به نام خداوند جان و خرد      كزاين برتر اندیشه بر نگذرد

خدمت همه عزیزان و سروران سلام و درود
درخدمتتون هستم با ارائه سمینار آشنایی با سيستم هاي ايمني فرآیند در صنایع نفت و گاز و پتروشيمي.
با توجه به فرآيند صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و معدنی كه با مواد قابل اشتعال ، انفجار و سمي همراه ميباشد و با عنايت به امكان نشت به هر دليل ما با پدیده انفجار و آتش سوزی  ناشی از نشت بخارات یا مواد قابل اشتعال  همیشه روبرو هستيم و حوادث بسیاری از این دست درتاریخ ثبت شده و همچنان شاهد این  حوادث  در plant هاي صنعتي مذكور ميباشيم.


بنابراين برأي حفظ ايمني انسانها، محيط زيست و تجهيزات و سرمايه موجود ( حفظ آبرو و اعتبار شركت سرمايه كذار) طراحي plant هاي شيميايي و نفتي نيازمند سيستم هاي ايمني فرايند (Process safety system ) ميباشد، بنابراين داشتن اين سيستم ها بهمراه مطالعات فني مهندسي موقع طراحي plant يك الزام ميباشد و درصورتيكه بتوانیم ميزان و دقت اين مطالعات فني را بالا ببريم، ميتوان ضامن سلامت انسان، محيط زيست و سرمايه و اعتبار شركتها بود.


جالب است كه بدانيم، شركت هاي بيمه جهت سرمايه كذاري در صنایع نفتي بسيار علاقمند و مسر به داشتن مطالعات ايمني فرايند در plantهايي كه ميخواهند بيمه آن را متقبل شوند را دارند، بنابراين داشتن مطالعات فني ايمني فرايند،  جهت اطمينان در سرمايه كذاري بسيار قابل تأمل است.


Process Safety System
سيستم هاي ايمني فرآيند شامل سيستم هاي Passive & Active ميباشد.
Passive sys.
اين سيستم ها قبل از بوجود آمدن سناريوهاي حريق ، انفجار و نشت توانايي شناخت و دفع حادثه را دارد.
Active sys.
اين سيستم ها بعد از بوجود آمدن سناريوهاي حريق، انفجار و نشت توانايي كاهش اثرات و محدود كردن نتايج و اثرات حادثه را دارا ميباشند


همانطور كه قبلاً در سمينار آشنايي با مناطق خطر در مورد طبقه بندی مناطق خطر و نتايج آن روي كلاسه كردن تجهيزات الكتريكي مطرح كرديم، مطالعات Hazardous Area Classification ميتواند يك سيستم Passive باشد


درواقع مانع از بروز انفجار ناشي از نشت مداوم در واحد ميشود كه اين موضوع با انتخاب صحيح تجهيزات برقي و الكتريك بوجود خواهد آمد.


درواقع ما هميشه نشت مواد قابل اشتعال را در صنایع نفتي و شيميايي داريم ، با داشتن مطالعات طبقه بندی مناطق خطر و خريد صحيح تجهيزات الكتريكي متناسب با مناطق خطر ميتوان مانع از بوجود آمدن حادثه احتمالي انفجار شد.


Fire and Gas Detection System


داشتن سيستم F&G ميتواند مانع از بوجود آمدن واقعه نشت دايم مواد قابل اشتعال و سمي در سايت شده و با داشتن لاجيك مناسب جهت shut down تجهيزات يا واحد و يا Plant ميتوان حوادث احتمالي را شناسایی و با قطع منبع نشت مانع از بوجود آمدن حادثه شد.


