أنظمة إيقاف تشغيل مصانع المعالجة
يُعدّ نظام إيقاف تشغيل المصانع الصناعية إجراءً وقائيًا وظيفيًا بالغ الأهمية في أي مصنع صناعي خطير ، مثل مصانع إنتاج النفط والغاز ومصافي النفط . وينطبق هذا المفهوم أيضًا على المنشآت غير الصناعية، مثل محطات الطاقة النووية . تُستخدم هذه الأنظمة لحماية الأفراد والممتلكات والبيئة عندما تتجاوز ظروف التشغيل نطاق الأمان المُصمّم له الجهاز.
كما يوحي الاسم، فإن هذه الأنظمة ليست مصممة للتحكم في العملية نفسها، بل للحماية. ويتم التحكم في العملية بواسطة أنظمة تحكم مستقلة ، ولا ينبغي الاعتماد عليها لتنفيذ إجراءات السلامة الحرجة.
على الرغم من فصلها وظيفيًا، عادةً ما يتم ربط أنظمة التحكم في العمليات وأنظمة الإيقاف ضمن نظام واحد يُسمى نظام التحكم والسلامة المتكامل (ICSS). تستخدم أنظمة الإيقاف عادةً معدات حاصلة على شهادة SIL 2 كحد أدنى، بينما يمكن أن تبدأ أنظمة التحكم بشهادة SIL 1. ينطبق معيار SIL على متطلبات الأجهزة والبرامج، مثل البطاقات، وتكرار المعالجات، ووظائف التصويت.
الأنواع
يوجد نوعان رئيسيان من أنظمة إيقاف التشغيل الآمن في مصانع المعالجة: [ 1 ]
- نظام سلامة العمليات (PSS) أو نظام إيقاف العمليات (PSD).
- نظام إيقاف التشغيل الآمن (SSS) أو نظام إيقاف التشغيل في حالات الطوارئ (ESD)، والذي يستلزم عادةً تفعيل نظام تخفيف الضغط في حالات الطوارئ (EDP) أو نظام التفريغ الطارئ.
إيقاف العملية (PSD)
يقوم نظام الحماية التلقائي من انقطاع التيار الكهربائي (PSD) عادةً بعزل النظام باستخدام صمامات عزل الإغلاق ، مما يضمن وصوله إلى حالة آمنة قبل أن تتجاوز معايير العملية، مثل المستوى أو درجة الحرارة أو الضغط، حدود التصميم الآمن للنظام. وتتكون مدخلاته من إشارات عملية بالغة الأهمية، مثل تلك الواردة من أجهزة إرسال الضغط ودرجة الحرارة، والتي يجب فصلها عن تلك المستخدمة للتحكم في العملية. يوفر هذا الفصل التكرار والموثوقية.
إيقاف التشغيل الطارئ (ESD)
يمكن أيضًا إعادة تعريف هذه الأنظمة من حيث مستويات ESD/EDP على النحو التالي:
- مستوى الإيقاف الطارئ 1: مسؤول عن إيقاف تشغيل منطقة المصنع بشكل عام، وسيقوم أيضًا بتفعيل مستوى الإيقاف الطارئ 2 عند الضرورة. لا يمكن تفعيل هذا المستوى إلا من غرفة التحكم الرئيسية .
- مستوى الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي 2: يقوم هذا المستوى بإيقاف وعزل مناطق الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي الفردية وقد يقوم بتفعيل نظام الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي إذا لزم الأمر.
- مستوى ESD 3: يوفر احتواء السوائل عن طريق إغلاق صمامات العزل أو صمامات الإغلاق في حالات الطوارئ (ESDVs).
يُفترض أن يقوم نظام الإغلاق الآمن بإيقاف تشغيل المنشآت إلى حالة آمنة في حالات الطوارئ، لحماية الأفراد والبيئة والممتلكات. ويتولى هذا النظام إدارة جميع المدخلات والمخرجات المتعلقة بوظائف الإغلاق الطارئ (حماية البيئة والأفراد). تشمل المدخلات، على سبيل المثال، التفعيل اليدوي والإشارات الواردة من نظام الإنذار بالحريق والغاز. وبالإضافة إلى تشغيل صمامات الإغلاق وصمامات تصريف المياه، تشمل المخرجات عزل مصادر الطاقة الكهربائية، وإيقاف تشغيل الطاقة، وتفعيل مضخات الحريق ، وما إلى ذلك. يُفعّل نظام الإغلاق الطارئ عادةً عند اكتشاف فقدان الاحتواء و/أو نشوب حريق، مع إمكانية تفعيله في أي وقت يرى فيه مشغلو المنشأة ضرورةً للحفاظ على الأرواح والممتلكات والبيئة.
