اتوماسیون

انتخاب صحیح تجهیزات اتوماسیون و الکتریکال در صنایع هیدروکربنی

طبقه‌ بندی فضاهای قابل اشتعال و خطرناک برای تجهیزات اتوماسیون در صنایع هیدروکربنی

در مقاله (اهمیت IP در صنعت نفت پتروشیمی و گاز) نحوه انتخاب بدنه تجهیزات اتوماسیون از نقطه‌ نظر محافظت در مقابل ورود اجسام خارجی و همچنین محافظت در مقابل ورود آب به داخل آن، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.

پیشگفتار

ادوات و تجهیزات اتوماسیون که در تاسیسات هیدروکربنی بکار می‌روند با توجه به خطر انفجار و آتش‌سوزی می‌باید دارای خاصیت دیگری نیز باشند، بطوریکه سبب آتش‌سوزی و یا انفجار نشوند، و در صورت بروز انفجار در داخل آنها به دلیل وجود گاز، قادر باشند فشار  حاصل از انفجار را تحمل کرده و از سرایت شعله به محیط اطراف ممانعت نمایند.

جهت انتخاب صحیح تجهیزات اتوماسیون در صنایع هیدروکربنی، از نظر محافظت در مقابل آتش‌سوزی و انفجار، به دو مطلب باید توجه شود:

  • قدم اول شناسایی محوطه‌های صنعتی خطرناک و تشخیص میزان احتمال خطر در آنها است که بستگی خواهد داشت به وجود مواد قابل اشتعال، احتمال رها شدن و مقدار و نوع مواد مزبور در فضای عملیاتی.
  • قدم دوم در این راستا عبارت است از انتخاب دستگاهها و تجهیزات موجود در بازار صنعتی از انواعی که بدنه آنها مناسب جهت نصب در فضاهای شناخته شده و طبقه‌بندی شده فوق باشند.

مطلب اول یعنی شناسایی و طبقه‌بندی فضاهای عملیاتی در صنایع و بالاخص صنایع هیدروکربنی موضوع گفتار این بخش است.

این موضوع در استانداردهای مختلف جهانی تحت نام AREA CLASSIFICATION و یا CLASSIFICATION مطرح می‌باشد.

در کشور ما و در صنعت نفت استاندارد خاصی در این زمینه تهیه نشده، بلکه از استانداردهای شناخته شده در سطح جهانی استفاده گردیده که کاملا منطقی و معقول بوده است.

با توجه به تجربه صنعتی محدود کشور و با علم به اینکه تجهیزات برقی جهت کاربرد در نواحی مختلف صنعتی طبق استانداردهای جهانی ساخته می‌شوند، تهیه دستورالعمل‌ های خاص برای صنعت نفت در این زمینه مورد نظر نمی‌باشد و ارجح است کماکان از استانداردهای مورد قبول در سطح جهانی در این مورد استفاده گردد.

در صورت استفاده از دستورالعمل‌ های بین‌المللی برای انتخاب تجهیزات اتوماسیون، از کاربرد اصطلاحات شناخته شده جهانی نیز که بیشتر به زبان انگلیسی هستند نباید امتناع نمود.

بر همین مبنی اصطلاحات فنی مربوطه در این بخش به همان صورتی که در اصل استانداردها مطرح است عنوان شده،

در ادامه مطالعه شود: ۱۲ اصطلاح مهم برای انتخاب و نصب درایو AC

استانداردهای جهانی تجهیزات اتوماسیون

در مورد طبقه‌ بندی فضاهای عملیاتی صنایع، از نقطه نظر آتش‌سوزی و انفجار، دو استاندارد در سطح جهان مطرح هستند.

یکی آئین‌نامه ملی برق امریکا NEC1 که در امریکای شمالی و کانادا و پاره‌ای کشورها مورد استفاده است و دیگری استاندارد بین‌المللی IEC2 که در اروپا و اکثر کشورهای جهان بکار می‌رود.

استانداردهای فوق‌ الذکر بطور اعم برای صنایع برق تهیه شده و طبیعتا جهت کاربرد برق در صنایع هیدروکربنی نیز معتبر هستند، ولی استفاده از این استانداردها نیاز به تفسیر و ارائه دستورالعمل‌ های اجرایی خاصی برای صنایع هیدروکربنی دارد.

