Configuração dos valores de alarme para tanques de hidrocarbonetos líquidos: alarmes para temperatura, pressão e níveis mínimos e máximos do líquido

Artigo visto na internet, compartilhando: os tanques de armazenamento de líquidos são amplamente utilizados no setor químico. Durante o processo de projeto dos sistemas de processamento, é frequentemente necessário instalar sistemas de alarme e indicadores de nível do líquido nos tanques, a fim de garantir o funcionamento estável e seguro dos tanques e dos dispositivos relacionados. Para os tanques que precisam ser monitorados ou protegidos com atenção especial no equipamento, é necessário também configurar alarmes de nível de líquido muito baixo e muito alto, além de instalar os intertravamentos correspondentes. Quanto à definição dos valores de alarme para altitudes elevadas, deve-se levar em consideração as exigências específicas do processo de produção, bem como os parâmetros do próprio recipiente. Os tanques de armazenamento são instalações importantes nas empresas petroquímicas, utilizados para armazenar matérias-primas, produtos finais e produtos intermediários em estado líquido e gasoso. A quantidade de materiais armazenados nos tanques de armazenamento de produtos petroquímicos é muito maior do que a quantidade crítica para considerá-los como fontes de perigo significativo. Isso gera um risco elevado, e um pequeno erro pode levar a acidentes desastrosos. De acordo com estatísticas, a taxa de acidentes em tanques de armazenamento é muito maior do que a taxa de acidentes em instalações de indústrias petroquímicas que operam sob condições de alta temperatura, alta pressão e reações contínuas. É evidente que os tanques de armazenamento são um ponto central na gestão da segurança das empresas petroquímicas. Quais são, então, os requisitos para o alarme de nível elevado do tanque de armazenamento, para os valores de alarme de nível muito elevado, e para a configuração da válvula de interrupção de emergência? As empresas podem alterar arbitrariamente os valores de alarme para o nível do líquido nos tanques? Vamos discutir isso juntos neste artigo. Vamos primeiro analisar um caso de vazamento causado por uma falha no medidor de nível: havia um tanque de armazenamento de solventes, e durante o processo de alimentação do tanque ocorreu um vazamento. O solvente inflamável vazou para fora do tanque, mas, felizmente, não houve incêndio. A investigação do acidente revelou que, antes do vazamento, o medidor de nível remoto do tanque apresentou falha. O tanque originalmente possuía um alarme de nível elevado de líquido, mas durante a manutenção recente foram feitas alterações, e o alarme de nível elevado não funciona mais corretamente (trata-se de uma modificação inadequada). Lições aprendidas com este acidente: ◆ É muito importante manter um alarme de nível elevado e garantir que o medidor de nível funcione corretamente. A fábrica precisa testar periodicamente os medidores de nível para garantir seu funcionamento adequado. ◆Os nivômetros sempre apresentam uma certa taxa de falhas, sendo que geralmente ocorre uma falha a cada 10 anos. Portanto, para solventes de alto risco, deve-se considerar, se necessário, o uso de medidores de nível ou interruptores de nível redundantes. ◆Quaisquer alterações nos medidores de nível e nos sistemas de alarme de nível devem fazer parte do processo de gestão de mudanças. É necessário seguir rigorosamente os procedimentos estabelecidos para tais alterações, e não se deve desativar arbitrariamente a função de monitoramento do nível. ◆A desvios do alarme de nível de líquido deve passar por revisão de alterações. Desviar arbitrariamente o alarme de nível do líquido pode causar transbordamento, e até mesmo acidentes de incêndio e explosão. Regras e padrões relacionados à configuração de alarmes de nível de líquido em tanques de armazenamento. Este é um exemplo de configuração de alarmes de nível de líquido em tanques, extraído dos padrões API. O tempo mencionado serve apenas como exemplo; podem ser feitos ajustes apropriados de acordo com as condições reais. ◆As “Normas de Projeto para Áreas de Tanques em Sistemas de Armazenamento e Transporte de Produtos Petroquímicos” SH/T 3007-2014 também estabelecem regras detalhadas quanto aos valores de alarme relacionados ao nível do líquido nos tanques: 5.4.2 Deve-se configurar alarmes para nível alto e baixo no sistema de controle automático, de acordo com as seguintes condições: a) O valor de alarme para nível alto no tanque não deve ser superior ao nível máximo de armazenamento projetado para o tanque ； b) A altura de ajuste do alarme de nível baixo no tanque de armazenamento não deve ser inferior ao nível mínimo de armazenamento projetado para o tanque. Os tanques de armazenamento, com diferentes capacidades, possuem razões altura-diâmetro