10.4. Типовые локальные технические системы и средства безопасности

Отказ любой промышленной установки, входящей в систему, может привести к отказу всей системы и к аварии. Ниже кратко описываются варианты типовых локальных систем и средств безопасности для отдельных узлов, агрегатов, установок и т.п. и их назначение.

Системы предотвращения отклонений от допустимых рабочих режимов

Системы сброса давления. Разрывные мембраны и клапаны безопасности обеспечивают аварийный выпуск вещества из реакционного сосуда в атмосферу. Если выброшенное вещество образует взрывоопасную смесь с воздухом, необходимо не допустить его контакта с возможными источниками огня до того, как будет достигнут нижний концентрационный предел взрывоопасности. Если произошел выброс токсичного вещества, оно должно быть отведено во вспомогательную систему, например в нагнетательные адсорберы, скрубберы или установки каталитического дожигания.

Датчики температуры и давления потока предназначены для автоматического аварийного включения систем аварийного охлаждения, остановки реакции или перепускной системы.

Системы, препятствующие переполнению. Устройства контроля уровня веществ предотвращают переполнение сосудов; они автоматически прекращают подачу потока вещества и обеспечивают его отвод.
Системы аварийного выключения оборудования. Это системы, отключающие производственное оборудование (например, насосы и компрессоры), открывающие или закрывающие быстродействующие клапаны с тем, чтобы обеспечить безопасность и целостность систем и всего предприятия. Эти системы могут приводиться в действие как вручную, так и автоматически.

Системы, предотвращающие разрушение деталей и узлов систем безопасности

Элементы и узлы систем безопасности должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими надежность их работы, в зависимости от важности их функций. В промышленных установках могут действовать различные системы, дублирующие функции этих узлов, или могут использоваться аналогичные дополнительные системы, например второй охлаждающий насос.

Системы энергоснабжения

Системам снабжения, таким как электроснабжения систем контроля, подачи сжатого воздуха в аппаратуру или подачи азота в качества инертного газа, может потребоваться второй источник питания, например аккумуляторные батареи, буферная емкость или дополнительный комплект баллонов для сжатого воздуха в случае неисправности основных источников.

Системы аварийной сигнализации

Эти системы (в которых используются сенсорные датчики) позволяют оператору определить причину неисправности при ее обнаружении.

Такие системы используются для:
а) управления параметрами процесса (например, температурой, давлением, скоростью потока, его количеством, уровнем, соотношением веществ в смеси, содержанием кислорода);
б) обнаружения неисправностей в узлах системы (насосах, смесителях, компрессорах, вентиляторах и др.);
в) обнаружения утечек (газовые детекторы, эксплозиметры);
г) обнаружения открытого огня или дыма;
д) обнаружения повреждения защитных устройств.

Защитная автоматика

В зависимости от типа и назначения систем используются механические, термические, электромагнитные средства (защита, основанная на непосредственном контроле) и различные реле (защита, основанная на косвенном контроле). Распространенным видом защиты является релейная, которая в основном предназначена для защиты электрооборудования. При срабатывании защиты поврежденный элемент или система автоматически отключается (защита на отключение) или появляется световой (звуковой) сигнал (защита на сигнал). Применяется также защита в виде прекращения подачи электроэнергии или сжатого воздуха к объекту.

Разработка систем защитной автоматики основана на использовании ряда разделов теории управления и регулирования: теории информации и массового обслуживания (в системах автоматического контроля и сигнализации); теоретических основ электротехники (в системах защиты энергосистем и электрических цепей); синтеза релейно-контактных схем (в системах релейной защиты и блокировки). Развитие этих систем связано в настоящее время с использованием микропроцессорной техники.

Технические средства защиты

Работу систем безопасности на предприятии должны обеспечивать технические средства, за счет которых можно ослабить последствия несчастных случаев. К ним относятся:
а) газовые детекторы;
б) системы распыления воды (для охлаждения цистерн или для тушения пожара);
в) струйно-водяные установки;
г) системы для распыления пара;
д) коллекторные сборники.

Способы предотвращения человеческих и организационных ошибок

Человеческие ошибки могут стать причиной крупных аварий. Поэтому их предотвращение должно расцениваться как один из важнейших аспектов обеспечения безопасности. В этой связи можно, например, на химическом предприятии предпринимать следующие меры:
а) применять загрузочные шланги с разными соединительными штуцерами на установках по загрузке автомобилей-цистерн для предотвращения смешивания реактивных веществ (например, серной и азотной кислот);
б) исключить возможность путаницы при определении места соединения монтажных проводов путем надлежащей маркировки и соответствующих разъемов;
в) обеспечить блокировку предохранительных клапанов и выключателей, которые не должны работать одновременно;
г) вести четкую маркировку переключателей, кнопок и панелей управления;
д) организовать надежную систему коммуникаций для работающего персонала;
в) использовать предохранительные устройства, исключающие случайные переключения;ж) проводить обучение работающего персонала.