Способы применения средств противоаварийной защиты

Способы применения средств противоаварийной защиты

Основные задачи и функции СПАЗ

Основная задача любой системы СПАЗ — перевод процесса в безопасное состояние при возникновении каких-либо проблем в его работе (выход технологических процессов за установленные границы, отказ оборудования, нештатные ситуации).

Как правило, СПАЗ получает данные о состоянии объекта от «собственных» дублированных датчиков (одной из самых надежных схем считается «2оо3», когда срабатывание любых 2 из 3 датчиков, установленных на одной контрольной точке, считается необходимым условием для срабатывания защитной блокировки) и управляет «своими» резервированными исполнительными механизмами.

При создании и последующей эксплуатации СПАЗ, предназначенных для технологических объектов, следует соблюдать единый порядок управления комплексом необходимых работ, опирающийся на требования международных и национальных нормативно-методических документов. Такой порядок должен охватывать состав, содержание и способы (методы) проведения работ по проектированию, внедрению, эксплуатации и техническому обслуживанию СПАЗ.

Этот порядок должен обеспечивать выполнение всех требований, предъявляемых к свойствам и показателям качества функционирования СПАЗ. Главными из них являются требования, предъявляемые к функциональной безопасности любой СПАЗ, т.е. к ее способности правильно функционировать, обеспечивая безопасность соответствующего объекта автоматизации.

В соответствии с ГОСТ Р МЭК 61508 и ГОСТ Р МЭК 61511 функциональная безопасность СПАЗ как электронной программируемой системы определяется показателями качества выполнения ею функций безопасности, т.е. таких функций, содержанием которых является совокупность действий, направленных на снижение опасности, существующей и/или возникающей при функционировании управляемого объекта.

Основной функцией безопасности, для выполнения которой предназначена любая СПАЗ технологического объекта, является автоматическое изменение его состояния в сторону более безопасного, выполняемое рассматриваемой системой в случае появления потенциально опасного события (например, выхода параметров процесса за безопасные пределы). Содержанием этой функции является совокупность действий, включающих измерительное преобразование и/или контроль соответствующих параметров состояния объекта, а также формирование и передачу на объект такой последовательности заранее определенных управляющих воздействий, которые направлены на предотвращение или снижение вреда.

Источник

Противоаварийная автоматика

Противоаварийная автоматика — комплекс автоматических устройств, предназначенных для ограничения развития и прекращения аварийных режимов в энергосистеме.

Назначение ПА и основные требования к ней

В отдельных энергосистемах и ОЭС могут возникать следующие нарушения нормального режима работы:

• опасные перегрузки линии электропередачи и межсистемных связей из-за непредвиденных изменений балансов мощности генераторов и нагрузки в одной или нескольких связанных между собой ОЭС или отдельных энергосистемах;
• опасные набросы мощности на электропередачи и межсистемные связи при внезапных отключениях генераторов или нагрузки в смежных частях ОЭС или в соседних ОЭС;
• внезапные отключения одной из межсистемных связей, в том числе наиболее мощной, отключения отдельных участков двухцепных или кольцевых электропередач, угрожающие нарушения динамической устойчивости;
• разрывы мощных электропередач, вызывающие набросы мощности на слабые шунтирующие сети более низких напряжений и опасное повышение частоты в энергосистемах;
• затяжные КЗ, отключаемые действием резервных защит или устройств резервирования отказа выключателей (УРОВ);
• кратковременные неполнофазные режимы в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) или при отказах отдельных фаз выключателей;
• односторонние отключения протяженных участков электропередач 330–75- кВ, вызывающие повышение напряжения, опасное для оборудования;
• асинхронный режим.

Быстрое протекание аварийных процессов при нарушениях нормальных режимов исключает возможность их ликвидации и тем более предотвращения действиями оперативного персонала даже при наличии хороших средство телеконтроля и телеуправления. Поэтому предотвращение, локализация и ликвидация нарушений нормального режима целиком возлагается на специальные автоматические устройства, получившие общее наименование устройства противоаварийной автоматики (ПА).