que variam de acordo com as exigências do processo ou da disposição no local. De acordo com as informações fornecidas pelos instrumentos de medição digital, a capacidade dos tanques mais utilizados é a seguinte: para os tanques de grande capacidade, a relação entre a altura e o diâmetro é próxima de 1:1, enquanto para os tanques de menor capacidade, essa relação costuma ser maior que 1. Para tanques de pequena capacidade, mantendo-se a mesma capacidade, quanto maior for a relação altura/diâmetro, maior será a variação do nível do líquido, o que é benéfico para melhorar a precisão da indicação dos medidores de nível no local. Na produção real, as “Normas de Projeto para Áreas de Tanques em Sistemas de Armazenamento e Transporte de Produtos Petroquímicos” são muito adequadas para tanques de grande capacidade. No entanto, elas não são totalmente adequadas para tanques de pequena capacidade que exigem processos especiais. Para tanques de pequena capacidade, é recomendável utilizar a porcentagem da capacidade total como critério para definir os valores de alarme, de modo a garantir o tempo necessário para que os operadores e as válvulas de intertravamento possam reagir. Existem requisitos normativos para a instalação de intertravamentos e válvulas de corte de emergência nas áreas de tanques. Sem regras, não há ordem; da mesma forma, existe uma norma que estabelece os valores de alarme para o nível do líquido nos tanques. A Changhui Instruments compilou as disposições das normas atuais relativas à definição desses valores de alarme, para que os técnicos possam se referir a elas. ◆SH/T 3007-2014 – Normas de projeto para áreas de armazenamento em sistemas de armazenamento e transporte de produtos petroquímicos. 5.4.1 Os tanques com capacidade superior a 100 m³ devem estar equipados com instrumentos de medição contínua do nível do líquido. 5.4.2 Deve haver alarmes de nível alto e baixo no sistema de controle automático, e esses alarmes devem atender às seguintes condições: a) O nível de alerta para nível alto no tanque não deve ser superior ao nível máximo de armazenamento projetado para o tanque ； b) A altura de ajuste do alarme de nível baixo no tanque de armazenamento não deve ser inferior ao nível mínimo de armazenamento projetado para o tanque. 5.4.3 Os tanques de armazenamento de líquidos tóxicos de grau I e II, os tanques para líquidos inflamáveis das categorias A e B com capacidade igual ou superior a 3000 m³, e os tanques para outros tipos de líquidos com capacidade igual ou superior a 10000 m³ devem estar equipados com sistemas de alarme para níveis elevados de líquido, além de dispositivos de intertravamento. O sistema de alarme para níveis elevados deve acionar o fechamento automático da válvula de controle da entrada do tanque. 5.4.4 Os tanques de armazenamento das matérias-primas do equipamento devem ser equipados com alarmes de nível muito baixo; esses alarmes devem acionar o fechamento automático das bombas. http://yunrun.com.cn/upload/201812/20/201812201607161244.png ◆SH3136-2003 – Especificações para o projeto seguro de tanques esféricos para armazenamento de hidrocarbonetos liquefeitos. 5.3.1 Os tanques esféricos para hidrocarbonetos liquefeitos devem ser equipados com medidores de nível, tanto locais quanto remotos. No entanto, não se deve utilizar medidores de nível baseados em placas de vidro. O nívelmetro utilizado deve ser seguro e confiável, além de reduzir, na medida do possível, o número de aberturas nos tanques esféricos para hidrocarbonetos liquefeitos. 5.3.2 Os tanques esféricos para armazenamento de hidrocarbonetos liquefeitos devem estar equipados com alarmes de nível alto e com sistema de intertravamento em caso de nível ainda mais alto. Se necessário, deve-se instalar um alarme de nível baixo de líquido. 5.3.3 Para os tanques esféricos de armazenamento de gás liquefeito de petróleo, utilizados no carregamento e descarregamento de caminhões-tanque em operações intermitentes, deve ser instalado um dispositivo de interrupção automática do fornecimento de combustível, acionado quando o nível do líquido atinge um valor elevado. Para tanques esféricos de armazenamento operados de forma contínua em instalações de liquefação ou refino de um único componente, os requisitos de intertravamento devem ser determinados com base nas exigências dos processos produtivos anteriores e subsequentes. 6.1 Nos tanques esféricos de armazenamento de petróleo liquefeito, devem ser instaladas válvulas de corte de emergência nas entradas e saídas da fase líquida. Essas válvulas devem estar localizadas perto do tanque esférico ； ◆Norma de projeto para armazéns de petróleo GB50074-2014, 8.3.10: Nos locais onde os tubos que transportam líquidos inflamáveis e combustíveis se encontram à beira da costa, devem ser instaladas válvulas de interrupção para uso em situações de emergência. 