Detekcja gazów w przemyśle rafineryjnym, bazach paliw i stacjach benzynowych cz. 1/3

181

Część 1  Zagrożenia gazowe, regulacje prawne i rola systemu detekcji gazów Ropa naftowa jest wciąż jednym z najbardziej eksploatowanych źródeł energii. Do jej wydobycia, przetworzenia i dystrybucji konieczna jest ogromna infrastruktura, która jest jedną z największych gałęzi przemysłu. Ze względu na charakter surowca i produktów priorytetem w tych obiektach jest ochrona przeciwpożarowa i przeciwwybuchowa. Awarie w przemyśle petrochemicznym należą do najpoważniejszych.

Zagrożenia gazowe

Głównymi zagrożeniami są opary paliw oraz paliwa gazowe, a także gazowe produkty uboczne i gazy wykorzystywane do produkcji. Mogłoby się wydawać, że paliwa są cieczami więc są bezpieczne wybuchowo, ale to niestety nie jest prawda. Ich opary potrafią być wybuchowe i niestety są cięższe od powietrza więc niełatwo się ich pozbyć. Paliwa ciekłe to mieszaniny węglowodorów często bardzo różniące się od siebie składem i właściwościami. Surowiec, z którego są wykonane (ropa naftowa) także ma różny skład w zależności od tego skąd pochodzi. Skład i ilość oparów zależy od temperatury (t) oraz prężności par danej substancji. W skrócie można założyć, że jeżeli prężność par jest równa 0 kPa (0 atm[1]) to substancja w ogóle nie wydziela oparów, a jeżeli ciśnienie jest równe ciśnieniu otoczenia to substancja wrze (czyli ciecz w całości przechodzi w stan gazowy). Dla ułatwienia można to porównać do wody. W temperaturze 0oC woda nie jest skłonna do parowania, a w temperaturze 100oC wrze i zamienia się w parę wodną. Tym samym w uproszczeniu im cieplej oraz im bardziej lotna substancja tym bardziej jest skłonna do tego żeby wydzielać opary. Tak więc określając zagrożenie trzeba wziąć pod uwagę powyższe warunki oraz tzw. warunki standardowe[2] dla pomieszczeń czyli cisnienie na poziomie 1 atm ≈ 101 kPa i temperaturę 20oC. Zarówno paliwa naftowe jak i produkty naftowe (rozpuszczalniki) posiadają określone ciśnienia par. Niektóre z nich mają jednak niski poziom i pomimo, że mają zdefiniowane granice wybuchowści, to w normalnych warunkach nie mogą wytworzyć wystarczająco dużo oparów, aby osiągnąć stężenie wybuchowe.

[1] atm – atmosfera; ciśnienie atmosferyczne przyjęte na podstawie średniego ciśnienia 1013,25 hPa = 101,325 kPa = 1 atm

[2]   warunki standardowe zależą od organizacji jaka je określa. Przyjęto tzw. normalne warunki ciśnienia i temperatury (NTP) zgodnie z Narodowym Instytutem Standaryzacji i Technologii (NIST).  Należy pamiętać, że zmiana ciśnienia lub zmiana temperatury powoduje zmianę warunków parowania substanacji.

Olej napędowy[3] składa się z ciężkich węglowodorów o liczbie atomów C od 9 do 25, posiada niski współczynnik ciśnienia par, w zależności od karty katalogowej współczynnik wynosi 0,4kPa dla t=40oC (niektórzy producenci nawet odstępują od podania tego parametru wpisując “nie dotyczy”). Daje to ilość oparów na poziomie:

=  0,0039  =  0,39% = 30% DGW (przy t=40oC)

Tym samym olej napędowy nie jest w stanie wytworzyć znaczących ilości oparów, a przyjmując temperaturę normalną na poziomie 20oC jest ich jeszcze mniej. Dolna Granica Wybuchowości podawana przez niektórych producentów to 1,3% i tu też warto wspomnieć, że w większości ten parametr także nie jest podawany lub widnieje przy nim zapis, że olej napędowy może tworzyć mieszaniny wybuchowe tylko w określonych warunkach (np. wysokiej temperatury).

