Thread Content
Резервуары для жидкостей находят широкое применение в химической промышленности. При проектировании технологических систем часто необходимо устанавливать устройства для отслеживания уровня жидкости и сигнализации о его изменениях, чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу резервуаров и связанных с ними устройств. Для резервуаров в устройстве, которые требуют особого контроля или защиты, необходимо также установить сигнализацию о низком и крайне низком уровне жидкости, а также сигнализацию о высоком уровне жидкости, сопровождаемую соответствующими механизмами блокировки. При установке значения предупреждения о высоком уровне необходимо полностью учитывать конкретные требования производственного процесса и параметры самих контейнеров. https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=99431210de1373f0f53f6f97940f4b8b/1a5f748ca9773912fb1b0f0af7198618367ae27e.jpg Резервуары являются важным оборудованием в нефтехимических предприятиях; они используются для хранения жидких и газообразных сырьев, готовой продукции и промежуточных продуктов. Количество материалов, хранящихся в танках для хранения нефтепродуктов, значительно превышает критическое значение для объектов с высоким уровнем опасности. Это создает серьезные риски; даже небольшая ошибка может привести к катастрофической аварии. Согласно статистике, уровень аварийности на резервуарах значительно выше, чем у оборудования в нефтехимических предприятиях, где происходят процессы при высоких температурах и давлении в непрерывном режиме. Очевидно, что резервуары являются ключевым элементом в системе управления безопасностью на нефтехимических предприятиях. Каковы же требования к настройкам сигнализации о высоком уровне жидкости в резервуаре, значениям сигнализации о чрезмерно высоком уровне жидкости, а также к настройкам аварийного клапана? Может ли компания в одностороннем порядке вносить изменения? В этой статье мы вместе обсудим это. Давайте рассмотрим один пример: инцидент с переливом — неисправность уровнемера. В резервуаре для хранения растворителей произошел перелив при заливке в него материала; легковоспламеняющийся растворитель вытек из резервуара. К счастью, пожар не возник. Расследование аварии показало: перед переливом в дистанционном датчике уровня резервуара произошла неисправность. В резервуаре изначально была установлена сигнализация высокого уровня жидкости, но во время последнего ремонта были внесены изменения, в результате чего сигнализация перестала корректно функционировать (это является неправильным изменением). Урок, извлечённый из этого инцидента: крайне важно поддерживать сигнализацию о высоком уровне жидкости и обеспечивать нормальную работу датчиков уровня. На заводе необходимо регулярно тестировать уровнемеры, чтобы убедиться в их нормальной работе. У уровнемеров всегда существует определенный процент неисправностей; обычно одна неисправность может возникнуть примерно раз в 10 лет. Поэтому для растворителей с высоким уровнем опасности при необходимости следует рассмотреть использование дополнительных датчиков уровня жидкости. Любые изменения в датчиках уровня жидкости и системах сигнализации о его уровне должны рассматриваться как часть процедур управления изменениями. Необходимо строго соблюдать установленные процедуры, и функцию мониторинга уровня жидкости нельзя произвольно отключать. Байпас сигнализации уровня жидкости должен пройти процедуру изменений. Неправильное обходное включение сигнализации уровня жидкости может привести к переливу, а также к возгоранию и взрыву. Настройки сигнализации уровня жидкости в резервуаре: https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=e44b6e487cf082022d9291377bfbfb8a/9fd1ae763912b31bf95147428918367adab4e17e.jpg Это пример настроек сигнализации уровня жидкости в резервуаре, взятый из стандартов API. Указанное время приведено лишь в качестве примера; его можно соответственно скорректировать в зависимости от конкретных обстоятельств. В «Стандарте проектирования зон хранения в системах хранения и транспортировки нефтепродуктов» SH/T 3007-2014 также приведены подробные требования к установке значений сигнализации о уровне жидкости в резервуарах: 5.4.2 В автоматической системе управления должны быть предусмотрены сигналы оповещения о высоком и низком уровне жидкости, причем эти сигналы должны соответствовать следующим требованиям: а) Уровень, при котором срабатывает сигнал оповещения о высоком уровне жидкости в резервуаре, не должен превышать расчетный максимальный уровень заполнения резервуара ； б) Уровень, на котором срабатывает сигнализация о низком уровне жидкости в резервуаре, не должен быть ниже минимального уровня заполнения резервуара, предусмотренного в его проекте. https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=9b13ccab8d025aafd3327ec3cbedab8d/452b3e13b31bb051b2193943397adab44aede07e.jpg Резервуары различной ёмкости имеют разный соотношение высоты к диаметру в зависимости от