درواقع سيستم هاي F&G هر دو نقش  Passive & Active را بازي ميكنند و مانع از بوجود آمدن حوادث ميشوند
سيستم هاي اعلام حريق و نشت نيز شامل سيستم F&G ميشود
Flare system
فلر سيستم در واقع كليه مواد قابل اشتعال و سمي كه ناشي از عملكرد PSV ها Pressure safety valve ميباشند را جمع آوری و در محيطي خارج از Plant كه به آن استريل گویند قرار می دهند.
همين موضوع در خصوص سيالات و ميعانات قابل اشتعال هم صادق است كه در burn pit area فرايند سوزاندن را انجام ميدهند.


Fire Proofing

درواقع بعد از فرآیند احتراق ناشي از سناريوهاي آتش استخري يا Jet Fire امكان Fail و تغيير فرم Struthers هاي تجهيزات مثلPipe Rack / saddle d
كابلها و control valve /Emergency shutdown valve / Shutdown valve
ميشوند و با ايجاد Fire Proofing روي تجهيزات مذكور مانع از Fail تجهيزات و درخصوص سازه ها مانع از بوجود آمدن شرايط دفرمه شدن و رفتن به فاز Plastic ميشود.

با داشتن fire proofing تجهيزات، بعد از اطفاء كامل حريق كه با تقريب زمان حدود يك ساعت امكان استفاده مجدد از Structure تجهيزات ميسر ميشود و سرمايه عظيمي Save ميشود.


HIPS System
High integrity Pressure Safety System

سيستم HIPS شامل يك كنترل ولو يا شات دان ولو است كه در فشار هاي بسيار بالا (معمولاً در تجهيزات سرجاهي همانند Xmas tree valve) بهمراه يك Logic solver عمل كرده و باعث قطع جريان در شرايط اضطراري  میشود بنابراين يك سيستم Passive ميباشد.


The High Integrity Pressure Protection Systems (HIPPS) are the detection & logic systems that stop a source of high pressure and safely keep the pressure within the design limits with limited release of process fluid to flare. Those systems are based upon components of known high reliability and permit on-line testing without reduction of trip integrity. The reliability assessment of the system shall include the whole loop from sensor to actuator and shall take into account operation and environment.
HIPPS systems shall only be used where it proves impractical or prohibitively expensive to provide alternative ultimate protection.  The objectives of the HIPPS shall be to:
define the acceptable closing time for ESDV/SDV, To check that the instrumentation provided allow to reach sufficient reliability

.
توضيحات تكميلي جهت سيستم HIPPS👆👆👆👆
Fire water Pump system
درواقع سيستم هوشمند fire water pump به محض دريافت سيكنال از خط آب آتش نشانی ناشي از كاهش فشار يا دريافت سيكنال از سيستم F&G عمل كرده و فشار مورد نياز آب در خطوط أصلي آب آتش نشانی را تأمين ميكند، سيستم Active ميباشد.


Deluge System / foam system

سيستم ديلاج هم يك سيستم Active است و به محض دريافت سيكنال از سيستم F&G يا خط هوا عمل كرده وسيلاب آب را روي تجهيزات مورد نظر جهت اطفاء حريق تخليه ميكند و مانع از ادامه حريق میشود، درخصوص سيستم فوم نيز همينطور است و برأي تانكها و مخازن كاربرد دارد.
سيستم هاي Co2/Inert Gas/FM200/،CF3I. و ساير Agent هاي اطفاء حريق درواقع يك سيستم Active در مناطق سر بسته و Indoor اطلاق میشود و جهت قطع حريق احتمالي در مناطق سر بسته مثل ساختمان ها، كانتينر ها... مطرح میشود.


Relief System

درواقع موقع افزايش فشار در تجهيزات اين سيستم عمل كرده و توسط Blow down valve ها BDV مانع از افزايش فشار و fail احتمالي ميشوند
عملكرد ESDV / SDV / BDV / XV ها از طريق fire zone و منطق و فلسفة Shutdown صورت خواهد كرفت.
موارد فوق الذکر مربوط به مباحث فلسفة شات دان واحد هاي فرآيندي است.


