Loading article…
プロセスプラントのシャットダウンシステムは、石油・ガス生産プラントや石油精製所などの危険なプロセスプラントにおいて不可欠な機能安全対策です。この概念は、原子力発電所などの非プロセス施設にも適用されます。これらのシステムは、プロセス条件が機器の設計上の安全設計範囲から外れた場合に、人、資産、環境を保護するために使用されます。
その名の通り、これらのシステムはプロセス自体を制御することを目的とするものではなく、むしろ保護を目的としています。プロセス制御は独立したプロセス制御システム（PCS）によって行われ、重要な安全対策を実行するために頼るべきではありません。
プロセス制御システムとシャットダウンシステムは機能的には分離されていますが、通常は統合制御安全システム（ICSS）と呼ばれる単一のシステムで連携されます。シャットダウンシステムは通常、最低でもSIL 2認証を受けた機器を使用しますが、制御システムはSIL 1から始めることができます。SILは、カード、プロセッサの冗長性、投票機能など、ハードウェアとソフトウェアの両方の要件に適用されます。
プロセスプラントには主に2種類の安全停止システムがあります。[ 1 ]
自動PSDは通常、遮断弁によってシステムを隔離し、液面、温度、圧力などのプロセスパラメータがシステムの安全設計範囲を超える前に、システムを安全な状態にします。入力は、圧力トランスミッターや温度トランスミッターなどからの重要なプロセス信号であり、プロセス制御に使用される信号とは分離する必要があります。この分離により、冗長性と信頼性が確保されます。
これらのシステムは、ESD/EDPレベルの観点から次のように再定義することもできます。
安全停止システムは、緊急事態が発生した場合に設備を安全な状態に停止させ、人員、環境、および資産を保護します。安全停止システムは、緊急停止（ESD）機能（環境および人員の保護）に関連するすべての入力と出力を管理します。入力には、例えば手動起動や火災・ガスシステム（FGS）からの信号が含まれます。出力には、遮断弁およびブローダウン弁の作動に加え、電源の遮断、消火ポンプの作動などが含まれます。ESDは通常、封じ込めの喪失や火災が検知されたときに作動しますが、プラントオペレーターが人命、資産、および環境を保護するために必要だと判断した場合はいつでも作動させることができます。
火災・ガス検知システムの主な目的は以下のとおりです。
緊急減圧、またはブローダウンは、緊急事態発生時にプロセス プラントを保護するための重要なシステムです。火災にさらされた圧力容器などの機器は、制御不能な封じ込め喪失につながる壊滅的な故障を起こす可能性があります。減圧は、プラントからインベントリを取り除くことで潜在的な故障を減らし、内部の機械的応力を減少させ、高温でのプラントの健全性を維持します。[ 2 ]その機能は、圧力がプロセス安全トリップ値を超え、かつ機器の設計圧力より低い値に達した場合に開く受動的な装置である圧力リリーフ弁とは異なります。リリーフ弁は PSD を補完します。
プロセスプラントは通常、緊急遮断弁（ESDV）によって隔離可能なセクションに分割されます。各セクションは、専用のブローダウン弁（BDV）またはBDVのセットによって減圧される火災区域に属するように指定できます。ESD状態の間は、特定の隔離可能なセクションのみが減圧されます。ただし、より広範囲にわたる緊急事態の場合は、施設全体が減圧される可能性があります。[ 2 ]
一般的な減圧システムでは、通常、プラント内の圧力を設計圧力の50%未満または7 bargのいずれか低い方に15分以内に下げることを目標としています。[ 2 ]
ブローダウン液の処分は、一般的にフレアシステムで行うか、安全であれば非燃焼ブローダウンドラムで行う。ブローダウンは、ピーク流量を抑え、フレアが流入ガスを処理できるように、火災区域ごとに戦略的に遅延させる場合がある。これは一般的に段階的ブローダウンと呼ばれる。
減圧システムは、作動弁と絞りオリフィスから構成される。BDV弁は通常閉位置に保持されているが、要求に応じて、またはアクチュエータの故障時に開く。BDVの下流にある絞りオリフィス（RO）は、所望のブローダウン率を達成するようにサイズが決められている。オリフィスの下流には、ロックオープン弁が配置される場合がある。この弁が閉位置にある場合、プラントのその部分を減圧することなくBDVの機能をテストすることができる。[ 3 ]