Картирование пламени и газа особенно важно, когда условия могут быть переменными и непредсказуемыми. Опасности, присущие самой природе энергетической отрасли, связанные с переработкой нефти и газа, представляют собой ряд рисков. Одним из заметных и хорошо задокументированных рисков является возможность возгорания или взрыва в результате нарушения условий содержания. Чтобы бороться с этим, объекты включают комбинацию детекторов пламени и газа для обнаружения событий до того, как они станут неуправляемыми.

Отправить заявку

С ростом распространенности технологий обнаружения пламени и газа в 1980-х годах и с совершенствованием технологий по сей день решение о том, где разместить эти детекторы в зависимости от опасности, которую они призваны снижать, стало гораздо более открытым для тщательного изучения.

История картирования пламени и газа

Вопрос был и остается постоянным: «Сколько детекторов мне нужно и где их разместить?» Справедливый вопрос в контексте перерабатывающего предприятия, где традиционные коды обнаружения просто неприменимы. Размещение тепловых извещателей на сетке интуитивно не подходит для внешних производственных объектов, подверженных воздействию суровых условий, таких как Северное море. Как, следовательно, мы можем надлежащим образом расположить детекторы пламени и горючих газов, чтобы можно было надежно и проверяемо обнаруживать целевые размеры пожара и газовые облака, вызывающие озабоченность?

В результате этой задачи Micropack представила первое программное обеспечение для оценки моделирования пламени и газа в 1989 году. Эта методика была затем разработана Micropack, BP и Shell, при этом Shell ввела широко используемый сегодня термин – «Картирование пламени и газа».

Сразу после начала века Shell и BP формализовали свою практику в своих внутренних руководящих документах, подробно описывающих методологии, в соответствии с которыми должны быть разработаны системы обнаружения пламени и газа, когда национальные/международные нормы неприменимы. В 2005 году Micropack представила концепцию картирования комитету, который позже выпустил «Руководство ISA TR84.00.07 по эффективности обнаружения пожара и газа». С тех пор Micropack продолжает вводить новшества в области проектирования обнаружения пламени и газа путем разработки программного обеспечения и совершенствования передового опыта в отношении проектирования обнаружения.

Анализ покрытия на основе рисков

Существует бесчисленное множество возможных способов воздействия пожара или выброса газа на объект. Определенные процессы представляют потенциальную опасность возгорания струи газа/распыления жидкости, когда в потоке существует давление, вероятны внезапные возгорания/огненные шары, в дополнение к взрывам расширяющихся паров кипящей жидкости и горениям углеводородных/химических луж. Выбросы газа могут представлять опасность взрыва в перегруженных районах и опасность для прилегающих территорий из-за миграции газа, а также создавать возможность выброса токсичного газа, если в потоке присутствуют токсичные компоненты. Поэтому очень важно применять соответствующую методологию, чтобы гарантировать, что распределение детекторов обнаружит возгорание или выброс газа на приемлемом этапе временной шкалы события, чтобы обеспечить эффективные меры по смягчению последствий.

Картирование пламени и газа позволяет проектировщику размещать устройства обнаружения пламени и газа на объекте и оценивать охват, обеспечиваемый системой. Это автоматически сопоставляется с заранее заданными целями, которых должна достичь система.

Эти цели позволяют проектировщику размещать датчики пламени таким образом, чтобы небольшие возгорания обнаруживались на раннем этапе в зонах высокого риска, в то время как в зонах низкого риска пожар разрастался до более значительного размера, прежде чем активировать какие-либо автоматические действия (т.е. отключение оборудования). Это соответствует философии дизайна обнаружения пожаров и газа, основанного на риске и цели. Одной из замечательных особенностей такого подхода является возможность оптимизировать систему обнаружения и продемонстрировать эту оптимизацию (предоставление наименьшего количества детекторов при достижении заранее определенных целей обнаружения).

Применение эффективной технологии в равной степени важно для оптимизации системы, в дополнение к надежности системы обнаружения во время работы. Сильные стороны и ограничения каждой технологии должны быть отмечены и учтены в проекте, чтобы обеспечить применение соответствующих технологий к конкретным опасностям объекта. Каждое устройство будет иметь свой собственный уникальный «отпечаток», который должен быть точно представлен на карте, поскольку это может оказать существенное влияние на результаты оценки и последующего анализа адекватности.

Разница в зоне обнаружения интеллектуального визуального извещателя пламени (iVFD) и тройного инфракрасного извещателя пламени очевидна. Сравнение показывает, что на объектах, где используется визуальное обнаружение, количество детекторов может быть уменьшено до 30%. Поэтому, если мы хотим оптимизировать нашу компоновку, выбранная технология обнаружения будет иметь существенное влияние на результаты.

Управление изменениями/ операции

Картирование пламени и газа дает преимущества не только на этапе проектирования. Преимущества картирования также можно наблюдать различными способами на этапе эксплуатации. Первый относится к проектированию в том смысле, что по мере изменения процесса за счет резервирования/замены старого оборудования (или за счет внедрения нового процесса или просто за счет изменения условий обработки) картографирование пламени и газа может позволить быстро и легко провести повторную проверку проекта для обеспечения охвата и определения отсутствия деградации. Это также показывает, возможна ли дальнейшая оптимизация. Без картирования проекты, выполненные много лет назад, будет трудно перепроверить, если ответственный инженер ушел. Намерения размещения детектора, часто бывает трудно расшифровать. Однако с помощью картографирования цели детализируются и эти цели могут быть перепроверены.

Еще одно преимущество относится к операциям в реальном времени. Одним из основных результатов адекватного исследования картографирования пламени и газа является подробный вклад детектора. Эти вклады показывают индивидуальный процентный вклад объема от каждого детектора, а также, что очень важно, процент потерь, если этот детектор будет выведен из эксплуатации.

Информация об ухудшении покрытия при удалении определенного детектора может быть полезна при проектировании, поскольку она может помочь максимально эффективно удалить детекторы, которые не вносят вклад. Однако важно отметить, что если на объекте (который может иметь более 200 датчиков пламени) имеется, например, пять неисправных датчиков одновременно, это может поставить группу технического обслуживания перед трудным решением относительно того, с чего начать. Однако беглый взгляд на вклад детекторов может направить их к наиболее важным извещателям, которые вышли из строя, и учесть эту важную функцию оптимизации технического обслуживания.

Выводы

Одним из наиболее важных факторов при проектировании систем, критически важных для безопасности, является обеспечение того, чтобы в конструкции было достаточное количество датчиков для достижения требуемой функции безопасности без значительного перепроектирования. Обнаружение пламени и газа ничем не отличается, но немного сложнее. Картирование детекторов пламени и газа предоставляет разработчикам методологию и инструменты для проверки охвата обнаружения по заранее определенным целям и обеспечения ввода в эксплуатацию подходящей и оптимизированной системы. Существует бесчисленное множество других факторов, которые необходимо учитывать, включая внедрение соответствующей методологии, основанной на приложении, применение инженерной оценки того, как выглядит адекватное покрытие, и применение соответствующей технологии обнаружения.

Важно, чтобы оценки охвата обнаружения пламени показывали процентную долю объема, охватываемого одним устройством, а также процентную долю объема, охватываемую несколькими устройствами. Любая оценка должна также выявлять любые белые пятна.

Картографирование детекторов также обеспечивает значительное преимущество оптимизации обслуживания, что может сэкономить деньги и, возможно, жизни. В случае неисправности нескольких детекторов инженеры по техническому обслуживанию могут быстро и легко проверить наиболее важные с точки зрения безопасности устройства и сосредоточить свои усилия на их восстановлении.

Отправить заявку