Piping Material selection / vessels material selection
موقع تخليه و كاهش فشار انتخاب مواد در سيستم Piping /vesslel با رويكرد رفتار دما در آن فشار مد نظر ميباشد، بنابراين انتخاب صحيح مواد در حوزه هاي مذكور يك نوع سيستم Passive ميباشد.
بسياري از حوادث فرآیندی موقعي رخ داده كه زمان افت فشار همراه با افت دما متريال انتخاب شده تجهيز توان تحمل اين شرايط را نداشته و با ترك خوردن و نهايتاً Rupture تجهيز، زمينه ساز حادثه فاجعه بار شده است.

 

جلسه دوم

 

درخدمتتون هستم با ارائه بخش دوم سمینار آشنایی با سيستم هاي ايمني فرآیند در صنایع نفت و گاز و پتروشيمي


همانطور كه مستحضرید با توجه به فرآيند صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و معدنی كه با مواد قابل اشتعال ، انفجار و سمي همراه ميباشد و با عنايت به امكان نشت به هر دليل ؛ اين صنايع با پدیده انفجار و آتش سوزی  ناشی از نشت بخارات یا مواد قابل اشتعال  همیشه روبرو ميباشد و حوادث بسیاری از این دست درتاریخ ثبت شده و همچنان شاهد این  حوادث در plant هاي صنعتي مذكور ميباشيم.


بنابراين برأي حفظ جان و ايمني انسانها، محيط زيست و حفظ سرمايه از قبيل تجهيزات و سرمايه موجود ( حفظ آبرو و اعتبار شركت سرمايه كذار) طراحي plant هاي شيميايي و نفتي نيازمند سيستم هاي ايمني فرايند (Process safety system ) ميباشد، بنابراين داشتن اين سيستم ها بهمراه مطالعات فني مهندسي موقع طراحي plant يك الزام ميباشد و درصورتيكه بتوانیم ميزان و دقت اين مطالعات فني را بالا ببريم، ميتوان ضامن سلامت انسان، محيط زيست و سرمايه و اعتبار شركتها بود.
قبلاً اشاره كرديم كه
Process Safety System
سيستم هاي ايمني فرآيند شامل سيستم هاي Passive & Active ميباشد.
وهمينطور اشاره شد
Passive sys.
اين سيستم ها قبل از بوجود آمدن سناريوهاي حريق ، انفجار و نشت توانايي شناخت و دفع حادثه را دارد.
Active sys.
اين سيستم ها بعد از بوجود آمدن سناريوهاي حريق، انفجار و نشت توانايي كاهش اثرات و محدود كردن نتايج و اثرات حادثه را دارا ميباشند


در بخش اول سمينار بخش هاي Passive و active به صورت مقطعي ليست شد و با هركدام از آنها آشنا شديم در اين جلسه به اختصار فرآیند نيازمندي اين سيستم ها را مطرح ميكنيم

موقع طراحي يك واحد فرآيندي نكاه ايمني از ابتدا شرط لازم و كافي تيم طراح ميباشد ؛ از ابتدا جانمايي و تعيين موقعيت تجهيزات و حفظ فواصل ايمني تا درنظر كرفتن سيستم هاي ايمني فرآیند برأي حذف يا كاهش ريسك حوادثي مانند نشت و آتش و انفجار ميباشد.


با داشتن إشراف كامل به فرآيند واحد ميتوان در خصوص ارائه فلسفة ايمني و اجرا نمودن سيستم هاي ايمني فرآیندي به سمت طراحي ايمن و بهينه حركت كرد


بعنوان مثال به من طراحي واحد فرآيندي رو بيشنهاد دادند كه تجهيزات فرآيندي اين واحد مجهز به PSV بود و به اتمسفر تخليه ميشد وليكن داشتن شبكه فلر برأي سوزاندن كازهاي ونت شده را هزينه بر ميدانستند بعد از متقاعد كردن كارفرما مبني بر داشتن شبكه فلر ؛ موقع طراحي ارتفاع استك فلر و جانمايي آن در محدوده استريل با مخالفت روبرو شديم


علت مخالفت محدوده زمين مطرح شد ؛ خب اين موضوع يعني عدم درك از مسايل سيستم هاي ايمني و استقبال از ريسك خطر و تبعات حوادث احتمالي ناشي از سناريوهاي مطرح شده ميباشد.


