Как провести анализ рисков для объектов Lng

Анализ рисков процесса для объектов СПГ

Анализ рисков процесса (PHA) представляет собой систематический, структурированный подход к выявлению и оценке опасностей, связанных с промышленными процессами. Для объектов сжиженного природного газа (СПГ), которые обрабатывают криогенные жидкости, легковоспламеняющиеся углеводороды и системы высокого давления, PHA является не просто упражнением по соблюдению требований, но и фундаментальным инструментом управления безопасностью. Эффективный PHA определяет потенциальные сценарии отказа, оценивает серьезность и вероятность последствий и стимулирует реализацию мер безопасности для предотвращения катастрофических событий, таких как пожары, взрывы или криогенные разливы.

Индустрия СПГ работает в соответствии со строгими правилами, включая стандарт управления безопасностью процессов OSHA (PSM) (29 CFR 1910.119) и правило плана управления рисками EPA (RMP). Эти правила требуют, чтобы PHA выполнялась первоначально и повторно проверялась по крайней мере каждые пять лет. Однако простое удовлетворение нормативных минимумов недостаточно. Тщательный PHA должен учитывать уникальные свойства СПГ — его криогенная температура (-162 ° C), быстрое испарение при выпуске, пределы воспламеняемости и потенциал для быстрых взрывов фазового перехода (RPT) при контакте СПГ с водой.

Это руководство содержит всеобъемлющую дорожную карту для проведения ПГК, адаптированную к объектам СПГ. Оно охватывает состав команды, соответствующие методологии, соображения риска, связанные с СПГ, и передовую практику в области документации и последующей деятельности.

Регуляторные и отраслевые стандарты ландшафт

Перед началом PHA команда должна быть знакома с применимыми стандартами и правилами. В Соединенных Штатах OSHA PSM (29 CFR 1910.119) предписывает, чтобы PHA проводился для процессов, которые включают перечисленную легковоспламеняющуюся жидкость или газ в количествах выше пороговых уровней. СПГ обычно превышает эти пороги. Кроме того, RMP EPA требует оценки опасности и часто ссылается на те же результаты PHA. На международном уровне такие стандарты, как ISO 16904, NFPA 59A (стандарт для производства, хранения и обработки сжиженного природного газа), и руководящие принципы из Центра безопасности химических процессов (CCPS) предоставляют подробные методологии и руководство по СПГ.

Эффективный PHA также согласуется с иерархией средств управления: ликвидация, замена, инженерные средства управления, административные средства управления и средства индивидуальной защиты. Команда PHA должна определить, где может быть спроектирована неотъемлемая безопасность (например, минимизация запасов, использование пассивной защиты) и где требуются активные системы (например, клапаны аварийного отключения, системы обнаружения газа, системы пожарной воды).

Для получения полномочий обратитесь к OSHA Process Safety Management Standard и NFPA 59A Standard.

Сборка команды PHA

PHA является настолько же эффективным, как и люди, его проводящие. Команда должна быть многопрофильной и включать членов с практическим опытом проектирования, эксплуатации и обслуживания объекта. Типичная команда PHA завода СПГ включает в себя:

Крайне важно, чтобы команда имела писца для точной записи решений и действий. писец часто является младшим инженером или преданным техническим писателем.

Выбор подходящей методологии PHA

Существует несколько методологий ПГК, и выбор зависит от сложности процесса, вида опасности и стадии жизненного цикла объекта. Для объектов СПГ обычно используются следующие методы:

HAZOP (Исследование опасности и функциональной совместимости)

HAZOP является наиболее широко используемой методологией для процессов СПГ. Она систематична, использует направляющие слова (No, More, Less, Reverse и т.д.), применяемые к параметрам процесса (поток, давление, температура, уровень, состав) на каждом узле (отрезок трубопровода или элемент оборудования). HAZOP выявляет отклонения от намерения проектирования, причин, последствий и существующих гарантий. Она тщательна, но трудоемка. Для завода СПГ типичные узлы включают поезда сжижения, резервуары для хранения, испарители, погрузочные рычаги и газовые компрессоры для откипеля.

Что если анализ

Что-если это менее структурированный подход к мозговому штурму. Команда задает вопросы, такие как “ Что, если резервуар переполняется? ” или “ Что, если разрывается трубка испарителя? ” Это быстрее, чем HAZOP, и хорошо работает для более простых систем или в качестве дополнения. Однако это может пропустить тонкие систематические опасности. Для объектов СПГ, What-If часто используется для коммунальных систем или ограниченных пространств, где HAZOP перебор.

Контрольный список на основе PHA

Стандартизированный контрольный список, основанный на опыте отрасли (например, “Есть ли адекватные погружения вокруг хранения СПГ? ”, “Можно ли использовать рельефные устройства надлежащего размера для двухфазного потока? ”) для ревальвации или для аналогичных блоков. Контрольные списки должны быть адаптированы к СПГ и регулярно обновляться.

FMEA (анализ неисправностей и эффектов)

FMEA используется для отдельных элементов оборудования (например, насосов, компрессоров, клапанов), а не для всего процесса. Он полезен для критического оборудования на объектах СПГ, но не является заменой HAZOP на уровне процесса. Часто FMEA включается в состав общего PHA.