Назначение ПА заключается в следующем:

• предотвращение нарушения статической устойчивости линий электропередачи межсистемных связей в нормальных и послеаварийных режимах;
• предотвращение нарушения динамической устойчивости в цикле работы ОАПВ или БАПВ (быстродействующего автоматического повторного включения), а также в режимах максимальной нагрузки при расчетных видах КЗ, отключаемых как основными быстродействующими защитами, так и резервными защитами или действиями УРОВ;
• предотвращение асинхронного режима путем опережающего деления энергосистем при приближении к пределу устойчивости и невозможности ее сохранения средствами автоматического регулирования или других видов ПА;
• ликвидация асинхронного режима в случаях нарушения устойчивости путем ресинхронизации или селективного деления энергосистем (ОЭС) в заранее предусмотренных сечениях;
• предотвращение опасного для паровых турбин и механизмов потребителей повышения частоты в отлившихся частях ОЭС, связанных с мощными ГЭС;
• предотвращение опасного повышения напряжения при односторонних отключения протяженных линий электропередачи.

Устройства и комплексы устройств ПА должны удовлетворять следующим основным техническим требованиям:

• быстродействие. Требование является главным для устройств ПА, предназначенных для предотвращения нарушения динамической устойчивости;
• селективность. Требование в отношении устройств ПА означает способность устройства выбирать объекты, виды и минимально необходимый объем воздействий, обеспечивающие наиболее эффективную локализацию нарушений нормального режима работы. Если на возникшее нарушение нормального режима реагируют несколько устройств ПА, то их суммарное воздействие также должно удовлетворять требованию наиболее эффективной локализации нарушения при минимально необходимом объеме воздействий;
• чувствительность. Требование относится к функциональным органам ПА и полностью соответствует аналогичным требованиям к устройствам релейной защиты. Это способность реагировать на такие отклонения и нарушения нормально режима, на действие при которых они рассчитаны;
• надежность. Требование состоит в том, что устройства ПА, так же как и устройства релейной защиты, должны безотказно действовать при нарушениях нормального режима и не действовать излишне и ложно в условиях, когда их действие не предусмотрено.

Структура ПА и ее основные элементы

Находящиеся в эксплуатации и проектируемые устройства ПА выполняются для действия по постоянной программе, которая закладывается в схему, а настройка осуществляется на основании предварительны расчетов нормальных и аварийных режимов.

Состояние энергосистемы характеризуется рядом таких факторов и параметров, как электрическая схема, состав оборудования, перетоки мощности по электропередачам и межсистемным связям , значения токов, уровни напряжения, частота и т.п. Устройства ПА непрерывно контролируют эти параметры, выявляют и фиксируют моменты опасного отклонения или внезапного нарушения нормального режима, определяют их тяжесть и вырабатывают соответствующие воздействия на объекты управления. При этом, чем больше факторов и параметров контролирует ПА, тем ближе к оптимальным будут ее воздействия.

В каждом конкретном случае структура устройства или комплекса устройств ПА определяется его назначением и условиями работы. В общем случае устройство ПА состоит из трех частей: выявительной (ВЧ), логической (ЛЧ) и исполнительной (ИЧ). Выявительная часть включает в себя пусковые органы (ПО), органы контроля электрического режима (КЭР) и органы автоматической дозировки воздействий (АДВ). Сигналы, вырабатываемые в выявительной части, поступают в логическую часть, включающую в себя логические элементы, которые, сопоставляя последовательность, продолжительность и интенсивность сигналов, поступающих от ВЧ, выбирают виды воздействий и подготавливают соответствующие цепи. Наконец, исполнительная часть включает в себя органы или аппараты управления, с помощью которых производятся воздействия ОГ, РТ, ДС, ОН и др.

Виды устройства ПА

При всем многообразии конкретных исполнений устройств ПА все они могут быть сведены к следующим основным видам:

• противоаварийная автоматика для предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ). Устройства АПНУ выявляют возникновение опасных перегрузок или набросов мощности, внезапные отключения участков электропередач или их полные разрывы, возникновение неполнофазных режимов и другие аналогичные нарушения нормального режима работы. Во всех случаях, когда возникшее нарушение нормального режима угрожает нарушением устойчивости, устройства АПНУ производят быструю дозированную разгрузку электропередачи и межсистемных связей. Для разгрузки используются три основных вида воздействий: отключение гидро- и турбогенераторов (ОГ) или быстрая разгрузка паровых турбин (РТ) с последующим ограничением мощности (ОМ) по условиям послеаварийного режима, а также деление энергосистем или ОЭС (ДС) по сечениям, обеспечивающим выделение в нужный район ограниченной мощности, и отключение части нагрузки (ОН);
• противоаварийная автоматика для ликвидации асинхронного режима (АЛАР). Устройства АЛАР выявляют моменты приближения к пределу устойчивости или момент возникновения асинхронного режима и воздействуют на его прекращение путем деления энергосистем в заранее намеченных сечениях либо путем ресинхронизации энергосистем. В этих случаях они производят ОГ или РТ в избыточной части энергосистемы для выравнивания частот, что ускоряет процесс ресинхронизации;
• противоаварийная автоматика для ограничения повышения частоты (АОПЧ). Устройства АОПЧ выявляют повышение частоты и при повышении допустимых значений производят ОГ гидрогенераторов ГЭС и при необходимости отделение ТЭС от энергосистемы со сбалансированной нагрузкой;
• противоаварийная автоматика для ограничения повышения напряжения (АОПН). Устройства АОПН выявляют повышения напряжения до определенных установленных значений и производят включение шунтирующих реакторов и отключение линий, являющихся источниками повышенного напряжения.