13.2.2 Quando os tubos de esgoto contendo óleo, localizados dentro da barragem de proteção da área de armazenamento, saem dessa barragem, devem ser adotadas medidas para evitar vazamentos de líquidos inflamáveis e combustíveis para fora da área de armazenamento. 15.1.4 Os instrumentos de medição de nível utilizados para enviar sinais de alarme relacionados aos níveis elevados e baixos do líquido nos tanques devem ser instrumentos de medição contínua de nível ou interruptores de nível separados. Além disso, deve haver sistemas de alarme e intertravamento integrados no sistema de controle automático. ◆Normas de projeto para segurança contra incêndios em indústrias petroquímicas GB50160-2008 6.3.11 Os tanques de armazenamento de hidrocarbonetos liquefeitos devem estar equipados com medidores de nível, termômetros, manômetros, válvulas de segurança, além de sistemas de alarme para nível elevado e dispositivos de interrupção automática do fornecimento de combustível em caso de nível extremamente alto. Para os tanques de armazenamento de hidrocarbonetos liquefeitos totalmente congelados, também devem ser instalados dispositivos de alívio de vácuo, além de sensores para detecção de temperaturas altas e baixas. Além disso, esses sistemas devem estar conectados a um sistema de controle automático. 6.3.12 Os tanques de gás devem ser equipados com dispositivos de alarme para limites superiores e inferiores, e é recomendável que haja também dispositivos de intertravamento automático nos tubos de entrada e saída. 6.3.14 Os tanques de armazenamento de hidrocarbonetos liquefeitos a pressão total devem contar com um sistema de desidratação secundário com medidas de proteção contra congelamento. Deve haver também uma válvula de interrupção de emergência localizada na parte inferior do tanque. ◆AQ 3053-2015 – Especificações técnicas de segurança para tanques de armazenamento de aço cilíndricos verticais soldados. 6.13 Válvulas de corte: Deve haver uma válvula de corte principal localizada perto das tubulações de entrada e saída do material no tanque. Para tanques de grande porte, devem ser utilizadas válvulas com atuadores pneumáticos, hidráulicos ou elétricos. Quando o atuador é do tipo elétrico, seus cabos de alimentação, cabos de sinal e o próprio atuador elétrico devem ter proteção contra incêndios. A válvula de corte deve possuir funções de fechamento automático e manual; o fechamento manual inclui fechamento remoto e fechamento manual no local. 12.2.2 Acessórios de controle do nível de líquido: Nos tanques de armazenamento de líquidos inflamáveis, devem ser instalados medidores de nível, bem como dispositivos de alarme para níveis altos e baixos, além de dispositivos de alarme para níveis extremamente altos. As informações relacionadas aos alarmes e ao nível do líquido devem ser transmitidas para a sala de controle. Tanques que são operados com frequência devem contar com dispositivos de intertravamento automático para interrupção de emergência. Os tanques de grande porte devem estar equipados com dispositivos de alarme para níveis de líquido baixos e altos, bem como com dispositivos de interrupção de emergência. Além disso, deve-se implementar medidas que permitam a interligação entre os dispositivos de alarme de nível alto e os dispositivos de interrupção de emergência. Botões de interrupção de emergência devem ser instalados fora do dique de proteção contra incêndios e nas estações de controle. Quando ocorre um alarme de nível elevado no tanque de armazenamento ou um incêndio, é possível fechar remotamente ou manualmente a válvula de interrupção do fornecimento de líquido. Após o fechamento dessa válvula, a bomba de alimentação deve ser desligada automaticamente por meio de um sistema de intertravamento. ◆AQ3036-2010 – Normas para a instalação de equipamentos de monitoramento de segurança em áreas de armazenamento de produtos químicos perigosos. 4.2.5 Para a reforma de tanques antigos, deve-se dar prioridade à utilização de sensores que possam ser instalados sem a necessidade de esvaziar o tanque. 5 Requisitos de configuração dos equipamentos de controle interligado 5.1 É possível configurar, de acordo com as condições reais, equipamentos de controle automático interligado para controlar parâmetros como temperatura do tanque, nível do líquido, pressão e temperatura ambiente. Isso inclui o corte ou transferência automática dos materiais, bem como equipamentos de resfriamento por pulverização. 5.2 O dispositivo de comutação de emergência deve levar em consideração, ao mesmo tempo, o impacto na produção segura dos dispositivos localizados a montante e a jusante, além de permitir a comunicação de alarmes com esses dispositivos e a execução de ações com atraso. Se necessário, devem ser instaladas, ao mesmo tempo, instalações de alívio de pressão de emergência ou de recuperação de materiais. 