Sikkerhetshistorikken innen LNG-industrien er sterk. Konstruksjon, installasjon og levetid tar hensyn til kjente farer ved en slik installasjon. Ulike beskyttelsesnivåer sikrer at potensielle farer blir oppdaget og eliminert før de blir en stor risiko for konstruksjonene og de som jobber der.
Mens LNG i sin opprinnelige form er en væske, blir den raskt til gass når den kommer inn i atmosfæren. Potensielle tennkilder kan raskt skape en farlig situasjon, og dermed er målet vårt å oppdage atmosfærisk tilstedeværelse av gass så tidlig som mulig. Det er derfor deteksjonssystemet blir en tidlig og viktig barriere for å beskytte et LNG-anlegg. Hovedformålet med sikkerhetssystemet er å oppdage potensielle farer og ta nødvendige forholdsregler for å eliminere eller forhindre dem i å eskalere.
Flere faktorer må undersøkes for å sikre at vi har et pålitelig system.
Typisk deteksjonsløsning
Det er to viktige faktorer når man vurderer et brann- og gassdeteksjonssystem: Tilgjengelighet og pålitelighet. Den første er ganske selvforklarende - det er viktig at deteksjonssystemet (og dets funksjoner) er tilgjengelig når det er nødvendig. Sistnevnte er ikke mindre viktig - at vi kan stole på at systemet skal prestere når det trengs. Det første skrittet for å sikre at vi kan stole på systemet vårt, er å se på kjeden av enheter som er nødvendige for å oppdage hendelser og ta passende tiltak. En svært forenklet tegning som viser et typisk sikkerhetssystem for deteksjon er vist nedenfor.
Ethvert scenario (en ulmebrann, en gasslekkasje osv.) kan rapporteres av en detektor. Detektoren er systemets startenhet, og ytelsen er avgjørende for å sikre tidlig og pålitelig deteksjon. Vi ønsker å oppdage hendelsen så tidlig som mulig, og samtidig unngå deteksjon og rapportering av uønskede alarmer. Ulike detektorer har forskjellige egenskaper, spesielt når det gjelder ytelse. Sammenligning av datablader kan føre til at detektorer som virker svært forskjellig, ser nesten like ut. Når du konsulterer produsenter og leverandører av brann- og gassutstyr, er det en god tommelfingerregel å alltid spørre hvilken testing som er gjort i henhold til ytelsesstandarder (for eksempel FM3260 for flammedeteksjon). Dette vil peke på forskjellene når det gjelder ytelsen til en bestemt enhet. Det er selvfølgelig viktig at utstyret har riktig inntrengningsbeskyttelse og kan tåle nødvendige miljøforhold, men det er jo enhetens ytelse som bestemmer om den vil oppdage en hendelse eller ikke.
Detektoren vil rapportere en oppdaget hendelse til deteksjonssystemet. Her blir kommunikasjonen viktig (type medium, robusthet til EMC og miljøforhold, etc.) for å unngå tap eller forsinkelse i kommunikasjonskanalen. Dette er også en drivende faktor for å prøve å benytte en sløyfe eller en annen form for redundans for kommunikasjonen mellom detektoren og systemet. I en sløyfe vil kortslutningsisolatorer sikre at eventuelle detektorer eller kabelfeil ikke påvirker alle andre enheter i kommunikasjonen med systemet.
Formålet med deteksjonssystemet i seg selv er også å sørge for at eventuelle hensiktsmessige tiltak tas. I et integrert brann- og gassdeteksjonssystem holdes logikken normalt i samme system, og aksjoner gjøres ved å aktivere utganger til forskjellige enheter (aktivering av lamper/lydgivere, lukking av ventilasjon/spjeld osv.). En alternativ konfigurasjon er vist i figuren til venstre; Deteksjonssystemet overfører alarmen til et distribuert kontrollsystem (DCS) som tar seg av de nødvendige tiltakene. For denne løsningen er det viktig å markere behovet for en sikker kommunikasjonskanal mellom de to systemene. Svært ofte vil prosjektet også kreve redundans for denne typen kommunikasjon.
Sikkerhet og IEC 61508
Så hvordan vurderer vi en kommunikasjonskanal eller en deteksjonssløyfe til å være trygg eller ikke? I installasjoner som et LNG-anlegg utføres en risiko- og opererbarhetsstudie (HAZOP) for å identifisere og evaluere potensielle problemer som kan være en risiko for mennesker eller utstyr. Dette vil hjelpe oss med å finne ut hva slags utstyr som kreves for å beskytte installasjonen. Brann- og gassutstyr har imidlertid forskjellige sikkerhetsvurderinger som også må undersøkes.
Påliteligheten er viktig for hele systemet og ikke bare enkeltkomponenter. En god standard for vurdering av systemtilgjengelighet og pålitelighet er IEC 61508: Funksjonssikkerhet for elektriske / elektroniske / programmerbare elektroniske sikkerhetsrelaterte systemer. Denne standarden definerer det som kalles ""Safety Integrity Level"" (SIL), en vurdering av pålitelighet, manglende sikkerhet (hvor trygt systemet er) og ledelses-/livssyklushensyn. SIL forteller oss noe om sannsynligheten for en svikt på etterspørsel, dvs. hvor sannsynlig er det at systemet fungerer som det er meningen den dagen vi faktisk trenger det? Det kan fungere 10 av 10 ganger når testet, men det spiller ingen rolle om det mislykkes neste gang det skal oppdage en reell fare.