Источник

Способы применения средств противоаварийной защиты

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ

от 7 декабря 2020 года N 500

2. Настоящий приказ вступает в силу с 1 января 2021 г. и действует до 1 января 2027 г.

в Министерстве юстиции

22 декабря 2020 года,

регистрационный N 61706

УТВЕРЖДЕНЫ
приказом Федеральной службы
по экологическому,
технологическому
и атомному надзору
от 7 декабря 2020 года N 500

Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов»

I. Общие положения

1. Настоящие Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов» (далее — Правила) устанавливают требования, направленные на обеспечение промышленной безопасности, предупреждение аварий, случаев производственного травматизма на химически опасных производственных объектах (далее — ХОПО), на которых в соответствии с подпунктами «б», «д», «е», «ж» пункта 1 приложения 1 к Федеральному закону от 21 июля 1997 г. N 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, N 30, ст.3588; 2018, N 31, ст.4860) (далее — Федеральный закон N 116-ФЗ) получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества (далее — химически опасные вещества).

2. Правила разработаны с целью выполнения положений пункта 3 статьи 4 Федерального закона N 116-ФЗ в части установления обязательных требований к:

деятельности в области промышленной безопасности, в том числе работникам опасных производственных объектов;

безопасности технологических процессов на опасных производственных объектах, в том числе порядку действий в случае аварии или инцидента на опасном производственном объекте;

обоснованию безопасности опасного производственного объекта.

3. Правила предназначены для применения:

а) при разработке технологических процессов, разработке документации, эксплуатации, техническом перевооружении, капитальном ремонте, консервации и ликвидации ХОПО;

б) при изготовлении, монтаже, наладке, обслуживании, диагностировании и ремонте технических устройств, применяемых на ХОПО;

в) при проведении экспертизы промышленной безопасности: документации на консервацию, ликвидацию ХОПО;

документации на техническое перевооружение ХОПО в случае, если указанная документация не входит в состав проектной документации такого объекта, подлежащей экспертизе в соответствии с законодательством о градостроительной деятельности;

технических устройств, зданий и сооружений, деклараций промышленной безопасности, применяемых на ХОПО;

обоснования безопасности ХОПО, а также изменений, вносимых в обоснование безопасности ХОПО.

4. Правила устанавливают требования промышленной безопасности к организациям, осуществляющим свою деятельность в области промышленной безопасности.

5. В целях приведения ХОПО в соответствие с требованиями Правил организация, эксплуатирующая ХОПО, после вступления Правил в силу должна однократно провести комплексное обследование фактического состояния ХОПО, при выявлении отклонений разработать комплекс компенсационных мер по дальнейшей безопасной эксплуатации таких объектов, организовать внесение изменений в проектную документацию, документацию на техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию ХОПО или ее разработку вновь.

6. Требования взрывопожаробезопасности для ХОПО применяют в соответствии с федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности, устанавливающими общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных производств и объектов.

При производстве сварочных работ и резке металлов должны быть соблюдены требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (Собрание законодательства Российской Федерации, 2008, N 30, ст.3579; 2018, N 53 (часть I), ст.8464) (далее — Федеральный закон N 123-ФЗ), федеральных норм и правил в области промышленной безопасности, устанавливающих требования к производству сварочных работ, правилам безопасного ведения газоопасных, огневых и ремонтных работ на опасных производственных объектах.

II. Общие требования к обеспечению технологических процессов

7. Технологические процессы (производственные процессы, при осуществлении которых изменяют химический состав перерабатываемого продукта с целью получения вещества с другими свойствами, процессы хранения и слива-налива химически опасных веществ) следует разрабатывать на основании исходных данных на разработку документации ХОПО с учетом количества химически опасных веществ, предусмотренных пунктом 1 приложения 1 к Федеральному закону N 116-ФЗ, которые одновременно находятся или могут находиться на ХОПО, в соответствии с таблицами 1 и 2 приложения 2 к Федеральному закону N 116-ФЗ, а также анализа опасностей, возникающих при ведении процесса, условий возникновения и развития возможных аварийных ситуаций.