Kolejnym parametrem jest temperatura zapłonu, która wynosi >55oC (to powód, dla którego olej napędowy nie jest klasyfikowany jako substancja skrajnie ani wysoce łatwopalna[4]). Oznacza to że w normalnych warunkach (20oC) nie jest możliwy zapłon oleju napędowego przez niewielkie źródło ognia (np. zapałkę). Uwzględniając powyższe parametry można stwierdzić, że olej napędowy przy prawidłowej eksploatacji w normalnych warunkach nie powoduje zagrożenia wybuchowego i ma wskazań do uwzględniania go przy projektowaniu systemów detekcji gazów.

Benzyna[5] charakteryzuje się innymi parametrami. W zależności od typu jest zbiorem ciężkich węglowodorów o liczbie atomów C od 5 do 12, a więc zdecydowanie lżejszych niz olej napędowy. Prężność par na poziomie >45kPa dla t=40oC, a tym samym łatwo odparowuje i jej opary są poważnym zagrożeniem. Temperatura zapłonu <-10oC dzięki czemu łatwo odpalimy silnik samochodu w zimie, ale w normalnych warunkach oznacza to łatwopalną ciecz. Granice wybuchowości to odpowiednio 1,3%v/v (DGW – Dolna Granica Wybuchowości) i 10,6%v/v (GGW – Górna Granica Wybuchowości) benzyna 95 oktanów oraz 1,7%v/v (DGW – Dolna Granica Wybuchowości) i 10,5%v/v (GGW – Górna Granica Wybuchowości) benzyna 98 oktanów. Opary są  cięższe od powietrza i przemieszczają się w kierunku podłoża i zagłębień.

 

Ropa naftowa nieprzetworzona[6] to ciecz złożona z wielu węglowodorów, a jej skład silnie zależy od lokalizacji wydobycia co powoduje istotne różnice w jej właściwościach. Jest zaklasyfikowana do  I klasy bezpieczeństwa pożarowego. Dane na jej temat potrafią znacznie się różnić biorąc pod uwagę pochodzenie. Tak więc temperatura zapłonu waha się w przedziale -30oC do -10oC, prężność par 36,3kPa (dla t=37,8oC) nawet do >110kPa (dla  t=50oC). Większość kart nie podaje granic wybuchowści, a te, które to robią oscylują na poziomie DGW=1,5%v/v, a GGW=9,5%v/v (lub np. 0,8%v/v i 8%v/v wg OSHA dla złoża łupkowego Bakken USA). Tym samym planując detekcję dobrze jest określić (o ile to możiwe) rodzaj ropy biorącej udział w procesie lub magazynowanej w obiekcie. Warto zwrócić uwagę na podawany skład ropy, w którym możemy wyróżnić m.in. heksan (C6H14), heptan (C7H16), oktan (C8H18) czy nonan (C9H20). Tym samym do

[3]    parametry paliw płynnych podano dla wybranych charakterystyk. Występują różnice w zależności od produktu, a nawet pochodzenia ropy naftowej, z której otrzymano dane paliwo więc przy projektowaniu detekcji należy przyjąć pewien błąd pomiaru i odpowiednie zabezpieczenia biorąc pod uwagę te różnice.

[4]    Dz.U.Nr 109 poz. 719 “Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów”

  • 2. 1. Ilekroć w rozporządzeniu jest mowa o:

     1) materiałach niebezpiecznych pożarowo — należy przez to rozumieć:

  1. b) ciecze palne o temperaturze zapłonu poniżej 328,15 K (55 °C),

     Olej napędowy posiada temepraturę zapłonu powyżej 55oC

     Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 listopada 2005 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać bazy i stacje paliw płynnych, rurociągi przesyłowe dalekosiężne służące do transportu ropy naftowej i produktów naftowych i ich usytuowanie

  • 2. Klasy ropy naftowej i produktów naftowych

     Ropę naftową i produkty naftowe, z wyjątkiem gazu płynnego, w zależności od temperatury zapłonu zalicza się do następujących klas:

     3) do III klasy – produkty naftowe o temperaturze zapłonu od 328,15 K (55 °C) do 373,15 K (100 °C).

[5]    parametry paliw płynnych podano dla wybranych charakterystyk. Występują różnice w zależności od produktu, a nawet pochodzenia ropy naftowej, z której otrzymano dane paliwo więc przy projektowaniu detekcji należy przyjąć pewien błąd pomiaru i odpowiednie zabezpieczenia biorąc pod uwagę te różnice.

