12. Средства для обеспечения надежной работы технологического оборудования эксплуатационной платформы и охрана окружающей среды.

При разработке технологических схем, применяемых на эксплуатационных платформах, возникают проблемы обеспечения безопасных условий для обслуживающего персонала, надлежа­щей охраны окружающей среды и надежной работы эксплуатационного оборудования. На эксплуатационных платформах основная угроза безопасной работы всего технологического комплекса может быть вызвана внезапной или постепенной утечкой углеводородов. Поэтому при компоновке технологических схем оборудованием необходимо исключить все дефекты, которые могут вызвать утечку углеводородов. Для этого следует иметь: оборудование и системы, полностью предотвращающие утечки или переполнения аппарата; оборудование по сбору разлитой нефти и рассеянию высвобожденных газов; средства по предотвращению воспламенения высвободившихся углеводородов; возможность остановить технологический процесс в случае пожара и устранить нежелательные дефекты, которые могут вызвать утечку углеводородов из оборудования, находящегося за пределами аварийной площадки.

Аварийные состояния, которые возникли вне технологического процесса, не могут распространиться сами по себе, если они в той или иной степени не связаны с технологией или не вызвали пожар. При аварии на технологической цепочке система безопасности должна остановить весь технологический процесс или часть его. При пожаре система безопасности должна обеспечить остановку всего оборудования и прекращение всех видов работ, за исключением работ, связанных с тушением пожара. Такие ситуации могут быть вызваны природными явлениями, столкновением с судном или аварией вертолета, неисправностью инструмента или оборудования, а также ошибками, допускаемыми обслуживающим персоналом.

Избыточное давление в аппарате может возникнуть от источника на входе в аппарат, когда объем поступления в него превышает объем отходящей продукции. Это может произойти при отказе регулятора расхода потока до входа в аппарат или сужении поперечного сечения выкидной линии в результате отложений парафина, солей и т. д., при переполнении жидкостью предшествующего аппарата или прорыва газа из него, термиче­ском расширении жидкости при дополнительном подогреве ее, когда на приемных и выкидных линиях закрыта запорная арма­тура и т. д.

В результате избыточного давления может произойти прорыв и утечка углеводородов. При повышении давления основная защита оборудования должна быть осуществлена по команде датчика высокого давления на закрытие запорного механизма на приемной линии. Если аппарат подогревается, то по команде датчика высокого давления должна быть закрыта линия поступления топлива или источника теплоты. Атмосферные емкости защищены соответствующей дыхательной арматурой.

Вторичная защита аппаратов — предохранительные клапаны. В атмосферных емкостях в качестве вторичной защиты должен быть предусмотрен дополнительно независимый от основного дыхательный, гидравлический или предохранительный клапан.

Утечка. Под утечкой понимают аварийный прорыв жидкости или газа из аппарата в атмосферу.

Утечки могут быть вызваны коррозией, эрозией, механическими повреждениями оборудования, повышением температуры, давления или случайными повреждениями от воздействия внешних сил. Появление утечки может быть обнаружено по снижению давления и уровня в аппаратах или системе, а также по наличию обратного потока.

Основная защита от значительных утечек, создающих ненормальные условия работы, — это закрытие запорного крана на приеме аппарата и обратного клапана на выкиде аппарата для сведения к минимуму обратного потока. При небольших утечках газа, появляющихся в недостаточно вентилируемых помещениях и не улавливаемых датчиками на технологических аппаратах, основная роль по их обнаружению отводится газоанализаторам.

Во всех случаях даже при небольших выделениях газа в недостаточно вентилируемых помещениях (площадках) должна быть осуществлена система аварийной остановки платформы в целом. Вторичная защита от небольших утечек жидкости должна обеспечиваться по команде датчика верхнего уровня в зумпфе на закрытие всех видов оборудования, от которых при утечках жидкость поступает в зумпф.

Переполнение аппаратов. При переполнении аппаратов жидкость поступает в газовый коллектор. Переполнение происходит при превышении объема поступающей жидкости по сравнению с объемом сброса ее из аппарата. Это происходит при отказе регулятора расхода на приемной линии аппарата, выходе из строя регулятора уровня или закупорке выкидной линии.

Основная защита при переполнении аппарата должна быть осуществлена закрытием запорного органа на приеме по команде датчика аварийного уровня. Вторичная защита при переполнении аппарата жидкостью и попадании ее в атмосферу должна осуществляться системой аварийной остановки платформы в целом.

