные клапаны дополняют PSD.
Технологическая установка обычно делится на изолируемые секции с помощью клапанов аварийного отключения (ESDV). Каждая секция может быть обозначена как принадлежащая к пожарной зоне, в которой происходит сброс давления с помощью специального продувочного клапана (БДВ) или комплекта БДВ. В условиях ПАЗ происходит разгерметизация только отдельных изолируемых секций. Однако в случае более масштабных аварийных ситуаций давление на всей установке может оказаться разгерметизированным. [2]
В типичной системе сброса давления целью обычно является снижение давления в установке до уровня менее 50 % расчетного давления или до 7 бар (изб.) , в зависимости от того, что ниже, в течение 15 минут. [2]
Утилизация продувочных жидкостей обычно осуществляется в факельных системах или, если это безопасно, в необжигаемых продувочных бочках . Продувку можно стратегически задержать в зоне пожара, чтобы снизить пиковый расход и позволить факелу справиться с поступающим газом. Обычно это называется ступенчатой продувкой.
Система сброса давления состоит из приводного клапана и дроссельного отверстия . Клапан BDV обычно удерживается в закрытом положении, но открывается по требованию или при выходе из строя привода. Ограничительное отверстие (RO) после BDV имеет размер, обеспечивающий желаемую скорость продувки. Запираемый открытый клапан может быть расположен после отверстия. Клапан в закрытом положении позволяет проверить работоспособность BDV без сброса давления в этой секции установки. [3]