LOPA (уровень анализа защиты)

LOPA - это полуколичественный инструмент оценки рисков, применяемый после того, как начальный PHA идентифицирует сценарии. Он оценивает эффективность независимых уровней защиты (IPL), таких как базовый контроль процесса, сигнализация, системы с приборами безопасности, физические барьеры и аварийное реагирование. Для СПГ LOPA помогает определить требования к уровню целостности безопасности (SIL) для SIS.

Многие СПГ-ФА используют комбинацию: HAZOP для основного процесса, What-If для вспомогательных систем и LOPA для сценариев с высокой последовательностью.

Пошаговый процесс PHA для объектов СПГ

Следующие подробные шаги адаптированы к среде СПГ:

1.Определить масштабы и цели

Четко определить, какие процессы, блоки и системы находятся в пределах PHA. Для зеленых насаждений PHA обычно начинается на стадии детального проектирования. Для существующего завода PHA должен охватывать все модификации и изменения с момента последнего исследования. Сфера также должна определить, какие режимы работы включены: нормальная работа, запуск, отключение, техническое обслуживание, нарушенные условия и аварийное отключение. Режимы, характерные для СПГ, такие как опрокидывание (стратификация в резервуарах для хранения), быстрое заполнение и охлаждение линии должны быть явно рассмотрены.

2.Собрать информацию об обработке

Полная и точная документация необходима. Команда должна иметь:

Особое внимание следует уделять криогенным опасностям: материалам, которые становятся хрупкими при низких температурах, холодным ожогам и рискам удушья от паров метана.

3. Определить сценарии рисков с помощью фокуса, ориентированного на СПГ

Во время сессий HAZOP или What-If команда должна рассмотреть сценарии, связанные с СПГ, в том числе:

4.Оценка рисков и оценка защитных мер

Для каждого выявленного сценария команда присваивает рейтинг вероятности и последствий с использованием матрицы рисков.

Для СПГ типичные независимые защитные слои включают:

Если гарантий недостаточно, группа предлагает рекомендации по снижению риска до приемлемого уровня.

5. Поиск документов и отслеживание действий

В отчете PHA должны быть четко перечислены каждый сценарий, его рейтинг рисков, существующие гарантии и рекомендации. В каждой рекомендации должно быть ответственное лицо и целевая дата. В отчете также должны быть документированы решения — например, если сценарий считается низким риском и не предпринимаются какие-либо действия, это обоснование должно быть записано. Для объектов СПГ многие рекомендации включают инженерные изменения (дополнительные датчики, более крупные клапаны рельефа, пересмотренные рабочие процедуры) или административный контроль (повышенная частота проверок, обучение операторов).

6. Осуществлять и проверять

Последующие меры имеют решающее значение. Команда PHA или назначенный инженер по безопасности должны отслеживать действия до закрытия. Для каждой рекомендации проверка может включать управление процессом изменения (MOC), обновление P&IDs, пересмотр процедур или проведение предварительного проверки безопасности (PSSR). Ревальвация каждые пять лет является обязательной, но многие объекты выполняют проверку среднего цикла или обновление PHA, если происходят значительные изменения.

Общие проблемы в СПГ PHA и решениях

Challenge Solution
Incomplete or outdated P&IDs Before the PHA, conduct a field walk-down and update all drawings. Use red-line markups.
Inadequate knowledge of cryogenic hazards Include a materials engineer with cryogenic experience and reference NFPA 59A.
Team fatigue from long sessions Limit sessions to 4–6 hours per day, take breaks, and rotate members if possible.
Over-reliance on safeguards that may not be independent Use LOPA to verify independence and credit only genuine IPLs.
Scope creep Stick to the defined boundary and use a parking lot for items outside scope.

Пример СПГ PHA: переполнение резервуара для хранения

Рассмотрим типичный резервуар для хранения СПГ мощностью 50 000 м3; Во время HAZOP команда рассматривает отклонение “Level High ” вызванное неисправностью клапана заполнения или ошибкой оператора. Последствия включают перенаполнение, которое может привести к разливу СПГ с крыши, холодную хрупкость оболочки резервуара и крупный пожар в бассейне. Существующие гарантии могут включать: индикатор высокого уровня, предупреждающий оператора, независимый уровень высокого уровня, который закрывает клапан заполнения, и дамбу вокруг резервуара. Команда использует LOPA и определяет, что уровень высокого уровня поездки может быть не полностью независимым (общий датчик или та же калибровка поставщика). Рекомендация: установить отдельный, выделенный переключатель высокого уровня с другой технологией (например, радар против дифференциального давления) и увеличить высоту дамбы. Действие, назначенное инженеру-технологу, с завершением до следующего цикла заполнения.

Заключение

Проведение анализа рисков процесса для объектов СПГ является строгим, но важным процессом, который защищает жизни, активы и окружающую среду. Уникальные свойства LNG — криогенная температура, быстрое испарение и воспламеняемость — требуют PHA, который выходит за рамки общих руководящих принципов. Собирая компетентную команду, используя структурированные методологии, такие как HAZOP и LOPA, сосредоточив внимание на сценариях, специфичных для СПГ, и строго документируя и выполняя рекомендации, операторы могут достичь высокого уровня безопасности. Регулярное подтверждение и приверженность постоянному совершенствованию обеспечивают, что PHA остается актуальным по мере развития объекта. Конечной целью является не просто соблюдение, но глубокое понимание технологических рисков и проверенных уровней защиты, которые делают объекты СПГ безопасными на протяжении десятилетий эксплуатации.

Для дальнейшего чтения, обратитесь к Руководство по анализу рисков процесса CCPS и Обзор правил RMP EPA .