نظام الحريق والغاز (FGS)
تتمثل الأهداف الرئيسية لنظام مكافحة الحرائق والغاز فيما يلي:
- الكشف عن وجود الغاز القابل للاشتعال في مرحلة مبكرة باستخدام أجهزة الكشف عن الغاز .
- الكشف عن انسكابات السوائل الخطرة في مراحلها المبكرة.
- الكشف عن بداية الحريق ووجود الحريق باستخدام أجهزة الكشف عن الحرائق .
- توفير وسائل آلية و/أو يدوية لتفعيل نظام الحماية من الحرائق حسب الحاجة.
- إرسال المدخلات إلى نظام ESD لكي يبدأ الإجراءات التلقائية المناسبة.
تخفيف الضغط الطارئ (EDP)
يُعدّ تخفيف الضغط الطارئ، أو ما يُعرف بتفريغ الضغط، نظامًا بالغ الأهمية لحماية مصانع المعالجة في حالات الطوارئ. فالمعدات، مثل أوعية الضغط المعرضة للحريق، قد تتعرض لعطل كارثي يؤدي إلى فقدان السيطرة على الاحتواء. ويُقلل تخفيف الضغط من احتمالية حدوث هذا العطل عن طريق إخراج المعدات من المصنع، مما يُقلل من الإجهادات الميكانيكية الداخلية ويُطيل عمر المصنع في درجات الحرارة المرتفعة. [ 2 ] وتختلف وظيفته عن وظيفة صمامات تخفيف الضغط ، وهي أجهزة سلبية تُفتح عند وصول الضغط إلى قيمة أعلى من قيمة فصل الأمان، ولكنها لا تزال أقل من ضغط التصميم للمعدات. وتُكمّل صمامات تخفيف الضغط نظام فصل الضغط الطارئ.
عادةً ما تُقسّم محطة المعالجة إلى أقسام قابلة للعزل بواسطة صمامات الإغلاق الطارئ (ESDVs). يُمكن تصنيف كل قسم على أنه منطقة حريق يتم تخفيض ضغطها بواسطة صمام تفريغ مخصص (BDV) أو مجموعة من صمامات التفريغ. في حالات الإغلاق الطارئ، يتم تخفيض ضغط أقسام محددة فقط. أما في حالات الطوارئ واسعة النطاق، فقد يتم تخفيض ضغط المنشأة بأكملها. [ 2 ]
في نظام تخفيف الضغط النموذجي، يكون الهدف عادةً هو خفض الضغط في المحطة إلى أقل من 50% من ضغط التصميم أو إلى 7 بار ، أيهما أقل، في غضون 15 دقيقة. [ 2 ]
يتم التخلص من سوائل التفريغ عادةً عبر أنظمة الحرق ، أو في خزانات تفريغ غير مشتعلة إذا كان ذلك آمنًا . وقد يتم تأخير التفريغ استراتيجيًا بالقرب من منطقة الحريق لتقليل ذروة التدفق والسماح للحرق بالتعامل مع الغاز الداخل. ويُشار إلى هذا عادةً بالتفريغ المتدرج.
يتألف نظام تخفيف الضغط من صمام مُشغَّل وفتحة تقييد . يُبقى صمام تخفيف الضغط (BDV) عادةً في وضع الإغلاق، ولكنه يُفتح عند الحاجة أو عند تعطل المُشغِّل. تُصمَّم فتحة التقييد (RO) الموجودة أسفل صمام تخفيف الضغط (BDV) لتحقيق معدل تخفيف الضغط المطلوب. قد يُوضع صمام مفتوح مُقفل أسفل الفتحة. يسمح الصمام، في وضع الإغلاق، باختبار وظائف صمام تخفيف الضغط (BDV) دون تخفيف الضغط عن ذلك الجزء من المحطة. [ 3 ]
انظر أيضاً
ملحوظات
- ↑ تم تلخيص معظم هذا المقال من بعض وثائق شركة اليمن للغاز الطبيعي المسال المتعلقة بأنظمة السلامة، رقم YE-001-30-POC-JBS-25300 و YE-001-30-POC-JBS-25200.
- 1 2 3 دول، ر. (ديسمبر 2013). "تصميم تسلسل تخفيض الضغط المتداخل لأنظمة الحرق". معالجة الهيدروكربونات . 92 (12): 57، 58، 60.
- ↑ مخططات الأنابيب والأجهزة، مصانع مختلفة
- مشاريع هندسية قصيرة
- القياس عن بعد
- الأتمتة الصناعية
- سلامة العمليات