6.3.7 Tanques de armazenamento de líquidos inflamáveis de grande porte (acima de 5000 m³), bem como tanques de pressão para substâncias perigosas com capacidade acima de 400 m³, devem contar com sistemas separados de detecção e alarme de nível elevado do líquido, além de sistemas de intertravamento. 6.3.8 O sistema de controle para detecção do nível elevado de líquido nos tanques de pressão deve ser composto por alertas por software e alertas por hardware. A estrutura lógica de controle de alarmes deve utilizar uma lógica de porta OU. ◆Aviso sobre o reforço adicional da gestão da segurança nas áreas de armazenamento de produtos químicos – Circular nº 368 do Departamento Geral de Supervisão de Segurança. Reforço adicional da gestão da segurança nas áreas de armazenamento de produtos químicos: (I) Aperfeiçoamento das instalações de monitoramento e controle nessas áreas. De acordo com as exigências das normas, são configurados alarmes para níveis elevados e baixos de líquido no tanque. São adotadas medidas de intertravamento automático para fechar a válvula de alimentação do tanque quando o nível de líquido fica excessivamente alto, e também medidas de intertravamento automático para parar o transporte de material quando o nível de líquido fica excessivamente baixo. Certifique-se de que o sistema de alarme para vazamentos de gases inflamáveis, explosivos, tóxicos e nocivos esteja em bom estado e funcional. Tanques de armazenamento importantes, como os de gases liquefeitos e produtos químicos altamente tóxicos, devem ser equipados com válvulas de interrupção de emergência. ◆Aviso sobre a emissão de diretrizes para o controle de acidentes graves envolvendo substâncias químicas perigosas e fogos de artifício – Anexo nº 362 do Departamento de Supervisão de Segurança. É necessário controlar rigorosamente os riscos e eliminar as possíveis ameaças. 3. É preciso avançar de forma eficaz na correção dos problemas relacionados às substâncias químicas perigosas, implementando medidas de prevenção adequadas: (4) A partir de 1º de janeiro de 2017, todos os tanques que contenham substâncias químicas perigosas e que se enquadrem como fontes de risco de primeiro ou segundo grau, e que não possuam sistema de parada de emergência, deverão ser desativados imediatamente ； ◆SH/T 3184-2017 – Especificações para o projeto de sistemas automatizados em áreas de armazenamento de produtos petroquímicos. 4.2.3.1 Deve-se instalar 2 conjuntos de instrumentos de medição contínua do nível do líquido no topo dos tanques; um desses conjuntos deve ser utilizado para acionar alertas de nível alto e baixo no sistema de controle. 4.2.3.2 Deve-se configurar, no sistema de controle, um sistema de alarme para níveis elevados de líquido, bem como dispositivos de intertravamento para fechar as válvulas de alimentação dos tanques, de acordo com as exigências do processo. Os sinais devem ser obtidos por meio dos instrumentos de medição contínua de nível mencionados anteriormente. Quando for necessário utilizar um terceiro instrumento de medição de nível, pode-se optar por um instrumento de medição contínua ou por um interruptor de nível. 4.2.4.1 Deve-se instalar 2 conjuntos de instrumentos de medição contínua do nível de líquido no topo do tanque. Um desses conjuntos serve para configurar alertas de nível alto e baixo no sistema de controle. 5.3.7.1 Tanques de aço carbono para líquidos, cujas paredes internas não possuem revestimento ou camada de sujeira, podem utilizar interruptores de nível ultrassônicos instalados na parte externa do tanque. 5.3.7.2 Para tanques com teto flutuante ou tanques de armazenamento de óleos pesados, é recomendado o uso de interruptores de nível ultrassônicos montados na superfície externa do tanque. 5.3.7.3 Para tanques de hidrocarbonetos liquefeitos, é recomendado o uso de interruptores de nível ultrassônicos montados na superfície externa do tanque. 5.3.7.4 A instalação do sensor de ultrassom deve ser feita de modo que a direção de medição do sensor não seja obstruída por tubulações ou outros componentes dentro do tanque. Além disso, o sensor deve ser instalado longe das soldas nas paredes do tanque.

O nível do líquido no tanque é determinado principalmente com base no coeficiente de enchimento definido durante o projeto. O tamanho do tanque é definido levando-se em consideração a capacidade máxima de armazenamento, e então o tamanho do tanque é calculado com base nesse coeficiente de enchimento. Muitas empresas escolhem aleatoriamente os valores de alarme para o nível do líquido, mas na realidade isso não é correto; além disso, o valor de intertravamento também não pode exceder o valor máximo de enchimento. A temperatura e a pressão são projetadas principalmente com base nas propriedades do meio.