Siden vi snakker om et helt system med avhengigheter, er det viktig at hele systemet vurderes i henhold til denne standarden, og ikke bare enkeltkomponenter. Hele systemet, fra deteksjon av en av de initierende enhetene til handling ved en av utgangene, skal oppfylle det ønskede sikkerhetsnivået (normalt kreves SIL2 for et brann- og gassdeteksjonssystem). Å kombinere enkeltkomponenter gir oss ikke nødvendigvis samme vurdering (selv om de er vurdert til SIL2 individuelt). For å sikre at vi kan opprettholde alle aspekter av IEC 61508, gjøres ofte en sikkerhetsanalyserapport (SAR) under prosjektet. For å forenkle dette og sikre at du opprettholder det nødvendige sikkerhetsnivået, bør du be leverandørene bevise at hele systemet er i samsvar med IEC 61508. Dette vil lette prosjekteringen av sikkerhetssystemet.
I de fleste tilfeller er et LNG-anlegg en stor installasjon med lange avstander mellom områder/konstruksjoner. Installasjonen består av bygninger, prosessområder, rørledninger og andre lokaler som skal beskyttes. Å velge et system som kan integrere alle typer deteksjon og slukking, vil gi en betydelig reduksjon i installasjonskostnader. AutroSafe integrert brann- og gassdeteksjonssystem blir brukt over hele verden i en av de mest kritiske bransjene; petrokjemi, olje og gass. En av årsakene til dette er at systemet har en tredjepartsverifisering og sertifisering i henhold til IEC 61508.
Australsk LNG-prosjekt
I Australia er systemet nettopp introdusert og installert på et nytt LNG-prosjekt. Prosjektet involverer 435 kilometer rørledning som knytter gassfeltene til hovedanlegget, og bygging av et LNG-anlegg for konvertering av gass til LNG for eksport. Den første fasen av prosjektet inkluderer to LNG-tog (dvs. prosesseringsenheter) med en designlevetid på mer enn 20 år. Produksjonskapasiteten er over 8,5 millioner tonn LNG per år (utvidbar til opptil 12 millioner tonn).
Anlegget har et AutroSafe IFG-panel i hver bygning. På grunn av de lange avstandene mellom bygningene, er alle paneler sammenkoblet via et redundant fiberoptisk nettverk. Figuren under viser hvordan panelene er knyttet sammen via to uavhengige nettverk (for redundans), og med sentraliserte paneler i hovedkontrollbygningen, hovedstasjonens hovedbygning og i brannstasjonen.
Raffineri i Midtøsten
AutroSafe IFG er også installert på et raffineri i Midtøsten, et oppsett som videre utfordrer mulighetene til systemet. Raffineriet er en kombinasjon av flere egenstyrte bygninger og moduler; og alt deteksjons- og slokkingsutstyr er integrert i ett AutroSafe IFG deteksjonspanel. Dette inkluderer alt fra tradisjonell varme- og røykdeteksjon, manuelle meldere og flamme- og gassdeteksjon, til individuell utløsning av separate slukningssoner i hver bygning. Aspirasjonsdeteksjonssystemer (HSSD) er også integrert i det samme systemet (oftest brukt i lokale rom for elektrisk utstyr). Ved å kombinere alle panelene i ett enkelt anleggsnettverk, kan man enkelt overvåke hele anlegget fra en eller flere steder.
En forenklet konsepttegning for en installasjon som Midtøsten-prosjektet vises over. Brann- og gassdeteksjonspanelene håndterer alle typer detektorer og gjør passende tiltak. Kommunikasjon til et overbyggende beslutningskontrollsystem gjøres vanligvis via Modbus eller ved direkte tolkning av systemkommunikasjonsprotokollen. I tillegg er lokale arbeidsstasjoner lokalisert i sentraliserte kontrollrom og f.eks. den lokale brannstasjonen. Funksjonen til et oppsett som dette kan avgjøres av konfigurasjonsdataene, da det enten kan være et selvstendig selvstendig system for hver bygning eller gi en distribuert C & E over hele anlegget. Hele systemet vil oppfylle et krav til en SIL2-vurdering for hele systemet.
Ved å bruke sløyfer for alt feltutstyr, sikrer vi at ethvert brudd eller kortslutning i ledningen ikke påvirker systemets ytelse. Selv flamme- og gassdetektorer kan beskyttes mot slike feil ved å ha dem lokalisert på en sløyfe. I løsningen ovenfor gir den samme to-trådsløyfen også strøm til detektorene, noe som gir store besparelser når det gjelder installasjonskostnader.
Brann- og gassdeteksjonssystemer for LNG-anlegg kan realiseres på forskjellige måter; Viktigst, vi må vurdere sikkerhetsaspektet av løsningen. For å kunne utføre dette, bør vi undersøke hele systemet med alle tiltenkte funksjoner (for eksempel deteksjon fra en røykdetektor gjennom alle kommunikasjonsveier, inkludert aktivering av en utgangsmodul). Bare ved å gjøre dette, kan vi si noe om hvor trygt systemet vårt er, og hvis vi er i stand til å opprettholde den nødvendige sikkerhetsvurderingen for systemet. Tross alt, det er systemytelsen den dagen vi trenger systemet vårt for å utføre 100 prosent som blir kritisk.