[6]    j.w.

wykrywania jej oparów najlepszy będzie detektor oparów benzyny z sensorem katalitycznym. W niektórych starszych systemach można było spotkać się z użyciem detektorów oktanu jednak takie rozwiąznaie nie wydaje się słuszne. Patrząc na skład zwrócimy uwagę, że w większości wiodącym składnikiem jest heksan (C6H14). Pomimo, że w/w węglowodory mają podobne granice wybuchowści (w przedziale 0,8-1,1%) to znacznie różnią się pod względem prężności par. Heksan posiada ciśnienie par 4-krotnie wyższe od heptanu i 10-krotnie wyższe od oktanu. Wg prawa Raoulta para nasycona nad znaną mieszaniną zawiera poszczególne ciśnienia cząstkowe składników, ale uwzględniając prawo Daltona ilościowo przeważają w niej składniki o wyższej prężności par (większej lotności). Tym samym biorąc pod uwagę dodatkowo różnice w składzie samej ropy najbliższy rzeczywistości pomiar powienien realizować detektor oparów benzyny. Niemniej, w niektórych przypadkach detektor heksanu także może być przydatny.

Alternatywnymi paliwami są paliwa gazowe:

LPG (Liquefied Petroleum Gas) – gaz płynny (propan-butan) czyli mieszanina 2 gazów: propanu (C3H4) i butanu (C4H10). Ich proporcje mogą różnić się w zależności od dostawcy, a nawet od dostawy. Oba gazy są cięższe od powietrza co powoduje, że LPG będzie gromadzić się w niskich partiach i zagłębieniach. Nie posiada zapachu (jest sztucznie nawaniany).

CNG (Compressed Natural Gas) – metan (CH4) to w Polsce wciaż mało popularne paliwo choć chętnie stosowane przez zakłady komunikacji miejskiej do napędzania autobusów. Jest wybuchowy i znacznie lżejszy od powietrza (współczynnik wynosi 0,56 w stosunku do powietrza przy 20oC) co powoduje, że będzie gromadził się w górnych partiach pomieszczeń. Dolna Granica Wybuchowości (DGW) wynosi 4,4%v/v, natomiast Górna Granica Wybuchowości (GGW) 15%v/v  wg normy PN-EN-60079-20-1 2010P. Metan nie ma koloru ani zapachu (jest sztucznie nawaniany)

Powyższe gazy palne nie są toksyczne dla człowieka. Ważniejsze parametry gazów zawarte są w tabeli.

Rodzaj gazu Wzór Współczynnik ciężaru w stosunku do powietrza przy temperaturze powietrza 20oC (powietrze = 1,0) Dolna Granica Wybuchowości

(DGW)

wg normy  PN-EN-60079-20-1 2010P

Górna Granica Wybuchowości (GGW)

wg normy  PN-EN-60079-20-1 2010P

Klasa temperaturowa Grupa
Metan CH4 0,56 4,4 %v/v 15,0 %v/v T1 IIA
Propan C3H4 1,52 1,7 %v/v 10,9 %v/v T1 IIA
Butan C4H10 2,01 1,4 %v/v 9,3 %v/v T2 IIA

(Tab.1 Właściwości gazów wybuchowych)

Kolejne zagrożenia na terenie rafinerii paliw związane są z procesami produkcji oraz wytwarzaniem produktów pobocznych w procesie rafinacji ropy.

Wodór (H2) nie dość, że jest produktem procesu rafinacji ropy to jeszcze jest wykorzystywany do jej dalszej obróbki (np. w hydrokrakingu). Ze względu na swoje właściwości jest to jeden z najniebezpieczniejszych gazów wybuchowych. Nie ma koloru ani zapachu i jest najlżejszym z gazów (współczynnik 0,07 czyli 2-krotnie mniejszy niż lekkiego helu używanego w balonach). To ważny parametr ponieważ określa sposób przemieszczania się gazu w górę (w postaci “kominów”) co może ułatwić lokalizację urządzeń detekcyjnych. Dolna Granica Wybuchowości (DGW) wynosi 4% objętościowo, a Górna Granica Wybuchowości (GGW) aż 77% objętościowo wg normy PN-EN-60079-20-1 2010P. Klasa temperaturowa T1 kategoria IIC. Warto nadmienić, że gaz ten nie tylko występuje przy procesie produkcyjnym, ale także w akumulatorowniach wózków elektrycznych, dla których znajdą Państwo osobne opracowanie na Portalu Przemysłowym “Detekcja gazów w ładowalniach akumulatorów”.

