Высоконадежная система защиты от давления

Высоконадежная система защиты от давления (HIPPS) — это тип инструментальной системы безопасности (SIS), предназначенной для предотвращения создания избыточного давления на предприятии, например на химическом заводе или нефтеперерабатывающем заводе . HIPPS отключит источник высокого давления до того, как будет превышено расчетное давление системы, тем самым предотвращая потерю защитной оболочки из-за разрыва ( взрыва ) трубопровода или резервуара. Таким образом, HIPPS рассматривается как барьер между секциями высокого и низкого давления установки.

Традиционные системы

В традиционных системах избыточное давление устраняется с помощью систем сброса давления . Система сброса давления откроет альтернативный выход для жидкостей в системе при превышении заданного давления, чтобы избежать дальнейшего повышения давления в защищаемой системе. Этот альтернативный выпуск обычно ведет к факельной или вентиляционной системе для безопасного удаления излишков жидкости. Целью системы сброса является устранение любого избыточного притока жидкостей для безопасной утилизации, тогда как цель HIPPS — остановить приток избыточных жидкостей и удержать их в системе.

Обычные системы сброса давления имеют такие недостатки, как выброс (легковоспламеняющихся и токсичных) технологических жидкостей или продуктов их сгорания в окружающую среду, а также зачастую занимают большую площадь установки. С ростом осведомленности об окружающей среде системы помощи не всегда являются приемлемым решением. Однако из-за своей простоты, относительно низкой стоимости и широкой доступности традиционные системы помощи по-прежнему часто применяются.

Преимущества ХИППС

HIPPS предлагает решение для защиты оборудования в случаях, когда:

• обрабатываются высокие давления и/или скорости потока
• окружающая среда должна быть защищена
• экономическая жизнеспособность проекта нуждается в улучшении
• профиль риска завода должен быть снижен

HIPPS — это инструментальная система безопасности, спроектированная и изготовленная в соответствии со стандартами IEC 61508 и IEC 61511 .

Международные стандарты IEC 61508 и 61511 относятся к функциям безопасности и инструментальным системам безопасности (SIS) при обсуждении устройств для защиты оборудования, персонала и окружающей среды. В старых стандартах используются такие термины, как системы аварийного отключения , системы аварийного отключения или последние уровни защиты.

Компоненты HIPPS

Система, которая закрывает источник избыточного давления в течение определенного времени с, по крайней мере, той же надежностью, что и предохранительный клапан, обычно называется HIPPS. Такой HIPPS представляет собой полный функциональный контур, состоящий из:

• датчики (или инициаторы), обнаруживающие высокое давление
• логический решатель, который обрабатывает входные данные датчиков и выводит их на конечный элемент
• конечные элементы, которые фактически выполняют корректирующие действия на местах, переводя процесс в безопасное состояние. В случае HIPPS это означает отключение источника избыточного давления. Конечный элемент состоит из клапана, привода и соленоидов.

Диаграмма

Пример системы HIPPS

На схеме выше представлены три датчика давления (ПТ), подключенные к логическому решателю. Решатель примет решение на основе голосования 2 из 3 ( 2oo3 ), активировать или нет последний элемент. Панель соленоидов 1oo2 решает, какой клапан следует закрыть. Конечные элементы здесь состоят из двух запорных клапанов, которые останавливают поток в последующие объекты (справа), чтобы предотвратить превышение ими максимального давления. Оператор установки предупреждается с помощью сигнализатора давления (PA) о том, что HIPPS активирован. Данная система имеет высокую степень резервирования:

• отказ одного из трех датчиков давления не поставит под угрозу функциональность HIPPS, поскольку для активации необходимы два показания высокого давления.
• отказ одного из двух запорных клапанов не поставит под угрозу функциональность HIPPS, поскольку другой клапан закроется при активации HIPPS.

Не следует ограничиваться приведенной выше конструкцией как единственным средством реализации определения HIPPS. Всегда следует думать о HIPPS в целом, как о средстве изоляции источника высокого давления, когда поток вниз по течению заблокирован, высоконадежной изоляции оборудования выше по течению (источника высокого давления). Будь то источник высокого давления насос (в случае жидкости) или газовый компрессор (в случае газа), цель HIPPS в этих случаях состоит в том, чтобы надежно отключить насос или газовый компрессор, создающий состояние высокого давления. надежным и безопасным способом.

Стандарты и практика проектирования

Постоянно растущие скорости потока в сочетании с экологическими ограничениями привели к широкому и быстрому признанию в последние десятилетия HIPPS как окончательной системы защиты.

Международная электротехническая комиссия (МЭК) представила стандарты IEC 61508 и IEC 61511 в 1998 и 2003 годах. Это непредписывающие стандарты, основанные на характеристиках, которые обеспечивают подробную структуру и подход на основе жизненного цикла для проектирования, внедрения и управления. систем безопасности, применимых к различным секторам с разными уровнями определения рисков. Эти стандарты также применимы к HIPPS.

Стандарт IEC 61508 в основном ориентирован на электрические/электронные/программируемые системы безопасности. Однако он также обеспечивает основу для систем безопасности, основанных на других технологиях, включая механические системы. МЭК 61511 добавлен МЭК специально для разработчиков, интеграторов и пользователей систем безопасности и более подробно описывает другие части контура безопасности (датчики и конечные элементы).

Основой проектирования вашей приборной системы безопасности является требуемый уровень полноты безопасности (SIL). Уровень SIL получается в ходе анализа рисков предприятия или процесса и представляет собой необходимое снижение риска. SIS должна соответствовать требованиям применимого SIL, который находится в диапазоне от 1 до 4. Стандарты IEC определяют требования для каждого SIL на протяжении жизненного цикла оборудования, включая проектирование и обслуживание. SIL также определяет требуемую вероятность отказа по запросу (PFD) для всего контура и архитектурные ограничения для контура и его различных элементов.

Требования HIPPS не следует упрощать только до уровня PFD: качественные требования и архитектурные ограничения составляют неотъемлемую часть требований к инструментальной системе защиты, такой как HIPPS.

Европейский стандарт EN12186 (ранее DIN G491) и, более конкретно, EN14382 (ранее DIN 3381) использовался в течение последних десятилетий в (механически) оборудованных системах защиты от избыточного давления. Эти стандарты устанавливают требования к системам защиты от избыточного давления и их компонентам на газовых установках. Эти стандарты определяют не только время отклика и точность контура, но и факторы безопасности при превышении размера привода конечного элемента. Независимая проверка и испытания конструкции для подтверждения соответствия стандарту EN14382 являются обязательными. Поэтому пользователи часто обращаются к этому стандарту при проектировании HIPPS.

Внешние ссылки

• Международная электротехническая комиссия
• https://risknowlogy.com/risknowlogy-certification-program/hipps-sil-verification/ Сертификация HIPPS SIL]
• Группа пользователей безопасности – Информационные ресурсы по функциональной безопасности
• Пример скребкового HIPPS
• SIL и функциональная безопасность в двух словах - электронная книга, знакомящая с SIL и функциональной безопасностью