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将防溢罐保护提升到一个新的水平

作者:www.cechina.cn2014.05.28阅读 17380

        石油储罐溢流冒罐事故现如今已成了迅速从地方媒体到区域乃至全球公众信息报道的重要新闻。邦斯菲尔德溢流事故造成了欧洲自第二次世界大战以来最大的蒸气云,是到目前为止石油储罐溢流冒罐事故中最著名的案例。然而,新的事故仍在继续发生,曾有数家罐区储运公司就因油品溢流冒罐事故而破产。
        安全变得越来越重要,其显而易见的根本推动力是:全世界均正在逐步降低可接受的社会风险。这一趋势也同样适用于罐区和大容积液体储存设施,它推动着新的技术、标准和最佳实践朝着使之成为更安全的方向发展。


根据API 2350之规定,采用经IEC 61508/11(SIL)认证的设备如今已成了新建设施自动防溢罐保护系统的一项要求。

        防溢罐保护之所以重要,原因有很多。譬如人身安全、环境保护、公共关系、清理费用和间接影响(如停工时间)等都是很显而易见的原因。一个也许较不明显的原因是,通过更清楚地了解储罐储存的介质情况,可以降低保险费用,同时由于譬如储罐使用率和传输速率的提高可以提高运营效率。储罐往往贮存的是挥发性和可燃性均较高的石油产品。当遇到点火源时,它们与适量空气形成的混合物会引起蒸气云爆炸,这正是邦斯菲尔德所发生的情况。除了给周围储罐和附近财产造成相当大的损失外,蒸气云爆炸还会给现场人员带来现实而残酷的安全问题。
        与储罐计量技术曾发生的变革一样,防溢罐保护技术目前也同样正发生着变革。API 2350标准的制订就是这一发展的重要一步,它正成为被全球认可的储罐防溢罐保护标准(相对于API3.1储罐计量而言)。
        价格合理的新产品的出现使得将原有机械式和电动机械式点液位开关更新为现代化新型电子液位计成为了可能。现有的、经实际应用验证的储罐计量概念,如连续液位测量,正迅速成为行业的首选,防溢罐保护设备亦成为新的“最佳实践”。这一变革将会继续进行,而且势不可挡。虽然传统开关众所周知、价格也不贵,而且其使用方法也易于掌握,但它们存在的固有问题往往使人很难确定它们到底是否在发挥着作用。
        为了防止和减少过量充装的发生,必须使用众多的独立保护层。
        二次封堵和防护堤是常使用的被动保护层,但这些保护层只能起到缓解作用。常用的预防措施是将基本过程控制系统(BPCS)与独立安全层相结合。BPCS经常被称为“储罐计量系统”,而安全层被称为“高高液位报警系统”或“防溢罐保护系统”。
        一种普遍存在的误解是人们认为安全层是最关键要素。这种误解是因其命名而造成的。在设计适当的系统中事实并非如此;储罐计量系统每周7天每天24小时连续运行,它是作业者用于预防储罐溢流发生的主要工具。而防溢罐保护系统只在意外情况下才运行,且运行次数越少越好。因此,将老式机械储罐液位计更换为现代化的储罐计量系统是减少过量充装风险的最重要措施之一。
        采用最现代化储罐计量系统的另一个好处是它具有内置温度补偿泄漏检测功能,可用作及早检测出譬如因腐蚀造成的细小缓慢溢漏的重要工具。
        国际标准
        从全球来看,存在两个重要防溢罐保护标准:AP I2350和 IEC 61511。这些标准制定了经大多数司法系统均认可的最佳做法。在过去,较为普遍的是采用某些特定国家的标准(例如德国TÜV/溢出保护)和对它们做出适当偏离,但它们也正在慢慢地被全球性标准影响和替代。


