Противоаварийная защита на опасном производственном объекте в нефтегазовой промышленности



В настоящее время в нефтедобывающей отрасли наблюдается рост обеспечения промышленной безопасности. Актуальность улучшения событий по осуществлению противоаварийной безопасности характерна все более сложным строением и проектированием объектов, на которых возможно возникновение аварии.

Автоматизированная информационная система контроля систем противоаварийных защит (ПАЗ) является модулем расширением системы АСОДУ (автоматизированная система общего диспетчерского управления), которая позволяет в режиме реального времени осуществлять контроль ретроспективного состояния систем противоаварийной защиты технологических объектов.

Ключевые слова : промышленная безопасность, противоаварийная защита (ПАЗ), автоматизированная система общего диспетчерского управления (АСОДУ).

Опасный производственный объект — в широком смысле этого выражения производственный объект, при эксплуатации которого высок риск аварий или иных инцидентов (аварийные ситуации), приведем в пример дожимную насосную станцию, которая является взрывопожароопасным объектом. Применяемые на станции сырье и реагенты обладают токсичностью и являются опасными для человека.

Неправильное выполнение той или иной технологической операции может послужить причиной образования горючей и взрывоопасной среды, привести к аварии и несчастным случаям.

Процессы сепарации, подготовки и транспорта нефти и газа по трубопроводам имеет следующие опасные факторы:

− наличие легковоспламеняющихся жидкостей, паров, способность паров и газов образовывать с воздухом взрывоопасные смеси;

− коррозия трубопроводов, арматуры, оборудования;

− наличие электрооборудования;

− вредное воздействие паров и газов на органы дыхания.

Опасными факторами, действующими на станции, являются:

− наличие избыточного давления в трубопроводах и насосном оборудовании;

− наличие опасного высокого напряжения электрического тока в электродвигателях насосов, статического электричества;

− наличие испарений через неплотности дренажной системы;

− применение в процессе перекачки воды реагентов, обладающих токсичностью опасной для человека.

Основные причины, которые могут привести к аварии:

− отступление от норм технологического режима работы;

− нарушение инструкций по промышленной безопасности и охране труда, противопожарной безопасности и промышленной санитарии;

− несвоевременная ревизия и ремонт трубопроводов, емкостей, резервуара, насосов, арматуры;

− некачественная подготовка трубопроводов и другого оборудования к работе;

− неисправности приборов КИПиА и средств автоматизации, регулирующих и контролирующих параметры технологических процессов;

− отключение электроэнергии и воды;

− коррозия емкостей, резервуара и трубопроводов;

− нарушение герметичности технологического процесса;

− неисправность вентиляционных установок в насосных.

− допуск к работе персонала, не прошедшего обучения, проверку знаний.

Основные нарушения технологического режима, которые могут привести к аварии и несчастному случаю:

− повышение, понижение давления в аппаратах, трубопроводах выше или ниже допустимых;

− поднятие уровня в аппаратах выше допустимого или понижение уровня ниже допустимого;

− в зимний период несвоевременное прокачка или удаление из трубопроводов и арматуры воды.

Основными взрывопожароопасными веществами на дожимной насосной станции являются нефть, попутный нефтяной газ и реагенты.

Нефть — легковоспламеняющаяся жидкость. Предельно допустимая концентрация паров нефти в воздухе производственных помещений по легким углеводородам в пересчете на углерод не более 300 мг/м3.

Легкие фракции нефти легко испаряются, вдыхание ее паров ведет к отравлению организма человека. Если на пути паров встречается источник открытого огня, может произойти взрыв, который передается по всему пути газа и возникает пожар в нескольких местах. Углеводородные пары и газы, в смеси с атмосферным воздухом способны образовывать взрывоопасную смесь, которая при наличии огня или искры может взорваться.

Автоматизированная информационная система контроля систем противоаварийных защит является модулем расширением системы АСОДУ (автоматизированная система общего диспетчерского управления). «Модуль ПАЗ» не осуществляет непосредственного управления объектами автоматизации.

Основные функции, выполняемые подсистемой:

− Автоматический сбор и хранение состояний блокировок, регистрация факта включения/выключения блокировок;

− Автоматический сбор минимальных и максимальных границ срабатывания блокировок из систем АСУТП технологических объектов, обеспечивающих возможность сбора данной информации;

− Ручной ввод минимальных и максимальных границ срабатывания блокировок из систем АСУТП технологических объектов, не обеспечивающих возможность сбора данной информации;

− Ручной ввод и хранение минимальных и максимальных границ срабатывания блокировок из Технологических регламентов;

− Выявление и регистрация отклонений минимальных и максимальных границ срабатывания блокировок из систем АСУТП и Технологических регламентов;

− Ввод и хранение причин и комментариев, а также регистрация ФИО ответственных лиц, давших разрешение на включение/отключение блокировок;

− Формирование мнемосхем и сводок для дальнейшего использования производственными подразделениями;

− Обеспечение хранения информации в течение 1 календарного года.

