Hvordan håndtere ESD-systemer og Ventilasjon i Prosessanlegg: Viktige Prinsipper for Sikkerhet

ESD-systemer (Emergency Shutdown Systems) er kritiske for å sikre prosessanlegg i tilfelle farlige hendelser eller tekniske feil. Hver ESD-enhet, fra ESD-1 til ESD-4, spiller en avgjørende rolle i å beskytte utstyr, personer og miljøet. ESD-1 er den første responsen på et problem, og når det er utløst, vil alarmsystemer både i form av lyd og lys aktiveres, og eventuelt offentlig varsling gjennom broadcast systemer. ESD-1-systemet kan kobles til ESD-2 i tilfelle alvorligere hendelser, som for eksempel høyt trykk eller høyt væskenivå i prosesskolonner. Dette videre utløser ESD-3 og ESD-4, som er mer spesifikke i sitt omfang og aktiveres etter hvert som faren forverres.

I tillegg til ESD-systemene, er prinsippene for ventilasjon og drenere systemer avgjørende for sikker drift. Under oppstart, vedlikehold eller modifikasjoner av anleggene, må man sikre at utstyr og rørledninger tømmes for prosessmaterialer på en trygg måte. Dette krever en nøye utformet ventilasjons- og dreneringssamling som ivaretar både HSE-krav og operasjonell sikkerhet. Før tømming og ventilasjon gjennomføres, bør man minimere innholdet av materiale i rørsystemene, og forlate bare det som er nødvendig for videre operasjoner. Dette reduserer risikoen for utilsiktede utslipp.

Alle trykktanker skal ha minimum én ventilasjons- og én dreneringspunkt for å sikre at materialet kan føres til trygge områder. Ventilen bør plasseres på det høyeste punktet av tanken eller tilkoblet rørledningen, mens dreneringen skal være på det laveste punktet for å tillate fullstendig tømning. For å sikre effektiv ventilasjon og tømming i rørledningssystemer, er det nødvendig med et tilstrekkelig antall punkter langs systemet. Dette kan inkludere punkter for hydrostatisk testing som er nødvendige for å opprettholde systemets integritet.

Når det gjelder dreneringssystemet, bør det omfatte både lukkede og åpne systemer, avhengig av typen væske og de spesifikke kravene til anlegget. For eksempel vil oljeholdig avløpsvann kreve et lukket dreneringssystem, mens rent regnvann kan behandles gjennom åpne dreneringssystemer. Et vellykket dreneringssystem krever også en godt planlagt stigning for å tillate væskene å strømme mot avløpene ved hjelp av tyngdekraften.

Ventilasjonssystemer spiller en kritisk rolle i å sikre at prosessgasser håndteres på en forsvarlig måte. Dersom gassene er ufarlige og ikke overskrider eksplosjonsgrensene, kan de slippes direkte ut i atmosfæren, men i tilfelle brannfarlige eller giftige gasser, bør de føres til et flare-system. Systemene må designes slik at de oppfyller lokale miljøkrav og minimerer risikoen for forurensning.

For å oppnå sikker drift og vedlikehold er isolasjon en nødvendig prosedyre. Mekanisk isolasjon, spesielt for væskesystemer som inneholder farlige medier, er viktig for å hindre utilsiktet eksponering under vedlikeholdsarbeid eller i tilfelle feil. En grundig isolasjon bidrar til å beskytte både operatørene og prosessutstyret. Dette kan omfatte isolasjon mellom prosessutstyr og dekningssystemene, samt isolasjon mellom ulike operasjonelle enheter.

For å oppsummere, er sikkerhet i prosessanlegg ikke kun et spørsmål om tekniske systemer, men også om hvordan disse systemene er integrert i det daglige operasjonelle arbeidet. Å forstå hvordan ESD-systemene fungerer, hvordan man planlegger for riktig ventilasjon og drenering, samt hvordan man kan bruke isolasjon effektivt, er avgjørende for å sikre både personell og miljø. Det er også viktig å være klar over at ventilasjon og drenering krever kontinuerlig overvåkning og testing for å sikre at systemene er operative til enhver tid, og at eventuelle svikt i tidlige ESD-trinn ikke eskalerer til katastrofale hendelser.