Прорыв газа. Под прорывом газа понимают сброс газа из аппарата по выкидной линии для жидкости. Прорыв газа может произойти при нарушении системы регулирования уровня в аппарате (низкий уровень) или случайном открытии байпасной задвижки клапана регулятора уровня на выкидной линии. При прорыве газа может повыситься давление в следующем аппарате.

Для защиты от прорыва газа закрывают исполнительный механизм входной или выходной линии по команде датчика нижнего аварийного уровня. Вторичная защита прорыва газа в последующее оборудование должна быть осуществлена соответствующими средствами этого же оборудования.

Повышенное разрежение ниже расчетного на смятие аппарата может быть вызвано большим оттоком жидкости из аппарата по сравнению с ее поступлением в результате выхода из строя запорных клапанов на приеме или выкиде аппарата, закупорки приемной линии при разрежении или уменьшении объема жидкости от изменения температуры при закрытых задвижках на приеме и выкиде сосуда. При разрежении может произойти смятие аппарата с утечкой жидкости.

В аппаратах под атмосферным давлением для защиты устанавливают дыхательные клапаны. В аппаратах под давлением разрежение может быть устранено применением газоуравнительной системы. При необходимости для вторичной защиты емкости, работающей под атмосферным давлением, устанавливают дополнительный дыхательный клапан, независимый от основного, или устанавливают предохранительный клапан. В емкостях под давлением вторичную защиту осуществляют закрытием запорных органов на приемной и выкидной линиях по команде от датчика низкого давления.

Прорыв газа. Под прорывом газа понимают сброс газа из аппарата по выкидной линии для жидкости. Прорыв газа может произойти при нарушении системы регулирования уровня в аппарате (низкий уровень) или случайном открытии байпасной задвижки клапана регулятора уровня на выкидной линии. При прорыве газа может повыситься давление в следующем аппарате.

Для защиты от прорыва газа закрывают исполнительный механизм входной или выходной линии по команде датчика нижнего аварийного уровня. Вторичная защита прорыва газа в последующее оборудование должна быть осуществлена соответствующими средствами этого же оборудования.

Повышенное разрежение ниже расчетного на смятие аппарата может быть вызвано большим оттоком жидкости из аппарата по сравнению с ее поступлением в результате выхода из строя запорных клапанов на приеме или выкиде аппарата, закупорки приемной линии при разрежении или уменьшении объема жидкости от изменения температуры при закрытых задвижках на приеме и выкиде сосуда. При разрежении может произойти смятие аппарата с утечкой жидкости.

В аппаратах под атмосферным давлением для защиты устанавливают дыхательные клапаны. В аппаратах под давлением разрежение может быть устранено применением газоуравнительной системы. При необходимости для вторичной защиты емкости, работающей под атмосферным давлением, устанавливают дополнительный дыхательный клапан, независимый от основного, или устанавливают предохранительный клапан. В емкостях под давлением вторичную защиту осуществляют закрытием запорных органов на приемной и выкидной линиях по команде от датчика низкого давления.

При повышении температуры из-за снижения уровня в топочном отсеке аварийный и температурный датчики выдают команды на закрытие поступления топлива или горючей смеси в линию подачи воздуха, а в нагревателях прямого подогрева эти же датчики дают команду на закрытие линии поступления продукции в аппарат. Если температура растет в нагревательных аппаратах с теплоносителем, подверженным разложению, то закрытие поступления топлива должно быть предусмотрено по команде от датчика расхода. При повышении температуры дымовых газов температурный датчик, установленный на ды­мовой трубе, дает команду на закрытие поступления топлива на горелки, а в нагревателях прямого подогрева и на закрытие поступления продукции в аппарат.

Вторичная защита оборудования осуществляется по команде от температурного датчика, установленного на дымовой трубе, а при снижении расхода — температурного датчика теплоносителя и дымовой трубы. Эти датчики дают команды на те же исполнительные запорные органы, как и при основной защите. При вторичной защите срабатывает система аварийной остановки платформы в целом по команде температурного датчика.