В организационный объем, охватываемый Модулем ПАЗ, входят утвержденные в дочерних обществах противоаварийные защиты и блокировки на опасных производственных объектах. Информация выводится в технологический интернет-портал АСОДУ в отдельной вкладке, для модуля ПАЗ разработан собственный интерфейс.

Технологический интернет-портал рис.1, в качестве верхнего уровня системы автоматизации обеспечивает:

− Обмен данными с измерительно-вычислительным комплексом.

− Отображение информации о противоаварийных защитах и блокировках в виде:

• объектно-ориентированных графических технологических мнемосхем;
• оперативных и исторических графиков;
• отчетов.

Рис. 1. Технологический интернет-портал

С помощью панели навигации пользователь осуществляет выбор необходимого ему представления данных в системе. Панель навигации содержит пять разделов. Разделы в свою очередь содержат ссылки на отображение тех или иных компонентов системы, структура навигации приведена ниже:

− Администрирование. Данный раздел доступен только для пользователей с уровнем доступа «Администратор» и «Оператор КИП». Предоставляет функции настройки системы, добавления новых пользователей, а также корректировки и добавления новых противоаварийных защит в справочники блокировок;

− Мнемосхемы:

Деблокировочные ключи. Текущие состояния;

ПАЗ. Текущие состояния;

− Отчеты:

Текущие состояния ПАЗ;

Текущие состояния деблокировочных ключей;

Исторические данные срабатывания ПАЗ;

Исторические данные взведения/снятия деблокировочных ключей;

Контуры безопасности;

− Аналитика:

Журнал блокировок;

Журнал срабатывания блокировок;

Состояние ПАЗ;

Состояние ПАЗ за период;

− Справочники:

Реестр блокировок ПАЗ.

На мнемосхемах отображается текущее состояние блокировок на опасных производственных объектах добычи и переработки нефти дочернего общества. Состояния блокировок отображаются на панелях статистики, количество панелей статистики на мнемосхеме соответствует, конкретному уровню отображения и количеству фактических объектов этого уровня в ДО. Основным принципом генерации мнемосхем является соответствие организационно-технологической иерархии производственного объекта. Ниже приведена иерархия уровней построения мнемосхем:

− уровень ДО (данные по всему ДО);

− уровень месторождений (разделение данных по месторождениям);

− уровень технологических площадок;

− уровень технологического объекта (может быть несколько уровней, в зависимости от размеров объекта);

− уровень технологической установки (сепаратор, насос, резервуар и т. д.).

Панель статистики мнемосхемы «Деблокировочные ключи. Текущие состояния» рис.2. отображает следующую информацию:

− Интегральный показатель безопасности объекта;

− Общее количество блокировок;

− Количество сработанных ПАЗ;

− Количество включенных блокировок;

− Количество отключенных блокировок;

− Количество отключенных блокировок по причине ремонта;

− Количество отключенных блокировок по причине отказа;

− Количество отключенных блокировок по технологической причине;

− Количество отключенных блокировок, требующих ввода причины отключения блокировки («факторный анализ»).

Интегральный показатель безопасности рассчитывается по формуле:

Интегральный Показатель = (количество выкл. деблокировочных ключей / количество вкл. деблокировочных ключей) * 100 %.

Рис. 2. Панель статистики мнемосхемы «Деблокировочные ключи. Текущие состояния»

«Детальный отчет» открывает окно с графическим представлением назначенных причин отключения блокировок, по конкретному объекту

Для отслеживания и контроля времени работы производственных объектов и установок с отключенными блокировками ПАЗ разработана форма «Состояние ПАЗ». Данные в форме отображаются на основании данных за выбранный период времени. Каждая строка формы соответствует конкретной, отключенной блокировке. В форме выводится следующая информация по каждому событию выключения блокировки:

− Объект, к которому принадлежит блокировка;

− Установка;

− Оборудование блокировки;

− Параметр, по которому срабатывает блокировка;

− Количество отключений блокировки за выбранный период времени;

− Общее время работы без блокировки за выбранной период времени;

− Процент времени работы без блокировки от общего выбранного периода построения формы.

В заключение хочется отметить важность сбора автоматизированного сбора информации на опасных производственных объектах, что позволяет своевременно выявлять предаварийные ситуации, и реализовывать план действий по устранению их на объектах предприятия, а также внедрение решений по обеспечению безопасности в других дочерних обществах компании.

Литература:

1. Технологический регламент требований при эксплуатации, испытаниях, ремонте и техническом обслуживании автоматизированных систем безопасности, противоаварийных защит, систем сигнализации и блокировок АСУТП на технологических объектах АО «Газпромнефть-ННГ».
2. ГОСТ 24.104–85 Автоматизированные системы управления. Общие требования.
3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности нефтегазоперерабатывающих производств Утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 29 марта 2016 г. N 125.