Hvordan sikre pålitelig beskyttelse av elektrolyseavsaltningstanker, eksportpumper og crude oil lagertanker?

En PSH er ikke nødvendig å installere dersom følgende forhold er oppfylt:

1. Det maksimale trykket fra oppstrømsvæsken til elektrolyseavsaltningstanken ikke kan overstige den maksimalt tillatte arbeidstrykket til tanken.

2. Hver inputkilde har sin egen PSH, og den innstilte trykkverdien er lavere enn den maksimalt tillatte arbeidstrykket.

3. Gassutløpet er koblet til nedstrømsutstyr med passende rørledning uten stengeventil, og dette utstyret er beskyttet av en PSH som også beskytter elektrolyseavsaltningstanken.

4. Elektrolyseavsaltningstanken opererer ved atmosfærisk trykk og har et passende ventileringssystem.

PSL-installasjon er ikke nødvendig hvis følgende forhold er oppfylt:

1. Hver inputkilde er beskyttet av PSL, og det finnes ingen trykkontroll- eller reguleringsventil mellom PSL og manifolden.

2. Minimum trykk under drift er atmosfærisk trykk.

3. Råoljeutløpet er koblet til nedstrømsutstyr med passende rørledning uten stengeventil, som beskyttes av PSL og også beskytter elektrolyseavsaltningstanken.

PSV-installasjon er ikke nødvendig dersom én av følgende betingelser er oppfylt:

1. Hver inputkilde er beskyttet av PSV, hvor innstilt trykk ikke overstiger den maksimalt tillatte arbeidstrykket til elektrolyseavsaltningstanken, og en PSV er installert på tanken for å beskytte mot brann og termisk ekspansjon.

2. Hver inputkilde er beskyttet av PSV, hvor innstilt trykk er under den maksimalt tillatte arbeidstrykket, og minst én av disse ikke blir koblet fra elektrolyseavsaltningstanken.

3. PSV på nedstrømsutstyr kan oppfylle trykkavlastningskravene til elektrolyseavsaltningstanken og vil ikke bli koblet fra tanken.

Når det gjelder overfyllings- og lekkasjebeskyttelse, trenger elektrolyseavsaltningstanken full tankoperasjon, og derfor er det ikke nødvendig med en LSH. Under operasjon skal elektroden være helt nedsenket i væsken over olje-vann-grensesnittet, og derfor bør en LSL installeres for å overvåke væskenivået i sanntid. Hvis væskenivået synker, må motoren kuttes av for å unngå at elektroden punkteres. LSL-sensorens plassering bør være under toppen av tanken med en bestemt avstand, som må bestemmes i samråd med leverandøren. Det er best å installere LSL-sensoren utenfor tanken, slik at disse enhetene kan testes uten å forstyrre prosessystemet.

Når elektrolyseavsaltningstanken krever oppvarming, skal en TSH-sensor installeres for å kutte av varmekilden når prosessvæsken blir overopphetet. Hvis varmekilden ikke kan forårsake overoppheting, er det ikke nødvendig med en TSH.

Dersom eksportpumpen har et maksimalt trykkutslipp som ikke overskrider 70 % av den maksimalt tillatte arbeidstrykket på rørledningen, er det ikke nødvendig å installere PSH. Dersom pumpen er manuelt betjent og under kontinuerlig overvåking, er heller ikke PSL-installasjon nødvendig. Ved gode lekkasjesamlings- og utslippesystemer kan også installasjonen av PSL unngås.

En tilbakeslagsventil bør alltid installeres på utløpet av eksportpumpen. Dette bidrar til å hindre tilbakeføring av olje inn i systemet.

Det er avgjørende å forstå at trykkbeskyttelsen på slike tanker må være i samsvar med både den maksimalt tillatte arbeidstrykket og spesifikasjonene for sikkerhetsutstyr. I tilfelle en overtrykkssituasjon er det vanlig å installere PSV-en som trykkavlastningsventil, og overvåke lekkasje med PSL-sensorer. Også på lagertanker er det viktig at sensorene er plassert på en slik måte at de kan teste og beskytte tanken uten å forstyrre det operasjonelle systemet.

