應急關斷系統

應急關斷系統

ESD系統通過輸入設備啟動,輸入設備為壓力開關或者位於平台各關鍵部位的手動設備。 ESD系統主要由三部分組成:PLC系統、聲光報警盤、與PLC系統或DCS系統的通訊。 三、ESD系統的關斷等級

應急關斷(ESD)系統(圖5-1)是為了保護人員安全、保護平台工藝設備和
防止環境污染。ESD系統控制安全關斷閥、井下安全閥、地面安全閥和放空閥在不超過工藝管線操作極限的狀態下,實施平台的安全關閉。在許多海上平台,ESD系統是帶液控水下安全閥的氣動關閉系統。而其他一些需要複雜ESD系統的平台,如北海大型生產平台,則採用具有可程式軟體功能的電子系統。在需要高可靠性時,採用三重冗餘系統或多數表決系統。
圖5-1 平台安全關閉系統
在異常操作條件下,某些自動設備對工藝流程加以保護,使工藝條件保持在安全生產條件允許範圍內,如將工作容器和管線封閉。自動設備可能包括泄放閥(如天然氣排放至火炬)、壓縮機循環系統等,還包括工作容器、工藝裝置的自動關閉,甚至整個平台的關閉。
ESD系統通過輸入設備啟動,輸入設備為壓力開關或者位於平台各關鍵部位的手動設備。關閉級別取決於輸入條件和工藝設備設計。一組輸入條件也許只會使一個局部工藝設備關閉,而其他設備仍在運行;或許關閉所有工藝設備而讓發電供電設備運轉;或者在火災和可燃氣報警或危及人員時採取更高級別的關閉;或者是除生命保障設備外的全平台關閉;或者是所有設備關停放棄平台的關閉。
所有這些以危險程度升序排列的關閉措施,被設計成故障安全型,以滿足ESD系統的要求。在各類關閉時,ESD系統均在主控室和平台各處發出聲音報警信號。在主控室,對關閉起因有可視顯示(先指示初始關閉原因)。圖3-1所示安全系統配有就地報警/顯示/控制盤,並與PLC系統或DCS系統有串列數據接口,在正常或緊急狀況下提供平台操作狀態的VDU顯示。
ESD系統工程設計包括確立關閉策略和編制因果表的詳細設計。表5-1是一張因果關係的一部分。在實際套用中,因果為矩陣形式,水平的為因,垂直的為果,用“╳”將因果聯繫起來。每個工藝設備有一張獨立的圖,而整個平台的全部因果關係就需要許多圖。在所取例子中,分離器液位高-高是因,它引起分離器出入口閥門關閉,主油泵停車和使工藝設備關閉。由於分離器液位和壓力高高信號的重要性,三個獨立的輸入通道連著兩個獨立的設備。三個中任兩個通道信號都會引起程式動作。
表5-1系統因果關係(部分)表
EDS系統設計還包括確定聲光報警反應和編制系統功能說明,如對不同的關鍵輸入規定所需的2003表決,系統測試也應是非常廣泛的,確保在設備運行以前,對所有可能的程式組合條件都充分地進行測試。
當生產設施出現故障、生產工藝參數達到危急性報警界限、出現易燃易爆氣體泄漏或發生火災時,ESD系統將根據報警輸入信號產生相應的輸出信號,啟動相應的應急關斷程式,致使相應的BDV(應急放空閥)或SDV閥門、設備的起停作出相應的保護性動作,消滅事故的發生或防止事故擴大。ESD系統採用可程式邏輯控制器PLC實現預定功能,並採用“故障”安全型設計,即正常狀態時,信號觸點為常閉,迴路帶電;當出現異常情況時,信號觸點斷開,迴路失電,產生動作。
二、系統組成
ESD系統主要由三部分組成:PLC系統、聲光報警盤、與PLC系統或DCS系統的通訊。組成結構如圖5-2.所示。
圖5-2 ESD系統結構
1、PLC系統
為了保證ESD系統的安全可靠,一般ESD系統以及供電系統配置有兩套簡單的PLC系統,其中一個為主PLC系統,另一個為熱備PLC系統。主PLC與熱備PLC是通過通訊板BCM來實現的。在正常情況下,主PLC系統接收現場來的報警信號及關斷信號,並輸出%&’系統保護性信號給現場設備。
2、聲光報警盤
接收現場生產裝置故障信號、生產工藝參數達到危急性報警界限信號、易燃易爆氣體泄漏信號或火災信號等,報警信號均來自PLC系統的輸入/輸出模組,報警盤中每個報警光字牌均有儀表編號及描述。當有報警信號輸入時,報警盤聲音報警,同時報警燈閃爍,確認後聲音消失,復位後報警燈穩定(若報警信號還存在),或報警燈熄滅(若報警信號消失)。便產生聲音報警和相應的燈光報警。聲光報警盤產生聲光報警,便於操作人員及時準確地發現和判斷產生ESD系統的輸入信號及原因,快速使系統恢復正常。
手動按鈕在報警顯示盤面下,設有1、2、3、3A、3B、3C及RESET、ACN按鈕,通過手動按鈕可進行相應級別的關斷。當系統執行緊急關斷後,要求操作人員到現場檢查設備和流程,確認故障已排除,操作人員已處於安全位置後,方可進行手動復位;先復位中控室手動按鈕,再復位現場關斷閥上的手動復位開關。
3、與PLC或DCS的通訊
ESD系統與PLC或DCS系統的通訊聯絡和相互的數據交換,便於油田控制系統的管理和操作。ESD系統將應急關斷報警輸入及輸出傳送給PLC或DCS,並在PLC或DCS上進行顯示和報警。而在控制系統中,又能對ESD系統的應急關斷報警輸入輸出信號進行旁通,使ESD報警輸入信號不產生相應的應急關斷,或者已產生的某個關斷信號無效。
三、ESD系統的關斷等級
不同的海上油田或油氣處理廠,ESD系統的設計和組態都有不同,其關斷等級略有不同,但總體可歸納為以下四種:
1、一級關斷
一級關斷是海上油田的最高等級的關斷,實施此級關斷,必須是在平台上工藝區發生火災或大量可燃氣體泄漏,以及發生不可抗拒的自然災害等最惡劣危險的情況下,由油田(終端)總監決定,此級關斷採用手動執行。當執行一級關斷時,平台所有的公用系統、油氣處理系統、動力系統等全部關斷,但應急放空閥(BDV)將打開,火炬系統將保持操作狀態,進行相應的泄壓排空,應急發電機延時10min關斷,同時平台狀態燈棄平台藍燈亮、啟動廣播系統。
2、二級關斷
二級關斷為火災關斷,主要由火氣探測系統探測到的可燃氣體泄漏、發生火災或一些重要公用系統發生故障(如儀表風壓力低低或電力系統故障)時出現。當執行二級關斷時,設備全部關停,平台狀態燈火災報警紅燈亮、應急發電系統啟動,同時廣播系統發出火警警報。
3、三級關斷
三級關斷是生產關斷,三級關斷由下列信號引起:①手動按鈕;②儀表風故障;③火炬系統故障;④閉式排放罐液位高高;⑸主發電機故障;⑥分離器液位高高等。
根據信號來源不同,三級關斷又分為2A級別、2B級別和2C級別(颱風狀態)。
4、四級關斷
是指單元關斷,由單個設備上的異常信號。如壓力低低、高高,液位低低、高高等引起的單個設備的關斷,同時操作站中設有手動開關,可對單個設備進行手動關斷。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們