در طراحي يك واحد فرآيندي مدارك مناطق خطر Hazardous Area Classification تهيه و ارائه شد و ليكن سازنده تجهيزات بعلت هزينه بالاتر تجهيزات ضدانفجار طرح ادعاي مالي داشتند ولي بعد از آكاه ساختن كارفرما از تبعات انتخاب اشتباه خريد تجهيزات معمولي به جاي ضدانفجار موفق به بياده سازي طرح مذكور شديم


بنابراين ميبايست طراحي ايمن از ابتداي طراحي بيسيك ديده شده و در مرحله detail design نيز ادامه و نهايي كردد. قبلاً به سيستم هاي اكتيو نظير سيستم فوم و آب آتش نشانی اشاره كرديم ؛ حادثه مخازن بتروشيمي بوعلي نمونه خوبي برأي سيستم هاي ايمني فرآيندي است


درصورتيكه سيستم CF3I روي مخزن بود در همان ابتدا حريق قابل كنترل بوده و مانع از بروز صدمات بعدي ميشد
درصورتيكه سيستم فوم وجود داشت سرعت عملكرد اطفاء حريق بهبود يافته و مانع از تخريب مخزن و واحد ميشد
درصورتيكه فلسفة شات دان و تخليه مخزن تعريف شده بود مانع از loss prevention ميشد


و همينطور موارد ديكر.... ميبينم كه طراح نقش كليدي در ايمني واحد را دارد و درصورتيكه طراحي بر مبنای سيستم هاي ايمني فرآيند صورت كرفته باشد و كارفرماي فهيم از آن استقبال كند ما كمتر شاهد حوادث و فجايع فرآيندي هستيم

درخصوص سيستم هاي Passive طراحي ساختمان ضد انفجار blast proof يكي ديكر از موارد آناليز فرايند انفجار و شبيه سازي نوع انفجار ميباشد ؛ درصورتيكه مطالعات سناريوهاي انفجار در واحد فرآيندي صورت كرفته باشد ميتوان تصميم سازي منطقي درخصوص جانمايي و يا ميزان تحمل فشار بتن بكار رفته را با واحد سيويل نهايي نمود


فواصل تجهيزات و تاسيسات نظير ساختمان و... تا توربوكمبرسور ها هم هميشه يك مسأله ايمني فرآيندي است وابسته به فشار كمبرسور و نوع sealing آن تمهيدات خاص خود را ميطلبد بعد از نهايي نمودن سيستم هاي ايمني فرايند در يك مجموعة فرايند ميتوان با آناليز ريسك نظير روشهايي مانند Hazop Study ريسك حوادث را شناسایی و جهت كاهش يا از بين بردن آن تلاش نمود


روشهای آناليز ريسك نظير Hazop /Hazid / QRAجهت ارزیابی ريسك بصورت كمي و كيفي انجام خواهد كرفت


ولي در اين روشها نحوه و ميزان عملكرد يك سيستم ايمني فرايند نظير سيستم هاي كنترلي بررسي شده و بيشتر حوزه عملكرد كنترلي واحد فرآيندي و تجهيزات package ارزیابی ميشود.


در خاتمه اميدوارم توانسته باشم قسمتي از سيستم هاي ايمني فرآيند در صنایع نفت را ارائه كرده باشم.
باسپاس از توجه همه دوستان و همكاران عزيز
امیدوارم مطالب این سمينار مفید و موثر در آبادانی ایرانی پرشکوه باشد