требований технологического процесса или условий места их размещения. На основе имеющихся данных автор пришел к выводу, что для резервуаров, используемых в повседневной практике, соотношение высоты к диаметру у резервуаров большой емкости составляет примерно 1:1, тогда как у резервуаров меньшей емкости это соотношение обычно превышает 1. Для резервуаров малой емкости при одинаковой емкости чем выше соотношение высоты к диаметру, тем более значительными становятся колебания уровня жидкости, что способствует повышению точности отображения уровня на площадочных измерителях. На практике «Стандарты проектирования резервуарных зон в системах хранения и транспортировки нефтехимической продукции» хорошо подходят для крупногабаритных резервуаров, но не совсем подходят для малогабаритных резервуаров, требующих особых технологических условий. Для резервуаров малой емкости целесообразно использовать процент от общей емкости в качестве критерия для установки значения сигнализации, чтобы обеспечить достаточное время на реакцию у оператора и запорных клапанов. Часть нормативных требований к установке систем взаимного блокирования и аварийных клапанов на складских территориях. I. SH/T 3007-2014 — Нормы проектирования складских территорий в нефтехимической промышленности. 5.4.1 Резервуарам объемом более 100 м³ должны быть установлены приборы для непрерывного измерения уровня жидкости с возможностью передачи данных. 5.4.2 В системе автоматического управления должны быть предусмотрены сигналы тревоги при высоком и низком уровне жидкости, причем они должны соответствовать следующим требованиям: а) Уровень, при котором срабатывает сигнал тревоги из-за высокого уровня жидкости в резервуаре, не должен превышать проектно заданный максимальный уровень жидкости в резервуаре ； б) Уровень, на котором срабатывает сигнализация о низком уровне жидкости в резервуаре, не должен быть ниже минимального уровня заполнения резервуара, предусмотренного в его проекте. 5.4.3 Резервуары для хранения жидкостей с токсичностью I и II классов, резервуары для горючих жидкостей классов АB и АA с объемом 3000 м³ и более, а также резервуары для других жидкостей с объемом 10000 м³ и более должны быть оснащены устройствами оповещения о чрезмерном уровне жидкости и системой взаимодействия. Устройства оповещения о чрезмерном уровне жидкости должны обеспечивать автоматическое закрытие клапанов управления входными трубопроводами резервуара. 5.4.4 В резервуарах для хранения сырья для устройства следует установить сигнализацию низкого уровня жидкости; эта сигнализация должна быть связана с автоматическим остановлением насосов. II. SH3136-2003 Спецификации по безопасному проектированию сферических резервуаров для сжиженных углеводородов. 5.3.1 В сферических резервуарах для сжиженных углеводородов должны быть установлены уровнемеры как на месте, так и на расстоянии; однако не рекомендуется использовать уровнемеры с стеклянной пластиной. Используемые уровнемеры должны быть безопасными и надежными, а также должно быть сведено к минимуму количество отверстий в сферических резервуарах для сжиженных углеводородов. 5.3.2 В сферических резервуарах для жидких углеводородов должны быть установлены датчики высокого уровня жидкости, а также система автоматического отключения при чрезмерно высоком уровне жидкости. При необходимости следует установить сигнализатор низкого уровня жидкости. 5.3.3 Для сферических резервуаров с сжиженным нефтяным газом, в которых происходит загрузка и разгрузка с помощью цистерн в режиме периодической работы, необходимо установить устройство автоматического отключения подачи топлива при слишком высоком уровне жидкости. Для сферических резервуаров, используемых в процессах однокомпонентной ликвидации или в нефтеперерабатывающих установках с непрерывной работой, требования к системам взаимного блокирования должны определяться в соответствии с требованиями производственных процессов на этапах до и после таких резервуаров. 6.1 На входах и выходах жидкости в сферических резервуарах для хранения сжиженного нефтяного газа должны быть установлены клапаны аварийного отключения; их расположение должно быть как можно ближе к сферическому резервуару. 8.3.10 Согласно стандарту проектирования нефтяных складов GB50074-2014, на трубопроводах, по которым течут легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, в подходящих местах у берега также должны быть установлены клапаны аварийного отключения. 13.2.2 При прокладке трубопроводов с нефтяными стоками внутри пожарного вала на территории резервуаров, необходимо за пределами вала принять меры по предотвращению утечки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей с этой территории. 