8. В проектной документации, документации на техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию ОПО (далее — проект) каждого технологического процесса ХОПО, включая процессы хранения и слива-налива химически опасных веществ, должны быть определены критические значения параметров или их совокупность для участвующих в процессе химически опасных веществ. Допустимый диапазон изменения параметров устанавливают с учетом характеристик технологического процесса. Технические характеристики системы управления и противоаварийной защиты (ПАЗ) должны соответствовать скорости изменения значений параметров процесса в требуемом диапазоне (класс точности средств измерений, инерционность систем измерения, диапазон измерения).

Регламентированные значения параметров по ведению технологического процесса устанавливают в исходных данных на разработку документации ХОПО и указывают в технологических регламентах как оптимальные нормы ведения технологического режима (далее — регламентированные параметры процесса).

9. Способы и средства, исключающие выход параметров за установленные пределы, устанавливают в исходных данных на разработку документации ХОПО и указывают в технологическом регламенте.

Исходные данные на разработку документации на ХОПО разрабатывают научно-исследовательские организации или организации, специализирующиеся в соответствующей области.

10. Условия химической безопасности проведения отдельного технологического процесса или его стадий обеспечивают:

рациональным подбором взаимодействующих компонентов исходя из условия максимального снижения или исключения образования химически опасных смесей или продуктов;

выбором рациональных режимов дозирования компонентов, предотвращением возможности отклонения их соотношений от регламентированных значений и образования химически опасных концентраций в системе;

введением в технологическую среду исходя из физико-химических условий процесса дополнительных веществ: инертных разбавителей-флегматизаторов, веществ, приводящих к образованию инертных разбавителей или препятствующих образованию химически опасных смесей;

рациональным выбором гидродинамических характеристик процесса (способов и режима перемещения среды и смешения компонентов, напора и скорости потока) и теплообменных характеристик (теплового напора, коэффициента теплопередачи, поверхности теплообмена), а также геометрических параметров аппаратов;

применением компонентов в фазовом состоянии, затрудняющем или исключающем образование химически опасной смеси;

выбором значений параметров состояния технологической среды (состава, давления, температуры), снижающих ее химическую опасность;

надежным энергообеспечением (устанавливают в исходных данных).

11. Химико-технологические системы (совокупность технических устройств и материальных, тепловых, энергетических потоков (связей) между ними, функционирующая как единое целое и предназначенная для переработки исходных веществ в продукты), включая оборудование стадий хранения и слива-налива исходных веществ и продуктов, необходимо оснащать средствами контроля за параметрами, определяющими химическую опасность процесса, с регистрацией показаний и предаварийной (а при необходимости предупредительной) сигнализацией их значений, а также средствами автоматического регулирования и ПАЗ.

Требования к системам контроля, управления, сигнализации и ПАЗ, обеспечивающие безопасность ведения технологических процессов ХОПО, определены главой VI Правил.

12. Для химически опасных технологических процессов, включая процессы хранения и слива-налива химически опасных веществ, следует предусматривать системы ПАЗ, предупреждающие возникновение аварии при отклонении от предусмотренных технологическим регламентом предельно допустимых значений параметров процесса во всех режимах работы и обеспечивающие безопасную остановку или перевод процесса в безопасное состояние по заданной программе.

13. Системы ПАЗ включаются в общую автоматизированную систему управления технологическим процессом (далее — АСУТП). Формирование сигналов для ее срабатывания должно базироваться на регламентированных предельно допустимых значениях параметров, определяемых свойствами обращающихся веществ и характерными особенностями технологического процесса.

14. Энергетическая устойчивость химико-технологической системы ХОПО обеспечивается выбором рациональной схемы энергоснабжения, количеством источников электропитания (основных и резервных), их надежностью и должна обеспечивать безаварийный останов технологического процесса ХОПО при возникновении сбоев или аварий в системе энергоснабжения.

Параметры, характеризующие энергоустойчивость технологического процесса, средства и методы обеспечения этой устойчивости определяют при разработке документации на ХОПО и устанавливаются в технологическом регламенте.

Средства обеспечения энергоустойчивости химико-технологической системы должны обеспечить способность функционирования средств ПАЗ в течение времени, достаточного для исключения опасной ситуации.