Hvordan beregne og velge separatorer og flare-systemer i petrokjemisk industri

I petrokjemisk industri er riktig beregning og valg av separatorer og flare-systemer avgjørende for å sikre både produksjonssikkerhet og miljøbeskyttelse. Når man ser på beregningene av separatorer, er det viktig å forstå de forskjellige metodene og formlene som benyttes for å bestemme de nødvendige parametrene for driftseffektivitet.

For eksempel, i beregningen av gassens tetthet under drift, benyttes formelen (8.9):

der $R$ er gasskonstanten (8314 N·m/(kg·K)), $M$ er den relative molekylmassen, og $T$ er temperaturen i kelvin. Dette gir en presis måling av gassens tetthet under de spesifikke driftsforholdene, som er avgjørende for videre beregninger av fluiddynamikken i systemet.

Videre, for å beregne drag-koeffisienten $C$ for en dråpe i gass, brukes formelen (8.10), som er basert på Reynolds-tallet (Re):

hvor $\mu$ er gassens viskositet (i mPa·s), $D$ er dråpestørrelsen, og $\rho_v$ og $\rho_l$ er gassens og væskens densiteter, henholdsvis. Beregningene av drag-koeffisienten er viktige for å forstå hvordan væske og gass samhandler under forskjellige forhold i separatorene.

For horisontale separatorer er det nødvendig å beregne diameteren basert på formelen (8.5). Denne diameteren bør verifiseres ved hjelp av formelen (8.11), som tar hensyn til volumstrømmen av innkommende gass under drift. Formelen ser slik ut:

hvor $q$ er volumstrømmen av innkommende gass (m³/s), og $v_c$ er kritisk strømninghastighet for horisontal gassstrøm i separatoren, som kan hentes fra Fig. 8.5.

I tilfelle vertikale separatorer gir SH3009 standarden for designspesifikasjoner en prøveberegningsformel for diameteren, som er:

Her tas hensyn til flere faktorer, som volumstrømmen av gass, temperaturen, og andre tekniske spesifikasjoner som er nødvendige for å dimensjonere separatorene korrekt.

Videre, i forbindelse med flare-systemer, som er avgjørende for å håndtere flammefarlig gass, er det flere viktige hensyn. I mange tilfeller, dersom lokale miljøregler tillater det, kan trykkavlastningskilder trygt slippes ut i atmosfæren ved hjelp av kalde ventingsystemer (cold venting). Dette er den enkleste, mest pålitelige og økonomiske metoden, men krever nøye vurdering av sikkerhet, helse og miljøpåvirkning.

Et flare-system brukes til å brenne flammefarlige, giftige eller korrosive gasser til mindre skadelige produkter gjennom forbrenning. Slike systemer er essensielle for å sikre stabil produksjon, trygg drift og miljøbeskyttelse. Selv om det er ønskelig å utnytte flare-gassene, er det utfordrende å gjenbruke alle gasser på grunn av deres varierende sammensetning og utslippsvolumer. Derfor bør flare-systemet betraktes som en integrert del av produksjonsprosessen, til tross for de tapte ressursene det representerer.

Når man velger flare-system, er det viktig å ta hensyn til faktorer som sikkerhet (for å unngå ulykker ved gassutslipp), effekten av forbrenning, samt miljøpåvirkning som støy og luftforurensning. Det er også kritisk å vurdere høyden på flare-tårnene, spesielt for hevede flare-systemer, for å redusere varmebelastning på bakken og muliggjøre effektiv gassfordeling.

I tillegg til de tekniske beregningene og designspesifikasjonene, er det også viktig å forstå de praktiske aspektene ved drift av flare-systemer. Selv om moderne teknologi har gjort det mulig å redusere utslippene fra flare-systemer, vil det alltid være behov for et nøyaktig og pålitelig flare-system som kan håndtere uventede trykkøkninger og farlige situasjoner i produksjonsprosessen.

Endtext

Hvordan beskytte prosessutstyr mot negativt trykk og overtemperatur i oljeindustrien?