15.1.4 Для сигнализации о высоком и низком уровне жидкости в резервуарах следует использовать отдельные приборы для непрерывного измерения уровня или предохранительные клапаны уровня; кроме того, в системе автоматического управления необходимо обеспечить функции сигнализации и блокировки. IV. Стандарты проектирования пожарной безопасности для нефтехимических предприятий GB50160-2008, пункт 6.3.11: На резервуарах для хранения сжиженных углеводородов должны быть установлены датчики уровня жидкости, термометры, давомеры, предохранительные клапаны, а также устройства для сигнализации о высоком уровне жидкости и автоматического отключения подачи топлива при чрезмерно высоком уровне. Для резервуаров для хранения сжиженных углеводородов с полным охлаждением также должны быть предусмотрены устройства для сброса вакуума, а также датчики для контроля высокой и низкой температур; кроме того, они должны быть соединены с автоматической системой управления. 6.3.12 В резервуарах для газа должны быть установлены устройства сигнализации о достижении верхней и нижней границ объема. Также целесообразно установить устройства автоматического отключения входящих и исходящих трубопроводов. 6.3.14 В резервуарах для хранения сжиженных углеводородов при полном давлении целесообразно использовать систему вторичной дегидратации с защитой от замерзания; у основания резервуара следует устанавливать аварийный клапан. V. AQ 3053-2015 Технические требования к безопасности вертикальных цилиндрических сварных стальных резервуаров. 6.13 Клапаны отключения. В местах, где находятся трубопроводы для ввода и вывода материала из резервуара, необходимо установить главный клапан отключения. Для крупных резервуаров следует использовать клапаны с пневматическим, гидравлическим или электрическим исполнительным механизмом. Когда исполнительный механизм является электрическим, его кабели питания, сигнальные кабели и сам исполнительный механизм должны иметь огнезащиту. Клапан перекрытия должен обеспечивать автоматическое и ручное закрытие; ручное закрытие включает дистанционное ручное закрытие и ручное закрытие на месте. 12.2.2 Устройства контроля уровня жидкости. На резервуарах для хранения горючих жидкостей необходимо устанавливать датчики уровня, а также устройства сигнализации о низком и высоком уровне жидкости, а также устройства сигнализации о чрезмерно высоком уровне жидкости. Информация о состоянии уровня жидкости должна передаваться в контрольную комнату. На резервуарах, подвергающихся частым операциям, целесообразно устанавливать автоматические системы блокировки в случае чрезвычайных ситуаций. В крупных резервуарах должны быть установлены устройства сигнализации о низком и высоком уровне жидкости, а также устройства экстренного отключения. Кроме того, необходимо предусмотреть механизмы взаимодействия между устройствами сигнализации о высоком уровне жидкости и устройствами экстренного отключения. Снаружи пожарной дамбы, а также на пультах управления, должны быть установлены кнопки для активации устройств экстренного отключения. При сигнале об высоком уровне жидкости в резервуаре или при возникновении пожара возможно дистанционное или ручное закрытие клапана перекрытия подачи. После закрытия этого клапана должен автоматически останавливаться насос для подачи жидкости. VI. AQ3036-2010 Стандарты на оборудование для контроля безопасности на местах хранения опасных химических веществ, представляющих серьезную угрозу 4.2.5 При реконструкции старых резервуаров следует в первую очередь использовать датчики, которые можно установить без необходимости их очистки. 5 Требования к установке оборудования для взаимосвязанного управления 5.1 В зависимости от конкретных условий можно установить оборудование для автоматического управления путем использования механизмов взаимосвязи, которое позволяет контролировать такие параметры, как температура, уровень жидкости и давление в резервуарах, а также температуру окружающей среды. Это включает в себя автоматическое отключение или перенаправление потока материала, а также оборудование для охлаждения с помощью распыления. 5.2 Устройство экстренной смены режима должно учитывать влияние на безопасную работу устройств, расположенных выше и ниже по течению, а также обеспечивать возможность передачи сигналов тревоги между этими устройствами и функцию отложенной активации. При необходимости следует одновременно установить устройства для экстренного сброса давления или восстановления материалов. 6.3.7 Для крупных резервуаров для горючих жидкостей объемом более 5000 м³, а также для резервуаров под давлением с опасными химическими веществами объемом более 400 м³ необходимо устанавливать отдельные системы обнаружения высокого уровня жидкости, сигнализации и блокировки. 