Siarkowodór (H2S) jest toksycznym gazem ubocznym procesów technologicznych wykorzystywanym m.in. do produkcji siarki w procesie Clausa. Charakteryzuje go specyficzny zapach zgniłego jajka, trochę większy ciężar od powietrza (współczynnik 1,19), palność i wybuchowość. Dolna Granica Wybuchowości (DGW) wynosi 4%v/v, a Górna Granica Wybuchowości (DGW) to aż 45,5%v/v. Jest toksyczny dla człowieka i jest przyczyną wielu wypadków. Najwyższe Dopuszczalne Stężenie (NDS*) 7mg/m3 (~5ppm), Najwyższe Dopuszczalne Stężenie Chwilowe (NDSCh*) 14mg/m3 (~10ppm) – przelicznik mg/m3->ppm = 0,71.  Przy stężeniu 300mg/m3 (~200ppm) poraża nerw węchowy i człowiek przestaje go czuć.

*NDS i NDSCh – wartości określane przez Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz.U. z roku 2002 nr 217 poz.1833).

Tlen (O2) to popularny gaz w zakładach przemysłowych. Jest używany w wielu procesach natomiast w rafinerii może być używany m.in. do zwiększenia wydajności procesu Clausa lub procesów krakingu. Wydawałoby się, że skoro tlen jest składnikiem powietrza to jest bezpieczny, ale niestety zwiększenie ilości tlenu w powietrzu powoduje zmianę granic palności materiałów i tym samym zwiększone zagrożenie pożarowe. Tłuszcze i smary w czytym tlenie ulegają nawet samozapłonowi. To poważne zagrożenie dla obiektów przechowujących lub przerabiających i tak już łatwopalne materiały. Z drugiej strony w wielu miejscach tlen może być wypierany z powietrza przez inne gazy i to także jest poważne zagrożenie dla pracowników. Przypomnijmy, że minimalna wartość tlenu w powietrzu przy jakiej można wykonywać prace to 18%v/v.

Inne produkty poboczne rafinerii to m.in. rozpuszczalniki:

Benzyna lakowa i benzyna ekstrakcyjna (eter naftowy) pomimo, że są różnymi substancjami to różnice między nimi, z punktu widzenia detekcji nie są już tak znaczące. Stąd ich kwalifikacja będzie taka sama jak innych benzyn i do detekcji ich oparów stosowane będą detektory oparów benzyny.

Toluen (C7H8) to ciecz o mocno wyczuwalnym zapachu. Jego opary są palne i wybuchowe: Dolna Granica Wybuchowości (DGW) to 1,1%v/v, a Górna Granica Wybuchowości (GGW) to 7,6%v/v. Są cięższe od powietrza przez co kierują się ku dołowi. Prężność par to 2,9 kPa przy t=20oC.

Aceton (C3H6O) jest popularnym rozpuszczalnikiem o typowym zapachu (używanym jako składnik m.in. zmywaczy do paznokci co czyni go łatwo-rozpoznawalnym). Dolna Granica Wybuchowości (DGW) wynosi 2,5%v/v, a Górna Granica Wybuchowości (GGW) 13%v/v. Opary acetonu są cięższe od powietrza, a ciśnienie par wynosi 24,6 kPa przy t=20oC.

ZAGROŻENIA GAZOWE OBIEKÓW PETROCHEMICZNYCH
RAFINERIE BAZY PALIW I OBIEKTY PRZEŁADUNKOWE STACJE BENZYNOWE ROZLEWNIE GAZU
 Benzyny

(Heksan)

Propan-Butan (LPG)

Metan (CNG)

Wodór

Siarkowodór

Tlen

Toluen

Aceton

 Benzyny

(Heksan)

 Benzyny

Propan-Butan (LPG)

Metan (CNG)*

Wodór*

 Propan-Butan (LPG)

Metan (CNG)

Wodór*

* – zagrożenia gazowe tylko na wybranych obiektach

 Regulacje prawne z zakresu detekcji gazów.

