Hvordan sikres prosessanlegg gjennom primære og sekundære beskyttelsestiltak?

I prosessindustrien er det avgjørende å beskytte utstyr og systemer mot potensielle farer som kan føre til ulykker og skader. Beskyttelsestiltak deles ofte inn i primære og sekundære sikkerhetsinnretninger, hvor de primære enhetene gir det høyeste nivået av sikkerhet, og de sekundære støtter opp som et ekstra lag. Ofte er det ikke tilstrekkelig med én enkelt sikkerhetsenhet, ettersom konsekvensene av en feil kan variere i alvorlighetsgrad eller omfang. Derfor kombineres flere enheter eller systemer for å oppnå ønsket sikkerhetsnivå. Et eksempel er kombinasjonen av en PSL-sensor og en FSV-ventil, som sammen kan hindre væskestrøm til lekkasjer og dermed fungere som primærbeskyttelse.

Selv om det kan finnes tilfeller der enkelte sikkerhetsenheter ikke er nødvendige, eller kan erstattes av andre, bør de fleste enheter vurderes og installeres etter en systematisk prosess. Sikkerhetsanalyseskjemaet (SAC) gir oversikt over alternative beskyttelsesmetoder, noe som kan gjøre det mulig å redusere antall installerte enheter uten å gå på kompromiss med sikkerheten. Hvis et utstyr ikke dekkes av SAC, bør en SAT gjennomføres basert på de samme prinsippene.

Når unormale driftsforhold oppdages, enten av sikkerhetsenheter eller operatører, skal alle kilder til prosessvæsker, varme og drivstoff stenges eller omdirigeres til sikre alternativer. En effektiv nedstengningsstrategi krever at energitilførselen kuttes først, samtidig eller før innløpsventilen stenges, for å unngå en kaskadeeffekt der nedstengning av ett utstyr fører til at andre oppstrømsenheter også havner i unormal tilstand. Dette kan belaste systemet unødig og skape komplikasjoner i sikkerhetslogikken.

I enkelte situasjoner kan det være nødvendig med spesielle logiske justeringer i sikkerhetssystemet, for eksempel ved veksling av tilførselskilder til en separator eller når produksjon mottas fra satellittbrønner. Kompressorer kan være utstyrt med automatiske bypass-ventiler for å tillate produksjon fra visse brønner selv under nedstengning. Disse løsningene krever nøye vurdering for å sikre at sikkerhetslogikken ikke kompromitteres.

En annen kritisk del av prosessikkerhet er forebygging av antennelse. Utgivelse av hydrokarboner representerer en betydelig risiko, og dersom antennelse forhindres, reduseres de potensielle konsekvensene betraktelig. Kilder til antennelse inkluderer elektriske lysbuer, flammer, gnister og varme overflater. For å forhindre antennelse bør designfasen inkludere tiltak som tilstrekkelig ventilasjon for å unngå at hydrokarbonkonsentrasjonen når nedre eksplosjonsgrense (L.E.L.), samt overholdelse av elektriske standarder som API RP 14F og API RP 500, som regulerer klassifisering av områder og installasjon av elektrisk utstyr i farlige soner.

Ventilasjon spiller en nøkkelrolle ved at tilstrekkelig luftutskiftning hindrer oppbygging av eksplosive gassblandinger. I dårlige ventilasjonsforhold bør det installeres gassdetektorer som kan registrere hydrokarboner under L.E.L. og aktivere sikkerhetstiltak som automatisk stenging av kilder. Elektriske installasjoner må designes og vedlikeholdes i henhold til anerkjente anbefalinger for å minimere risikoen for elektrisk antennelse.

I sum krever prosessikkerhet en helhetlig tilnærming som kombinerer flere beskyttelsestiltak, presis planlegging av sikkerhetssystemenes logikk, og fokus på å eliminere antennelseskilder. Systematisk risikoanalyse og riktig dimensjonering av sikkerhetsinnretninger er avgjørende for å oppnå et pålitelig og robust sikkerhetsnivå i komplekse prosessanlegg.

