Тюменский Индустриальный Университет «Институт сервиса и отраслевого управления»
Системы безопасности и противоаварийной защиты
Тагиров Тимур Тагирович Студент магистратуры 2 курса, кафедра «Техносферная безопасность»
Россия, Тюмень
Аннотация
В статье описываются системы противоаварийной защиты и системы безопасности, их виды, основные задачи и функции.
Ключевые слова: техносферная безопасность, системы безопасности, противоаварийная защита.
Abstract
The article describes emergency protection systems and safety systems, their types, main tasks and functions.
Keywords: technosphere safety, safety systems, emergency protection.
Известно, что возрастание числа аварий на объектах нефтегазодобычи наносит большой материальный ущерб, как самим объектам, так и окружающей среде. Одной из мер, служащих для обеспечения безопасности взрывопожароопасных технологических процессов, предусматриваются автоматические системы противоаварийной защиты (ПАЗ).
Наличие таких систем позволяет предупреждать образование взрывоопасных и пожароопасных сред в технологическом оборудовании нефтегазодобычи при нарушении границ предельно допустимых значений параметров, характеризующих состояние технологического процесса, предусмотренных регламентом во всех режимах его функционирования и обеспечивающих безопасную остановку или перевод процесса в безопасное состояние по заданной программе.
Системы ПАЗ для объектов нефтегазодобычи рассматриваются как своего рода последний рубеж обороны, за которым происходит разрушение технологического объекта, неконтролируемый взрыв или выброс опасных веществ и возможно - гибель людей.
Система ПАЗ является компонентом распределенной системы управления (РСУ), которая в свою очередь является компонентом АСУТП объектов нефтегазодобычи (рис. 1)
Рисунок 1. Уровни систем ПАЗ
Основная задача любой системы ПАЗ - перевод процесса нефтегазодобычи в безопасное состояние при возникновении каких-либо проблем в его работе (выход технологических процессов за установленные границы, отказ оборудования, нештатные ситуации).
Как правило, система ПАЗ получает данные о состоянии объекта нефтегазодобычи от «собственных» дублированных датчиков (одной из самых надежных схем считается «2оо3», когда срабатывание любых 2 из 3 датчиков, установленных на одной контрольной точке, считается необходимым условием для срабатывания защитной блокировки) и управляет «своими» резервированными исполнительными механизмами.
У системы ПАЗ как компоненты РСУ нет «своей» станции оператора (такая есть в РСУ), есть только мобильная инженерная станция, с помощью которой выполняется конфигурирование ПЛК системы ПАЗ.
Со станции оператора РСУ, соединенной с системой ПАЗ через сетевой экран (файервол (FireWall), можно контролировать процесс работы системы ПАЗ, но нельзя ей управлять.
Конечное оборудование не зависит от оборудования РСУ, к примеру, если на трубопроводе по информации РСУ «заклинил клапан», то при возникшей ситуации отработает «отсекатель» системы ПАЗ.
При создании и последующей эксплуатации систем ПАЗ, предназначенных для технологических объектов нефтегазодобычи, следует соблюдать единый порядок управления комплексом необходимых работ, опирающийся на требования международных и национальных нормативно-методических документов. Такой порядок должен охватывать состав, содержание и способы (методы) проведения работ по проектированию, внедрению, эксплуатации и техническому обслуживанию систем ПАЗ.
Этот порядок должен обеспечивать выполнение всех требований, предъявляемых к свойствам и показателям качества функционирования систем ПАЗ. Главными из них являются требования, предъявляемые к функциональной безопасности любой системы ПАЗ, т.е. к ее способности правильно функционировать, обеспечивая безопасность соответствующего объекта автоматизации.
В соответствии с серией российских стандартов ГОСТ Р МЭК 61508 и ГОСТ Р МЭК 61511 функциональная безопасность системы ПАЗ как электронной программируемой системы определяется показателями качества выполнения ею функций безопасности, т.е. таких функций, содержанием которых является совокупность действий, направленных на снижение опасности, существующей и/или возникающей при функционировании управляемого объекта.
Основной функцией безопасности, для выполнения которой предназначена любая система ПАЗ технологического объекта, является автоматическое изменение его состояния в сторону более безопасного, выполняемое рассматриваемой системой в случае появления потенциально опасного события (например, выхода параметров процесса за безопасные пределы). Содержанием этой функции является совокупность действий, включающих измерительное преобразование и/или контроль соответствующих параметров состояния объекта, а также формирование и передачу на объект такой последовательности заранее определенных управляющих воздействий, которые направлены на предотвращение или снижение вреда. противоаварийный взрывопожароопасный нефтегазодобыча
Кроме основной функции система ПАЗ обычно выполняет ряд дополнительных функций, которыми в типичных случаях являются:
- автоматическое обнаружение потенциально опасных изменений состояния технологического объекта или системы его автоматизации;
- автоматическое измерение технологических переменных, важных для безопасного ведения технологического процесса (например, измерение переменных, значения которых характеризуют близость объекта к границам безопасного режима ведения процесса);
- автоматическая (в режиме on-line) диагностика отказов, возникающих в системе ПАЗ и/или в используемых ею средствах технического и программного обеспечения;
- автоматическая предаварийная сигнализация, информирующая оператора технологического процесса о потенциально опасных изменениях, произошедших в объекте или в системе ПАЗ;
- автоматическая защита от несанкционированного доступа к параметрам настройки и/или выбора режима работы системы ПАЗ.
На взрывоопасных объектах нефтегазодобычи применение систем, выполняющих функции противоаварийной защиты и/или блокировки при достижении критичных значений технологических параметров, является обязательным. Выполнение указанных функций должно предупреждать образование взрывоопасной среды и другие аварийные ситуации, связанные с отклонениями технологического процесса от предусмотренных технологическим регламентом предельно допустимых значений параметров во всех режимах работы объекта, и, при необходимости, обеспечивать остановку объекта или иной его перевод в безопасное состояние.
Следует иметь в виду, что применение систем ПАЗ является не единственным способом достижения необходимого уровня промышленной безопасности производственных объектов. Наряду с электронными системами ПАЗ на них должны функционировать и другие системы и средства, обеспечивающие безопасность производства (служба пожарной охраны, системы автоматического пожаротушения, система оповещения о чрезвычайных ситуациях, предохранительные клапаны и др.). Совокупность таких систем и средств образует «многослойную» систему защиты (рис. 2) персонала, окружающей среды и имущества предприятия от возможных неблагоприятных событий на производстве и от их последствий.
Рисунок 2. Типичные слои защиты и функции безопасности, применяемые для снижения рисков на объектах нефтегазодобычи
Использованные источники
1. Ермоленко А.Д., Кашин О.Н., Лисицын Н.В., Макаров А.С., Фомин А.С., Хазаров В.Г. Автоматизация процессов нефтепереработки: уч.пос. / А.Д. Ермоленко, О.Н. Кашин, Н.В. Лисицын и др.; под общ. ред. д-ра техн. наук В.Г. Хазарова. - СПб.: Профессия, 2012. - 304 с., схем, табл., ил.;
2. Капаков Е.С. Регламент установки комплексной переработки нефти в сфере производственной безопасности - 33 с.