Obiekty związane z przetwórstwem i dystrybucją paliw podlegają pod wiele przepisów. Poniżej przedstawiamy wybrane fragmenty dotyczące tematyki szeroko rozumianej detekcji gazów na tych zakładach.

Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r. w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy – Rozdział 6 Prace szczególnie niebezpieczne D. Prace przy użyciu materiałów niebezpiecznych (Dz.U. z roku 2003 nr 169 poz.1650, tekst jednolity):

  • 97.1. Pomieszczenia przeznaczone do składowania lub stosowania materiałów niebezpiecznych pod względem pożarowym lub wybuchowym oraz pomieszczenia, w których istnieje niebezpieczeństwo wydzielania się substancji sklasyfikowanych jako niebezpieczne, powinny być wyposażone w:

1) urządzenia zapewniające sygnalizację o zagrożeniach;

To jeden z ważniejszych zapisów prawnych dotyczących detekcji gazów nakładujący obowiązek zabezpieczenia obiektu jeżeli znajdują się w nim substancje sklasyfikowane jako niebezpieczne. Ustawodawca nie narzuca konkretnego rozwiązania technologicznego ponieważnie jest to możliwe. Dobór odpowiednich zabezpieczeń to obowiązek uprawnionego projektanta wyspecjalizowanego w tego typu projektach. Co istotne wymóg zatrudnienia projektanta jest usankcjonowany przez następną regulację.

Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. z 2010 poz.719)

  • 2.1.Ilekroć w rozporządzeniu jest mowa o:
    9)urządzeniach przeciwpożarowych  – należy przez to rozumieć […], urządzenia zabezpieczające przed powstaniem wybuchu i ograniczające jego skutki, […];

Urządzenia zabezpieczające przed wybuchem to szerokie pojęcie, które zawiera w sobie systemy detekcji gazów i oparów wybuchowych. Jednak nie wszystkie systemy podlegają pod tą regulację. Aby system kwalifikował się jako zabezpieczający musi realizować automatyczną funkcję zabezpieczenia jak np. załączanie wentylacji mechanicznej, odcinanie zaworu czy odłączanie zasilania obiektu. Jeżeli taka funkcja nie jest realizowana przez system (np. wskazuje on tylko pomiar) to powyższa regulacja go nie obejmuje jako systemu przeciwpożarowego. Jak widać klasyfikacja ma kluczowe znaczenie dla dalszego postępowania.

  • 3.1. Urządzenia przeciwpożarowe w obiekcie powinny być wykonane zgodnie z projektem uzgodnionym przez rzeczoznawcę do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, a warunkiem dopuszczenia ich do użytkowania jest przeprowadzenie odpowiednio dla danego urządzenia prób i badań, potwierdzających prawidłowość ich działania”.

Ustawodawca jednoznacznie narzuca realizację odpowiedniego projektu przez uprawnionego projektanta oraz jego uzgodnienie przez rzeczoznawcę ochrony przeciwpożarowej. To ważna formalność dla wszystkich instalacji przeciwpożarowych. Ma ona znaczenie nie tylko przy realizacji inwestycji, ale także przy jej odbiorach oraz dalszej eksploatacji, a nawet ubezpieczenia obiektu. Brak projektu jest poważnym naruszeniem przepisów i może mieć spore konsekwencje. Jednocześnie warto zwrócić uwagę na formalne uruchomienie systemu wraz z niezbędnymi testami.

  • 37. 1. W obiektach i na terenach przyległych, gdzie są prowadzone procesy technologiczne z użyciem materiałów mogących wytworzyć mieszaniny wybuchowe lub w których materiały takie są magazynowane, dokonuje się oceny zagrożenia wybuchem.

Ocena Zagrożenia Wybuchem (OZW) to podstawowy dokument wskazujący na zagrożenia, określający strefy zagrożenia wybuchem oraz inne niezbędne aspekty ważne przy zabezpieczaniu obiektu oraz oczywiście przy projektowaniu systemu detekcji gazów. Przy klasyfikacji stref zagrożenia wybuchem można także brać pod uwagę użyte zabezpieczenia (np. system detekcji) co może wpływać na redukcję stopnia strefy lub w ogóle jej wyznaczenia.