Источники прямого воспламенения — это может быть открытое пламя или искра и т. д. Непосредственное воспламенение может произойти при появлении пламени в местах поступления воздуха на горелку при использовании несоответствующего топлива (например, при захвате жидкого топлива вместе с газом в газовую горелку), обратном хлопке в инжекционных горелках с естественной тягой, при поступлении посторонних горючих веществ на горелку вместе с воздухом. Воспламенение может произойти от чрезмерно нагретых поверхностей или от искр, выбрасываемых дымовой трубой. При контакте источника прямого воспламенения с горючими веществами может произойти взрыв или пожар. Возможность появления источника прямого воспламенения может быть обнаружена по высокой температуре с уменьшением расхода воздуха (только в горелках с принудительной подачей воздуха).

Для защиты горелок с естественной подачей воздуха от возможного появления пламени устанавливают огневые преградители, удерживающие пламя в топочном пространстве. Для защиты горелок с принудительной подачей воздуха устанавливают датчик низкого давления для обнаружения пониженного расхода воздуха, который подает команду закрытия линий подачи топлива и воздуха. Огнепреградитель на дымовой трубе служит защитой от искр. Температурные датчики (для теплоносителя или рабочей жидкости) защищают от чрезмерно нагретых поверхностей дымовой трубы. Эти датчики должны дать команду на закрытие поступления топлива или горючих материалов и в нагревателях прямого подогрева закрыть поступление рабочей жидкости в аппарат.

Вторичная защита при появлении пламени в местах поступления воздуха в горелках с естественной подачей воздуха должна осуществляться температурным датчиком. При повышении температуры по команде, поступающей от температурного датчика, закрывается линия поступления топлива или горючих веществ в месте забора воздуха, а в аппаратах прямого подогрева закрывается и линия поступления рабочей жидкости.

Вторичная защита при появлении пламени в воздушной линии в горелках с принудительной подачей воздуха должна быть осуществлена блокирующим устройством в электромоторе для обнаружения его неисправности и выдачи команды на закрытие линий поступления топлива и воздуха. Вторичная защита от искр в дымовой трубе и горячих поверхностей должна быть связана с системой аварийной остановки платформы в целом.

Места установки огневых преградителей на линии поступления воздуха к горелкам и искрогасителей на дымовых трубах предусматривают при проектировании. Огневые преградители и искрогасители должны быть доступны для осмотра и чистки. Температурный датчик на воздушной линии в горелках с естественной подачей воздуха устанавливают непосредственно за огневым преградителем. Температурные датчики для теплоносителя, рабочей жидкости и дымовых газов располагают в термокарманах, что облегчает работы по их извлечению и калибровке. Температурные датчики в горелках с предварительным смещением смеси размещают непосредственно перед соплом горелки.

Датчики низкого давления на линии принудительной подачи воздуха на горелку устанавливают после лопастей вентилятора. Пусковое устройство электродвигателя блокируется с датчиком низкого давления.

Избыток газа (паров топлива) в камерах горения — превышение объема газа (паров топлива) для нормального розжига пилотной или основной горелки — может произойти из-за неисправности приборов на линиях подачи топлива и воздуха, а также из-за применения неправильных приемов розжига. Избыток топлива в камере горения может вызвать при воспламенении взрыв и разрушение аппарата. Признаками попадания избыточного топлива в камеру горения являются отсутствие воспламенения топлива при розжиге, высокое или низкое давление в топливной линии, поступление недостаточного объема воздуха, а также неисправность вентилятора в горелках с принудительной подачей воздуха.

Основная защита от поступления избыточного топлива в ка­меру горения из-за неисправности приборов топливной системы должна осуществляться датчиком гашения пламени. Этот датчик при недостаточном образовании пламени для воспламенения поступающего газа дает команду на закрытие поступления топлива. Датчик гашения пламени может иметь чувствительный элемент к свету (например, к ультрафиолетовому спектру) или к температуре. Вторичная защита срабатывает по команде датчиков высокого и низкого давления на топливной линии. В горелках с принудительной подачей воздуха на воздушной линии устанавливают датчик нижнего предельного давления, а пусковое устройство вентилятора блокируется с электродвигателем, что позволяет при недостаточном поступлении воздуха прекратить подачу топлива и воздуха в камеру горения. Возможна также установка на линии подачи воздуха датчика расхода вместо датчика нижнего предельного давления. Кроме перечисленных датчиков при розжиге пилотной и основной горелок обслуживающим персоналом не должны нарушаться правила розжига горелок.