Det er vesentlig å forstå at sikkerhetsinnretninger ikke opererer isolert, men som integrerte deler av et større system der samspillet mellom komponenter og deres plassering i prosessflyten har stor betydning. Videre må det kontinuerlig legges til rette for evaluering og justering av sikkerhetssystemene, særlig når endringer i prosesskonfigurasjon eller driftsforhold skjer. For å sikre at sikkerhetsnivået opprettholdes over tid, bør også opplæring av personell og simulering av nødssituasjoner være en del av sikkerhetsstrategien.

Hva er de viktige sikkerhetstiltakene ved bruk av flare-systemer?

Flare-systemer er en viktig komponent i industrielle anlegg for å håndtere og brenne avfallsgasser på en kontrollert måte. De spiller en avgjørende rolle i å forhindre ulykker ved å eliminere potensielt farlige gasser som kan lekke ut i atmosfæren. For å sikre at disse systemene fungerer på en trygg og effektiv måte, må flere faktorer tas i betraktning, spesielt når det gjelder vedlikehold, styring av gassstrømmer og å hindre tilbakeslag.

En av de vanligste årsakene til problemer med flare-systemer er manglende gassforsyning eller blokkeringer i ventiler, noe som kan føre til deflasjon eller til og med eksplosjoner i ekstreme tilfeller. Derfor er det avgjørende å utføre regelmessig vedlikehold, som inkluderer tømming av kondensat og testing av ventiler for å unngå blokkeringer. Høytliggende antenner for tennsystemer må også vedlikeholdes regelmessig for å sikre pålitelig tennfunksjon, spesielt i områder med varierende trykkforhold.

En annen vanlig utfordring er mangel på renset luft for å opprettholde flammen ved tennsystemene. Hvis pilotflammen ikke kan tennes på grunn av mangel på strøm eller utilstrekkelig gassforsyning, kan dette føre til alvorlige problemer. Derfor er det viktig å ha en UPS (uninterruptible power supply) for strømforsyning og en betinget sikkerhetsventil for å hindre at feil oppstår. I slike tilfeller kan strømbrudd føre til emisjon av brennbare gasser som kan utgjøre en fare for anleggets drift. Vedlikehold av rørledninger og deteksjonssystemer for feil er avgjørende for å unngå slike farer.

En annen kritisk faktor er kontrollen av dampstrømmen som brukes for å eliminere røykgass under forbrenning. Hvis det er for lite damp, kan det føre til ufullstendig forbrenning og dannelse av røykgasser. For mye damp kan derimot føre til flammepulser og redusert forbrenningseffektivitet. Dermed er det viktig å justere dampvolumet i forhold til gassutslippet for å oppnå en jevn og røykfri forbrenning. Dette kan gjøres ved å bruke kontrollventiler som justerer dampstrømmen basert på gassutslippets størrelse og sammensetning.

I tillegg er justeringen av forholdet mellom drivgass og luft viktig for å sikre en stabil tenning. Under oppstart av flare-systemet må pilotflammen tennes først, og deretter justeres gass- og luftstrømmen for å skape en stabil flamme. Et automatisert system som overvåker gasstrykket og utløser alarm når trykket faller under et visst nivå, er en nyttig løsning for å forhindre at pilotflammen slukkes i kritiske situasjoner.

For å hindre tilbakeslag, som kan føre til eksplosioner i flare-systemet, anbefales flere beskyttelsestiltak. Gasstøvsuging, væsketetting (vannforsegling) og hastighetsforsegling er effektive metoder for å forhindre luftinntak i flare-rørene. Vannforsegling er spesielt viktig for å beskytte utstyret mot trykkbølger som kan oppstå under tilbakeslag. Et vannforseglingstank plassert nær flammen kan redusere omfanget av skade på flare-rørene og tilknyttede systemer ved tilbakeslag.

En annen metode for å forebygge tilbakeslag er å installere en nitrogeninjektor som kan kontrollere og opprettholde trykket i flare-systemet. Hvis nitrogenstrømmen er blokkert eller utilstrekkelig, kan det føre til farlige gassmiljøer i flare-rørene som kan forårsake helsefarer for operatørene.