Dobrze przygotowany projekt umożliwia nie tylko redukcję kosztów przy wyborze wykonawcy, ale także długą, bezpieczną i ekonomiczną eksploatację instalacji detekcji gazów.

Obwieszczenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2014 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać bazy i stacje paliw płynnych, rurociągi przesyłowe dalekosiężne służące do transportu ropy naftowej i produktów naftowych i ich usytuowanie (Dz.U. z roku 2014 poz. 1853) z późniejszymi zmianami

DZIAŁ I Przepisy ogólne

  • 5. 1. Minimalne wymiary stref zagrożenia wybuchem dla urządzeń technologicznych bazy paliw płynnych, bazy gazu płynnego, stacji paliw płynnych i stacji gazu płynnego oraz rurociągów przesyłowych dalekosiężnych określa załącznik do rozporządzenia.
  1. Dopuszcza się przyjmowanie innych wymiarów stref zagrożenia wybuchem niż określone w załączniku do rozporządzenia, w przypadku zastosowania rozwiązań technicznych uzasadniających ich przyjęcie, zgodnie z wymaganiami określonymi w odrębnych przepisach dotyczących ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów.
  2. Wymiary stref zagrożenia wybuchem dla stanowisk i urządzeń niewymienionych w załączniku do rozporządzenia należy ustalać indywidualnie, zgodnie z odrębnymi przepisami, o których mowa w ust. 2, oraz Polskimi Normami.

Regulacje umożliwiają modyfikację wymiarów strefy zagrożenia wybuchem w przypadku instalacji odpowiednich zabezpieczeń technologicznych. Systemy detekcji mogą być jednym z takich zabezpieczeń (np. we współpracy z wentylacją redukując stężenia gazu).

DZIAŁ II Bazy paliw płynnych

  • 11.3.Instalacje i urządzenia służące do odzyskiwania par produktów naftowych I klasy powinny być tak wykonane i użytkowane, aby średnie stężenie par na wylocie z instalacji nie przekraczało 35 g/m3 na godzinę, mierzone w ciągu dnia pracy, przez co najmniej 7 godzin, przy normalnej ich wydajności. Pomiary stężenia par na wylocie mogą być wykonywane w sposób ciągły lub nieciągły.
  1. W przypadku wykonywania pomiarów w sposób nieciągły należy wykonać co najmniej cztery pomiary na godzinę. Całkowity błąd pomiaru nie może przekraczać 10% wartości mierzonej, a zastosowany sprzęt pomiarowy powinien posiadać zdolność mierzenia stężeń co najmniej 3 g/m3 , z dokładnością nie mniejszą niż 95% wartości mierzonej.

DZIAŁ III Bazy gazu płynnego

  • 67.Bazy gazu płynnego powinny być wyposażone w:

2) urządzenia wykrywające i alarmujące o niekontrolowanym wycieku gazu płynnego z odcięciem jego dopływu.

  • 83.Rozlewnia do napełniania butli gazem płynnym powinna stanowić wydzielony niepodpiwniczony obiekt budowlany i posiadać:

5) stałą instalację do wykrywania niebezpiecznego stężenia gazu w powietrzu.

  • 84.W rozlewni gazu płynnego powinny być zblokowane:

2) stała instalacja do wykrywania niebezpiecznego stężenia gazu płynnego z wentylacją awaryjną.

DZIAŁ IV Stacje paliw płynnych i stacje kontenerowe

  • 97. 1.Stacje paliw płynnych powinny być wyposażone w:

3) urządzenia do sygnalizacji wycieku produktów naftowych do gruntu, wód powierzchniowych i gruntowych;

DZIAŁ V Rurociągi przesyłowe dalekosiężne

Rozdział 8 Urządzenia elektroenergetyczne, automatyki, telemechaniki i łączności

  • 174. Urządzenia technologiczne, elektroenergetyczne, telemechanika, automatyka i łączność rurociągu przesyłowego dalekosiężnego powinny zapewniać:

3) prowadzenie ciągłych pomiarów i sygnalizacji, które powinny umożliwiać szybkie wykrycie awarii lub przecieku i spowodować natychmiastowe przerwanie tłoczenia, zamknięcie wszystkich zaworów liniowych celem ograniczenia wycieku produktu;

 Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 6 września 1999 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy magazynowaniu, napełnianiu i rozprowadzaniu gazów płynnych. (Dz.U. z 17.09.1999 Nr 75 Poz. 846) z póżniejszymi zmianami

  • 23. 2.Przenośne oświetlenie elektryczne wykorzystywane podczas pracy przy zbiornikach z gazem płynnym powinno mieć wykonanie przeciwwybuchowe i napięcie nie wyższe niż 24V.