15. Химико-технологические системы, в которых обращаются токсичные продукты (газообразные, жидкие, твердые), должны быть герметичными и исключать создание опасных концентраций этих веществ в окружающей среде во всех режимах и стадиях работы.

16. Для ХОПО, связанных с получением, использованием, хранением, транспортированием, уничтожением химически опасных веществ, должны предусматриваться меры и средства, максимально снижающие попадание химически опасных веществ в атмосферу производственного помещения (рабочей зоны), а также контроль содержания химически опасных веществ в воздухе.

17. Для максимального снижения выбросов в окружающую среду химически опасных веществ ХОПО при аварийной разгерметизации химико-технологической системы необходимо предусматривать следующие меры:

на объектах I и II классов опасности — установка автоматических быстродействующих запорных и (или) отсекающих устройств со временем срабатывания не более 12 с;

на объектах III класса опасности — установка запорных и (или) отсекающих устройств с дистанционным управлением и временем срабатывания не более 120 с;

на объектах IV класса опасности — установка запорных устройств с ручным приводом, при этом следует предусматривать минимальное время приведения их в действие за счет рационального размещения (максимально допустимого приближения к рабочему месту оператора), но не более 300 с. При этом должны быть обеспечены условия безопасного отсечения потоков и исключены гидравлические удары.

18. Для аварийного освобождения химико-технологических систем от обращающихся химически опасных продуктов используют оборудование технологических установок или специальные системы аварийного освобождения. Специальные системы аварийного освобождения должны:

находиться в постоянной готовности;

исключать образование химически опасных смесей как в самих системах, так и в окружающей атмосфере, а также развитие аварий;

обеспечивать минимально возможное время освобождения;

оснащаться средствами контроля и управления.

Специальные системы аварийного освобождения запрещается использовать для других целей.

19. Вместимость системы аварийного освобождения (специальной или в виде оборудования технологических установок, предназначенного для аварийного освобождения химико-технологических систем) рассчитывают на прием продуктов в количествах, определяемых условиями безопасной остановки технологического процесса.

20. Сбрасываемые химически опасные вещества следует направлять в закрытые системы для дальнейшей утилизации.

21. Не допускается объединение выбросов химически опасных веществ, содержащих вещества, способные при смешивании образовывать более опасные по воздействиям химические соединения.

22. При наличии жидкой фазы в газовом потоке на линиях сброса газов должны предусматриваться устройства, исключающие ее унос.

23. В процессах, в которых при отклонении от заданных технологических режимов возможно попадание химически опасных продуктов в линию подачи инертных сред (гелий, азот и другие среды), на последней устанавливают обратный клапан или иное устройство, исключающее переток химических опасных веществ в линию подачи инертных сред.

24. При наличии в технологическом оборудовании химически опасных веществ или возможности их образования эксплуатирующая организация разрабатывает и принимает необходимые организационно-технические меры, обеспечивающие с учетом технических средств, предусмотренных документацией на ХОПО, защиту персонала от воздействия этих веществ при химическом поражении.

25. Для ХОПО I, II и III классов опасности с учетом химико-технологических особенностей организация разрабатывает и утверждает план мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий (далее — планы мероприятий), в котором предусматривает действия работников по предупреждению аварий, а в случае их возникновения — по локализации и максимальному снижению тяжести последствий, а также технические системы и средства, используемые при этом.

26. Работники организаций, осуществляющих деятельность на ХОПО, должны быть аттестованы в области промышленной безопасности в порядке, установленном постановлением Правительства Российской Федерации от 25 октября 2019 г. N 1365 «О подготовке и об аттестации в области промышленной безопасности, по вопросам безопасности гидротехнических сооружений, безопасности в сфере электроэнергетики» (Собрание законодательства Российской Федерации, 2019, N 44, ст.6204). Все работники должны быть обучены правилам использования и способам проверки исправности средств индивидуальной защиты и пройти тренировку по их применению.

27. Организация работ по поддержанию надежного и безопасного уровня эксплуатации и ремонта технологического и вспомогательного оборудования, трубопроводов и арматуры, систем контроля, противоаварийной защиты, средств связи и оповещения, энергообеспечения, а также зданий и сооружений; распределение обязанностей и границ ответственности между техническими службами (технологической, механической, энергетической, контрольно-измерительных приборов и автоматики) за обеспечением требований промышленной безопасности, а также перечень и объем эксплуатационной, ремонтной и другой технической документации должны быть определены внутренними распорядительными документами организации, устанавливающими требования безопасного проведения работ на ХОПО, с учетом требований пункта 90 Правил.

Источник