 2台自动储罐液位仪和防溢罐保护系统。采用现代解决方案取代旧式机械液位开关是日趋普遍的观点。

        第4版 API 2350 是一个特定的应用于“石油设施储罐防溢罐保护”标准,涵盖了与防溢罐保护相关的一系列主题。而IEC 61511是一个专门针对于工业生产过程领域安全仪表系统的通用功能安全标准。因此,遵循 IEC 61511通常是遵循 API 2350 的一个很好办法;但有时,仅遵循IEC61511还不够,还需要同时符合API2350标准,这是因为这两个标准是相辅相成的。
        新的第4版 API 2350 标准的制订是邦斯菲尔德事故的一项间接成果。作为对该事故的回应,大部分行业都聚集到API框架之下www.cechina.cn,制定一个更完善的防溢罐保护标准。
        虽然API(美国石油协会)的名称中带有“美国”二字,但其委员会实际上代表着全球的储罐所有者和作业者、安全专家和供应商。为了确保邦斯菲尔德事故的调查结果能得以最大限度地发挥作用,英国政府官员也加入了该委员会。然而,须重点理解的是,这一标准是全球达成共识的标准,涵盖的仅仅只是最低要求;凡能提供同等或更高安全程度的解决方案,只要它们在技术上合理,均是可以接受的。
        为使全球对该标准达成共识还需做的另外一件事情是限定其适用范围。API 2350是为5000公升以上石油产品常压储罐而制订的。它不适用于地下储罐、液化石油气体/液化天然气储罐或压力容器。不过,其原则是具有通用性的,经采取适当预防措施后,它也可适用于本标准规定的适用范围以外的范围。
        API 2350 受到了 IEC 61511的寿命周期法的启示。它覆盖了储罐的从要求规定到调试和从运行到退役的整个生命周期过程。
        该标准的一个重要组成部分是风险评估和管理系统,现在风险评估和风险管理已成为该标准的强制性内容。这些系统的重要性在邦斯菲尔德事故中表现非常明显。在邦斯菲尔德,电动机械伺服液位计在事故发生前的3个月内曾14次发生被卡死的情况。如果管理系统恰当,这一问题本来是可以得到解决的。


艾默生公司和美国石油协会(API)委员会主席共同制定的API 2350阅读指南和核对表。

        所有储罐区彼此各不尽相同,而且风险会随储罐区位置、贮存的产品、储罐完整性和操作程序等因素的不同而变化。API 2350依据照管程度和复杂程度对储罐进行了分类。基本而言,对于任何现代化的储罐区,要想达到3类设施的标准控制工程网版权所有,须配备(至少):
        ■ 1台自动储罐计量(ATG);
        ■ 1个独立防溢罐保护系统(OPS)。
        根据API 2350的规定,新建设施的防溢罐保护系统必须符合 IEC 61511。对于现有设施,还可使用另一种方法(循环孔)使得自动防溢罐保护系统符合API 2350附件A的规定。然而结果表明,附件A的方法通常比 IEC 61511 的方法需要更多或同等的工作量,但不能确保将来不会过时。
        技术新突破
        不断发展的安全趋势也促使设备制造商不断开发出新的产品。朝这一方向取得的明显进步是现在出现了经IEC 61508认证在防溢罐保护应用中安全完整性等级高达3级 (SIL3)的雷达液位计。
        这最终将允许成熟的储罐计量技术在防溢罐保护系统中使用。须进行设备检验这一要求是因安全应用和防溢罐保护系统而出现的。API 2350规定须每六个月对液位开关进行验证测试,其他设备须每年至少进行一次验证测试(除非有充分的技术依据表明可不按此频率测试)。
        对于液位开关,验证测试传统的方法是在罐顶上使投入大量的人工操作,这些程序包括譬如水试验、按按钮或拉拉杆等步骤。但正如一名储罐作业者所说:“即便我们已按照计划对它进行了验证测试,但我们的液位开关此刻能否正常发挥作用CONTROL ENGINEERING China版权所有,我真的心里一点底都没有。”


根据API 2350,大多数大容积液体储罐可划为第3类储罐。第3类储罐均必须配置一个自动储罐计量装置和一个独立防溢罐保护系统。

        幸运的是www.cechina.cn,验证测试只是新连续液位测量技术可以改变整个行业行为的领域之一。最明显的优点是作业者可以获得两个独立的测量值,以便可以相互进行比较。往往某一设定的偏差警报(例如5厘米)就足以帮助作业者及早地检测出任何问题同时又能避免误报警。
        有些用户将此测试技术称为在线或7天×24小时验证测试。尽管如此www.cechina.cn,这一领域仍在进行着很多研究,即便不久的将来出现能远程进行验证测试的设备,这也将不足为奇。
        要求在不断变化,储罐防溢罐保护已不再是机械液位开关的代名词。经过彻底修订后的防溢罐保护标准API 2350是一个重要的里程碑,它将与IEC 61511一起规范并推动本行业向前发展。
        传统中曾经仅用于储罐计量的设备现如今也可用于防溢罐保护,并且因而将在这一转变中发挥重要作用。尽管传统液位开关仍可以使用,但目前最高效率且最能代表未来发展趋势的解决方案似乎是经IEC 61508(SIL)认证的防溢罐保护仪表,它能持续地进行液位测量并独立于自动储罐计量系统。
       本文由艾默生过程控制有限公司业务开发经理卡尔•约翰•鲁斯撰写。欲了解更多罗斯蒙特测量解决方案,敬请登陆:www.rosemount.com.cn进行查询。
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