В статье рассмотрена текущая система обеспечения безопасности площадки переработки газового конденсата, а также предложен метод для повышения эффективности данной системы и снижения риска возникновения аварии, основанный на внедрении комплекса диагностики трубопроводов на основе распределенных волоконно-оптических датчиков температуры и механических напряжений.

Ключевые слова: промышленная безопасность, риск, авария, опасный производственный объект.

При проведении анализа аварийных ситуаций, связанных с эксплуатацией площадки переработки газового конденсата, были выявлены наиболее вероятные сценарии аварий, связанные с полным разрушением или частичной разгерметизацией трубопроводов, содержащих газовую (паровую) фазу. При помощи метода построения деревьев событий выявлено, что при разгерметизации оборудования, содержащего паровую (газовую) фазу, будет протекать 3 взаимоисключающих друг друга сценария аварии. Конечными событиями в этих сценариях являются горение опасного вещества по типу «диффузионный факел», взрыв газопаровоздушного облака и утечка без воспламенения/взрыва.

Для управления технологическим процессом на каждой из установок исследуемого объекта предусмотрена автоматизированная система управления технологическим процессом установки подготовки газа, которая входит в состав АСУ ТП. Система реализована на базе микропроцессорной техники и обеспечивает необходимое качество контроля и управления и безопасности.

Информация о течении процесса передается на рабочие места операторов технологической установки. АСУТП организована в виде функционально распределенной иерархической структуры, которая включает две подсистемы:

— распределенную систему управления технологическим процессом (РСУ);

— подсистему противоаварийной защиты (ПАЗ), функционирующую независимо от системы РСУ.

Снятие (деблокировка) защит выполняется персоналом, согласно инструкции ПАЗ. Функции безопасности выполняются подсистемой ПАЗ независимо от работоспособности элементов системы управления.

Контроль и управление технологическим процессом предусматривается из отдельно стоящего центрального помещения управления (ЦПУ), вынесенного из взрывоопасной зоны процесса.

Для обеспечения безопасного ведения технологического процесса, снижения вероятности образования взрывоопасной смеси на установке предусмотрены следующие мероприятия:

— основное технологическое оборудование размещено на наружной площадке;

— все аппараты и трубопроводы, где возможно возникновение давления, превышающего расчетное, оснащены предохранительными клапанами;

— электрооборудование, размещенное во взрывоопасных зонах, предусмотрено во взрывозащищенном исполнении;

— противопожарная защита оборудования;

— для быстрого отсечения от внешних трубопроводов и отдельных участков (блоков) внутри объекта предусмотрена арматура с дистанционным управлением;

— трубопроводы и оборудование, в которых возможно застывание или замерзание среды, обогреты и теплоизолированы;

— все аппараты снабжены лестницами и площадками для свободного и безопасного доступа обслуживающего персонала к аппаратуре и приборам КИПиА;

— производственных помещения и на наружных установках, относящихся к взрывопожароопасным, выполнена система контроля состояния воздушной среды по НКПР, включенная в АСУ ТП установки.

Для снижения вероятности возникновения аварийных ситуаций предлагается внедрение комплекса диагностики трубопроводов на основе распределенных волоконно-оптических датчиков температуры и механических напряжений (DSTS). Данный комплекс является сложной сенсорной системой, использующей рассеяние Бриллюэна в оптических волокнах для измерения, как температуры, так и механических напряжений вдоль всего оптического волокна. Располагая оптоволоконный кабель внутри трубопроводов, можно обнаружить, когда этот объект деформируется с изменением структуры и/или неконтролируемо нагревается/охлаждается, и устранить проблему до возникновения аварии.

Основные технические характеристики предлагаемой системы приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристики системы волоконно-оптических датчиков температуры и механических напряжений

Основное преимущество данной системы в высокой точности измерений (не более 0.1 %), а также в высокой частоте передачи сигнала на рабочую панель. Таким образом, отслеживание параметров с минимальной задержкой и высокой точностью позволит в кратчайшие сроки отмечать изменения прочности и целостности трубопроводов еще до образования точки разрыва и своевременно проводить ремонт и техническое обслуживание установок.

Литература:

1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 № 116-ФЗ (последняя редакция) // СПС КонсультантПлюс

2. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 03.11.2022 № 387 «Об утверждении Руководства по безопасности «Методические основы анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах»» // СПС КонсультантПлюс

3. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21.12.2016 № 549 «Об утверждении методики расчета значений показателей, используемых для оценки вероятности возникновения потенциальных негативных последствий несоблюдения требований в области промышленной безопасности» // СПС КонсультантПлюс