بعبارتی دیگر استانداردهای نامبرده فوق فضاهای مختلف را تعریف کرده‌اند ولی محدوده فیزیکی و ابعاد فضاهائی را که درآنها تجهیزات و تاسیسات حاوی هیدروکربن مستقر هستند بطور اخص مشخص ننموده‌اند.

به همین دلیل استفاده از دستورالعمل‌های تعیین شده توسط انجمن‌ها یا سازمانهای نفتی در این زمینه بیشتر جوابگوی مسئله خواهد بود.

شناخته شده‌ تر

شناخته شده‌ ترین دستورالعمل‌ها توسط سازمان API در امریکا و سازمان IP  در انگلستان تهیه شده است.

دستورالعملهای تهیه شده توسط هر دو سازمان فوقالذکر بر مبنای استانداردهای ملی برق در کشورهای مربوطه تدوین گردیدهاند. بدین معنی که سازمان API دستورالعملهای خود را بر مبنای آئیننامه ملی برق امریکا NEC تهیه نموده و دستورالعملهای IP بر مبنای استانداردهای ملی انگلستان BS تهیه شده است.

قابل ذکر است که در سالهای اخیر، استانداردهای انگلیسی نیز مشابه استانداردهای اروپایی IEC شدهاند، بدین معنی که BS5345 در این رابطه تبدیل به BSEN 60079-10 شده که دقیقا همان IEC 6007-10 میباشد. بنابراین دستورالعملهای IP  عملا بر مبنای IEC تهیه شده است.

در رابطه با AREA CLASSIFICATION استفاده از سیستم پیشنهادی IEC بطوری که بعدا توضیح داده خواهد شد در امریکا نیز پذیرفته شده است.

در برخی از کشورها که دستورالعمل های خاص خود را برای انتخاب تجهیزات اتوماسیون بعنوان استاندارد ملی تهیه نمودهاند، این دستورالعملها نیز بر مبنای پیشنهادات IEC و یا NEC تدوین گردیدهاند. لیست و شماره استانداردهائیکه در کشورهای مختلف در این زمینه مورد استفاده قرار میگیرند در ضمیمه A نشریه IEC 79-10 چاپ ۱۹۸۶ مندرج است که بدلیل عدم مراجعه به آنها از تکرار آنها خودداری میشود.

(توجه شود که از سال ۱۹۹۷ به بعد استانداردهای IEC با شماره های پنج رقمی و با پیشوند ۶۰ یا ۶۰۰ منتشر میگردند.)

در صنایع هیدروکربنی کشور ما در گذشته از دستورالعملهای IP15 جهت طبقه بندی فضاهای صنعتی قابل اشتعال استفاده میشده و اکنون استانداردهای امریکایی API بیشتر معمول هستند.

با توجه به اینکه دستورالعملهای IP و API بر مبنای پیشنهادات IEC و NEC تهیه و تدوین گردیدهاند، ذیلا خلاصهای از پیشنهادهای NEC و IEC و دستورالعمل های API جهت تقسیم بندی، و نامگذاری فضاهای مستعد آتش سوزی و انفجار مورد بررسی قرار میگیرد.

پیشنهادات NEC:

آئیننامه ملی برق در امریکا یا NEC، بخشی از انتشارات سازمان استاندارد ملی امریکا ANSI 7 میباشد.

در NEC فضاهای صنعتی بطور کلی بر حسب نوع مواد آتشزا ابتدا به سه رده بنام CLASS با تعاریف زیر تقسیمبندی شده است.

CLASS I فضایی است که در آن گازهای قابل اشتعال موجود باشد، مانند تاسیسات نفتی.

CLASS II فضایی است که در آن غبارهای قابل اشتعال از قبیل غبار ذغال سنگ و غلات، غبار مگنزیوم و آلومینیم و غبارهای مشابه دیگر موجود باشد.

CLASS III فضایی است که در آن فیبرهای قابل اشتعال موجود باشد مانند پنبه، کنف، برادههای چوب در کارگاههای چوببری و غیره.

NEC هر کدام از CLASS های فوق را بر حسب احتمال آتشسوزی به دو بخش تقسیم میکند و هر بخش را یک DIVISION مینامد. تعاریف هر DIVISION به اختصار به قرار زیر است. با توجه به اینکه فضاهای مورد مطالعه محتوی گازهای قابل اشتعال میباشند، بنابراین تعاریف زیر مربوط به فضاهای از نوع CLASS I خواهد بود.