Powyższy przepis wprawdzie dotyczy oświetlenia, ale stanowi też wytyczną dla pozostałych instalacji jak systemy stacjonarne detekcji gazów, przenośne detektory wielogazowe, strefowe detektory gazów czy systemy bezpieczeństwa pracowników samodzielnych w tzw. systemie blackline transmitujące dane przez sieć GSM. Napięcie zasilania 24VDC i wykonanie przeciwwybuchowe to elementarne czynniki instalacji na obiektach petrochemicznych.

  • 21. 1.Zabrania się przeprowadzania jakichkolwiek napraw urządzeń i instalacji rozlewni gazu płynnego podczas ruchu agregatów pompowych, sprężarkowych i innych urządzeń technologicznych rozlewni oraz podczas pracy urządzeń i instalacji napełniających.

Bieżący serwis lub konserwacja często przeszkadza w pracy zakładu. Stąd projektując nowe obiekty warto wykorzystać najnowsze rozwiązania jak np. detektor, który do kalibracji nie wymaga otwarcia obudowy. Dzięki takim rozwiązaniom powyższa regulacja bedzie spełniona, a zakład będzie mógł bezpiecznie pracować niezależnie od wykonywanego serwisu.

  • 23. 1.Zawór butli po napełnieniu należy poddać kontroli szczelności w kąpieli wodnej lub przy pomocy elektronicznego urządzenia do wykrywania nieszczelności.

Rola systemu detekcji gazów.

PETROCHEMICZNE OBIEKTY PRODUKCYJNE I MAGAZYNOWE

Prawidłowa ochrona gazowa obiektów technologicznych jest bardziej wymagająca niż mniej skomplikowanych budynków mieszkalnych i komercyjnych gdzie detekcja gazów jest pewnego rodzaju „automatem” do odcinania gazu lub włączania wentylacji. Procesy technologiczne w rafinerii, w wielu przypadkach, nie mogą zostać automatycznie zatrzymane, a sama sygnalizacja to za mało.

Poniżej kilka możliwości zabezpieczających:

Odcinanie dopływu czynnika – może zostać zaprojektowane tylko dla procesów, które mogą być zatrzymane. Ważne, że po zamknięciu zaworu (np. elektromagnetycznego) jego otwarcie powinno następować świadomie (ręcznie lub zdalnie), a nie automatycznie.

Wentylowanie pomieszczenia – to podstawowy i szeroko wykorzystywany sposób redukcji zagrożenia ze strony gazów i oparów. Należy odpowiednio dobrać kategorię urządzeń do danego zagrożenia oraz odpowiednio umiejscowić wloty i wyloty wentylacji biorąc pod uwagę parametry substancji. System detekcji reaguje dużo wcześniej niż granica zagrożenia niemniej warto przewidzieć także scenariusz awaryjny i sprawdzić czy w takim wypadku np. nie jest konieczna wersja w wykonaniu przeciwybuchowym. Niektóre gazy to substancje agresywne (szczególnie w połączeniu z wodą lub wilgocią) co może wiązać się za zastosowaniem urządzeń chemoodpornych. Pamiętajmy także o usytuowaniu wylotu wentylacji aby nie okazało się, że wyrzut gazów z jednego pomieszczenia przeniesie je do drugiego np. ze względu na bliskość wlotu innego systemu.

Sygnalizacja – wydawałoby się prosty element, który w dzisiejszym świecie nadmiaru bodźców, sygnałów i urządzeń zaczyna być problematyczny. Współczesny zakład przemysłowy to „festiwal” różnokolorowych sygnalizatorów i lampek co w połączeniu z redukcja personelu i dużą rotacją daje fatalny skutek w postaci dezorientacji. Stąd projektując system detekcji należy przewidzieć czytelną i jasną sygnalizację lokalną np. za pomocą detektorów z wyświetlaczami zmiennokolorowymi na których od razu widać jakie urządzenie zgłasza alarm oraz zastąpieniu kolejnego identycznego sygnalizatora np. podświetlaną tablicą ostrzegawczą z czytelną informacją o zagrożeniu. To oczywiście tylko lokalne powiadomienie osób znajdujących się w pobliżu.

