Система отключения технологического завода — это функциональная контрмера безопасности , имеющая решающее значение на любом опасном технологическом заводе , таком как нефтегазодобывающие заводы и нефтеперерабатывающие заводы . Эта концепция также применима к нетехнологическим объектам, таким как атомные электростанции . Эти системы используются для защиты людей, активов и окружающей среды, когда условия процесса выходят за пределы безопасного проектного диапазона, на который было рассчитано оборудование.
Как следует из названия, эти системы предназначены не для управления самим процессом, а для защиты. Управление процессом осуществляется посредством независимых систем управления процессом (PCS) и не должно полагаться на выполнение критических действий по безопасности.
Хотя функционально системы управления процессами и отключения разделены, они обычно объединены в одну систему, называемую интегрированной системой управления и безопасности (ICSS). Системы отключения обычно используют оборудование, сертифицированное как минимум по SIL 2 , тогда как системы управления могут начинаться с SIL 1. SIL применяется как к аппаратным, так и к программным требованиям, таким как карты, избыточность процессоров и функции голосования.
На технологических предприятиях существуют два основных типа систем аварийного отключения: [1]
Автоматический PSD обычно изолирует систему с помощью запорных клапанов отключения , тем самым переводя ее в безопасное состояние до того, как параметры процесса, такие как уровень, температура или давление, выйдут из безопасного проектного диапазона системы. Его входы — это критические сигналы процесса от датчиков давления и температуры, которые должны быть отделены от тех, которые используются для управления процессом. Такое разделение обеспечивает избыточность и надежность.
Эти системы также могут быть переопределены с точки зрения уровней ESD/EDP следующим образом:
Система аварийного отключения должна отключать объекты в безопасное состояние в случае чрезвычайной ситуации, тем самым защищая 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, ручную активацию и сигналы от системы пожаротушения и газовой безопасности (FGS). Помимо приведения в действие запорных клапанов и продувочных клапанов, выходы включают изоляцию источников электроэнергии, отключение питания, активацию пожарных насосов и т. д. ESD обычно активируется при обнаружении потери герметичности и/или пожара, хотя она может быть активирована в любое время, когда операторы завода посчитают это необходимым для сохранения жизни, активов и окружающей среды.
Основными задачами системы пожарной и газовой безопасности являются:
Аварийная разгерметизация, или продувка, является важной системой для защиты технологического завода в случае чрезвычайной ситуации. Оборудование, такое как сосуды под давлением, подверженные пожару, могут подвергнуться катастрофическому отказу, что приведет к неконтролируемой потере герметичности. Разгерметизация снижает потенциальный отказ, удаляя инвентарь с завода, тем самым уменьшая внутренние механические напряжения и увеличивая целостность завода при повышенных температурах. [2] Его функция отличается от функции предохранительных клапанов давления , которые являются пассивными устройствами, открывающимися, если давление достигает значения выше аварийного отключения процесса, но все еще ниже расчетного давления оборудования. Предохранительные клапаны дополняют PSD.
Технологическое предприятие обычно делится на изолируемые секции с помощью аварийных запорных клапанов (ESDV). Каждый раздел может быть обозначен как принадлежащий к зоне пожара, которая разгерметизируется с помощью специального продувочного клапана (BDV) или набора BDV. В условиях ESD разгерметизация осуществляется только определенных изолируемых секций. Однако в более распространенных чрезвычайных ситуациях может быть разгерметизирован весь объект. [2]
В типичной системе сброса давления целью обычно является снижение давления в установке до уровня менее 50% от проектного 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 . Продувка может быть стратегически задержана зоной пожара, чтобы срезать пиковый расход и позволить факелу справиться с поступающим газом. Это обычно называется ступенчатой продувкой.
Система сброса давления состоит из приводного клапана и ограничительного отверстия . Клапан BDV обычно удерживается в закрытом положении, но открывается по требованию или при отказе привода. Ограничительное отверстие (RO) ниже по потоку от BDV имеет размер, позволяющий достичь желаемой скорости продувки. Заблокированный открытый клапан может быть расположен ниже по потоку от отверстия. Клапан в закрытом положении позволяет проверить функциональность BDV без сброса давления в этой части установки. [3]