Beskyttelse mot negativt trykk og overtemperatur er avgjørende for å sikre påliteligheten og sikkerheten til prosessutstyr i olje- og gassindustrien. Når utstyr er utsatt for ugunstige driftsforhold som negativt trykk eller overtemperatur, kan det føre til alvorlige skader på utstyret og skape farlige situasjoner for operatører og miljøet. Derfor er det nødvendig å implementere effektive beskyttelsessystemer på flere nivåer for å redusere risikoen.

Beskyttelse mot negativt trykk

Primær beskyttelse mot negativt trykk for atmosfærisk utstyr bør sørges for av et passende pustesystem. For trykkutstyr som er utsatt for negativt trykk, bør beskyttelsen komme fra et gassforsyningssystem. I tilfelle sekundær beskyttelse, bør atmosfærisk utstyr ha et andre-trinns ventilsystem eller en PSV (Pressure Safety Valve). For trykkutstyr, derimot, må en PSL-sensor (Pressure Safety Low) være installert for å stenge inn- og utløpsvæsker. Installeringen av PSL-sensorene bør utføres så høyt som mulig på utstyret for å redusere muligheten for blokkeringer forårsaket av væskeimpuritering.

Plassering av sikkerhetsenheter

Beskyttelse mot overtemperatur

Overtemperatur er en alvorlig risiko som oppstår når prosessutstyr blir utsatt for høyere temperaturer enn de er designet for. Dette kan skje enten på grunn av feil i utstyret eller på grunn av utilsiktede hendelser, som for eksempel brann eller uventede flammevarmeutslipp. Overtemperatur kan føre til at utstyrets trykkbestandighet reduseres, noe som igjen kan føre til lekkasje eller ruptur av utstyret.

For å sikre beskyttelse mot overtemperatur, deles beskyttelsen inn i to nivåer. Første nivå omfatter sensorer som TSH (Temperature Safety High), LSL (Low Liquid Level), eller FSL (Flow Safety Low). Disse sensorene skal automatisk stenge av brenselsforsyning eller hindrer at brennbare væsker kommer inn i brennkammeret. I tilfeller hvor overtemperatur skyldes lavt væskenivå eller lavt strømningstrykk, kan disse sensorene også sørge for å stoppe væskestrømmen til varmeutstyret.

Andre-nivå beskyttelse kan være nødvendig dersom første-nivå beskyttelsen ikke er tilstrekkelig. Dette kan innebære en annen type sensor, for eksempel TSH installert i røykkanaler eller mediumrør for å kontrollere eventuelle forstyrrelser i varmevekslingssystemene.

Kjennetegn på overtemperatur og hvordan oppdage det

Overtemperatur kan medføre flere farlige konsekvenser, som redusert trykkfasthet på utstyret, noe som fører til lekkasjer eller brudd. I et lukket varmeoverføringssystem kan blokkering av væske i coilene føre til overtrykk. Andre tegn på overtemperatur kan være høye temperaturer kombinert med lav strømning og lavt væskenivå, noe som er indikatorer på unormale forhold. Derfor er det viktig å ha kontinuerlig overvåkning av disse parameterne for tidlig oppdagelse og intervensjon.

Installasjon og plassering av temperaturfølere

Temperaturfølere, med unntak av smelte- eller kontaktfølere, bør installeres i thermocouple-skjell for å gjøre vedlikehold og testing enklere. I systemer med både gass og væske bør TSH-sensorene installeres i væskefasen for å sikre pålitelig overvåkning av temperaturøkninger. Videre, i rørvarmesystemer, bør disse sensorene plasseres så nær utløpet av rørene som mulig for å oppdage temperaturforandringer på et tidlig stadium.

Viktige aspekter av prosessikkerhet

Prosessikkerhet er en helhetlig tilnærming som involverer mange komponenter, inkludert nødavstengningssystemer, trykkavlastningssystemer, gassdeteksjon, brannbeskyttelse og risikovurdering. Å ha et godt utviklet system for sikkerhet er kritisk for å minimere farene som kan oppstå under produksjonsprosesser og for å sikre både personell og miljøet.