Najważniejszym elementem jest centralizacja sygnałów np. w pomieszczeniu operatorskim i odpowiednie powiadamianie wyznaczonych osób. O ile dawniej zakłady skazane były na lokalne analogowe systemy detekcji o tyle obecnie technologia oferuje wielodetektorowe, wielogazowe adresowalne systemy cyfrowe umożliwiające scentralizowaną detekcję różnych części zakładu z zachowaniem lokalnej sygnalizacji i sterowania. Standardem jest przesył danych do systemów nadzorujących jak BMS czy SCADA ułatwiających operatorom zarządzanie zakładem i podejmowanie odpowiednich decyzji. Każda decyzja wymaga przemyślenia i czasu.

Stąd także dawne sterowanie 2 progowe dzisiaj jest już nieefektywne. Obecnie systemy oferują 4 progowy schemat sterowania zapewniający lepsze wykorzystanie elementów zabezpieczających i alarmów oraz więcej czasu dla obsługi na podjęcie odpowiednich reakcji. Dodatkowo stacjonarne systemy detekcji wspomagane są przez systemy bezpieczeństwa pracowników tzw. systemy blackline (ang. czarna lina), które monitorują osoby poruszające się po zakładzie w zakresie detekcji gazów, bezruchu, upadku, cyklicznych zgłoszeń pracownika oraz zapewniają komunikację,  ochronę personalną, detekcję strefową i lokalizację pracowników na terenie zakładu.

Statystyka, trendy i identyfikacja zagrożeń – lepiej zapobiegać niż leczyć. Prewencja jest znacznie tańsza i bardziej efektywna od analizy i odbudowy powypadkowej. Stąd sytuacje lokalnych systemów, które nie przesyłają informacji do operatora oraz mogą być lokalnie resetowane przez kogokolwiek są niedopuszczalne w nowoczesnym zakładzie. Cyfrowa komunikacja i rejestracja danych adresowalnego systemu detekcji to nieocenione źródło informacji dla służb BHP i PPOŻ. Pozwala nie tylko na nadzór, ale także na lokalizację i eliminację potencjalnych zagrożeń. Wspierana przez personalny system ochrony pracowników w trybie blackline jest nieocenionym narzędziem realnej poprawy bezpieczeństwa bez kosztownych i żmudnych wdrożeń nieefektywnych „papierowych” procedur.

(Fot.1 Przykładowy raport zagrożeń gazowych z systemu bezpieczeństwa pracowników w trybie blackline)

STACJE PALIW I OBIEKTY DYSTRYBUCYJNE

Dystrybucja paliw wiąże się z nieco nieco odrębnym podejściem chociaż wykorzystującym te same technologie. Obiekty takie jak stacje paliw muszą być zautomatyzowane chociażby ze względu na ograniczony personel i dużą rotację. Podstawowym zadaniem systemu jest odcięcie dopływu czynnika i zabezpieczenie obiektu do czasu reakcji odpowiednich służb. Można oczywiście wykonać lokalny system, ale dzięki cyfrowej komunikacji może on być wyposażony w wyjście RS485 umożliwiające komunikację z systemami nadzoru BMS czy SCADA. W przypadku sieci stacji taka szybka informacja zapewnia nie tylko szybką reakcję służb, ale także nadzór nad bezpieczeństwem obiektów.

Informacje podane w artykule mają charakter poglądowy. P.T.SIGNAL oraz autor nie biorą odpowiedzialności za ich wykorzystywanie w jakikolwiek sposób w jakimkolwiek celu.

Źródło: Michał Domin, www.detektory.pl

Już wkrótce:

Część 2  dobór systemu detekcji gazów i oparów wybuchowych

Część 3  dobór systemu detekcji gazów toksycznych i tlenu, lokalizacja detektorów, sygnalizacja, wizualizacja, uruchomienie i przeglądy techniczne

 

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wprowadź swój komentarz!
Wprowadź swoje imię