6.3.8 Система контроля высокого уровня жидкости в резервуаре под давлением должна включать как программные, так и аппаратные сигналы тревоги. Для управления сигнализацией целесообразно использовать логическую структуру И-выхода. VII. Уведомление о дальнейшем усилении мер по обеспечению безопасности на территориях хранения химикатов. Аньцзянь Цзунгуань Сань [2014] № 68. https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=38f03d5955afa40f3cc6ced59b64038c/d54eb41ab051f819cd188921d5b44aed2e73e77e.jpg. Дальнейшее усиление мер по обеспечению безопасности на территориях хранения химикатов. (I) Дальнейшее совершенствование систем контроля и наблюдения на территориях хранения химикатов. В соответствии с требованиями нормативов установлены сигнализации о высоком и низком уровне жидкости в резервуаре; применяются механизмы автоматического отключения клапана подачи жидкости при чрезмерно высоком уровне и прекращения подачи материала при чрезмерно низком уровне. Убедитесь, что система сигнализации о утечке легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных и вредных газов находится в рабочем состоянии. На крупных резервуарах для хранения сжиженных газов и крайне токсичных химикатов необходимо устанавливать клапаны экстренного отключения. VIII. Уведомление о публикации рекомендаций по предотвращению серьезных аварий, связанных с опасными химическими веществами и фейерверками, Аньцзянь Цзунгуань Сань (2016) № 62: https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=ce02e5f4ab0f4bfb8cd09e5c334f788f/5f47b750f81986187a7a65ef45ed2e738bd4e67e.jpg Необходимо строго контролировать риски и устранять потенциальные угрозы. 3. Необходимо активно проводить специальные мероприятия по контролю за опасными химическими веществами, а также применять эффективные меры предотвращения: (4) Начиная с 1 января 2017 года все склады с опасными химическими веществами, которые относятся к категории первой или второй степени опасности и не оснащены функцией аварийной остановки, должны быть закрыты для использования ； IX. SH/T 3184-2017 Стандарты проектирования автоматизированных систем на территориях нефтехимических заводов. 4.2.3.1 На верхней части резервуаров должны быть установлены 2 прибора для непрерывного измерения уровня жидкости; один из этих приборов используется для подачи сигналов тревоги о высоком и низком уровне жидкости в систему управления. 4.2.3.2 В соответствии с требованиями технологического процесса в системе управления должны быть предусмотрены механизмы сигнализации о высоком уровне жидкости, а также автоматическое закрытие клапанов, контролирующих подачу жидкости в резервуар. Для получения сигналов используются устройства непрерывного измерения уровня жидкости, описанные выше. Если необходимо использовать ещё один прибор для измерения уровня жидкости, то целесообразно применять устройства непрерывного измерения; также можно использовать переключатели уровня жидкости. 4.2.4.1 На верхней части резервуара должны быть установлены 2 прибора для непрерывного измерения уровня жидкости; один из них предназначен для подачи сигналов тревоги о высоком и низком уровне жидкости в систему управления. 5.3.7.1 Для резервуаров из углеродистой стали, внутренние стенки которых не имеют покрытия и наслоений грязи, можно использовать ультразвуковые датчики уровня, устанавливаемые снаружи. 5.3.7.2 Для резервуаров с плавающей крышей или резервуаров для хранения тяжелых нефтепродуктов целесообразно использовать ультразвуковые датчики уровня, устанавливаемые снаружи. 5.3.7.3 Для сосудов под давлением с жидкими углеводородами целесообразно использовать ультразвуковые датчики уровня, размещаемые снаружи сосуда. 5.3.7.4 При монтаже ультразвукового датчика необходимо обеспечить такое расположение датчика, чтобы направление его измерений не находилось под воздействием препятствий в виде трубопроводов и других элементов внутри резервуара. Кроме того, датчик должен быть установлен так, чтобы он не находился рядом с швами стенок резервуара. X. Принцип действия и особенности ультразвукового датчика уровня жидкости от компании Dinghua Electronics https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=17af1b5444fbfbeddc59367748f0f78e/5c0dff188618367a97b4f5b621738bd4b31ce57e.jpg Этот ультразвуковой датчик уровня жидкости представляет собой устройство для измерения уровня жидкости, установляемое снаружи резервуара. Он является полностью бесконтактным измерительным устройством. В его конструкции используется патентованная технология компании Dinghua Electronics – анализ микродвижений. Благодаря точному процессу производства и строгой проверке качества, этот датчик обеспечивает надежность, стабильность и долговечность в эксплуатации. Характеристики этого внешнего датчика уровня следующие: 1) Установка осуществляется в режиме без остановки оборудования; не требуется открывать резервуары, использовать огонь или фланцы. 2) Датчик не зависит от вязкости измеряемой жидкости, а также от её чистоты. 3) Не подвержен влиянию плотности среды, давления, температуры и т. д. 4) Не зависит от условий в танке, подлежащем измерению. 5) Нет механических движущихся элементов, долговечен, не изнашивается. 6) Экологично, без утечек и выбросов. Благодаря вышеуказанным характеристикам этого внешнего датчика уровня он подходит для использования в условиях, где предъявляются строгие требования к уровню безопасности и к условиям монтажа ； Подходит для различных жидких сред.