۱-۳ CLASS I DIVISION در صنایع هیدروکربنی، منطقه یا فضائیست که در شرایط عادی بهرهبرداری از تجهیزات، گازها و یا بخارات قابل اشتعال در آن فضا پراکنده میشوند، و یا خرابی و از کار افتادن دستگاهها سبب رها شدن گازها و بخارات قابل اشتعال در محوطه میشود بگونهای که همزمان سبب بروز خرابی در ادوات برقی میگردد.

۲-۳ CLASS I DIVISION 2 منطقه یا فضائیست که گازها و بخارات قابل اشتعال در شرایط عادی درون سیستم بستهای هستند که به محیط خارج راه ندارند، ولی در حالت غیرعادی و یا به علت از کار افتادن پارهای تجهیزات، به فضای بیرون راه پیدا میکنند. یا فضایی که در آن بوسیله دستگاه هواساز از تجمع گازها جلوگیری میشود. همچنین فضای مجاور DIVISION 1 نیز تا فاصله معینی به دلیل انتشار احتمالی گازها DIVISION 2 در نظر گرفته میشود.

بدین ترتیب ملاحظه میشود که NEC ابتدا هر فضایی را بر حسب نوع مواد آتشزا و مشتعل شونده به سه CLASS تقسیم میکند و سپس هر CLASS را بر حسب احتمال بروز آتش سوزی و انفجار به دو DIVISION طبقه بندی مینماید.

پیشنهادات IEC:

سازمان IEC در نشریه IEC 60079-10 موضوع تقسیم بندی فضاهای خطرناک را فقط برای فضاهای که در آنها گازها و بخارات قابل اشتعال میتواند موجود باشد منتشر نموده که در صنایع شیمیایی و هیدروکربنی کاربرد خواهد داشت. این همان فضائیست که در NEC تحت عنوان CLASS I  مطرح شده است.

سازمان IEC فضاهای خطرناک فوق را بر حسب مقدار مواد قابل اشتعال و زمان تداوم آنها در محوطههای صنعتی به سه منطقه تقسیم کرده و آنها را ZONE نامیده است در حالیکه در استانداردهای امریکایی دو منطقه DIVISION مطرح میباشد.

تعاریف ZONEها به اختصار به قرار زیر است.

۱-۴ ZONE 0 منطقه یا فضائیست که مخلوط گاز و هوای قابل اشتعال در آن فضا دائما موجود است و یا برای مدتهای طولانی وجود دارد. در استانداردهای امریکایی این چنین فضائی جزو DIVISION 1 محسوب میشود.

۲-۴ ZONE 1 منطقه یا فضائیست که مخلوط گاز و هوای قابل اشتعال در آن فضا دائما موجود است و یا برای مدتهای طولانی وجود دارد. در استانداردهای امریکایی این چنین فضائی جزو DIVISION 1 محسوب میشود.

۳-۴ ZONE 2 منطقه یا فضائیست که مخلوط گاز و هوای قابل اشتعال در آن فضا دائما موجود است و یا برای مدتهای طولانی وجود دارد. در استانداردهای امریکایی این چنین فضائی جزو DIVISION 1 محسوب میشود.

توضیح: سازمان IEC برای فضاهائی که محتوی غبارهای که محتوی غبارهای قابل اشتعال هستند از همین تعاریف و همین نحوه نامگذاری استفاده نموده و فقط به شماره ZONE ها رقم ۲ را اضافه می‌کند. بنابراین فضاهایی که محتوی غبارهای قابل اشتعال هستند، ZONE 20 ، ZONE 21 و ZONE 22 نامگذاری شده‌اند.

دستورالعمل‌های API:

همانطور که در مقدمه این بخش اشاره شد استفاده از تعاریف و نام‌گذاری‌های سازمان‌های فوق‌الذکر یعنی NEC و IEC نیاز به دستورالعمل‌ های اجرایی دارد که بهترین آنها برای صنایع هیدروکربنی دستورالعمل‌هائیست که توسط سازمانهای نفتی تهیه شده‌اند.

سازمان API در امریکا استانداردها و یا مشخصات فنی لازم برای هر آنچه که مربوط به صنایع هیدروکربنی است تهیه می‌نماید که در سرتاسر جهان نیز بکار می‌رود.

در مورد تقسیم‌بندی فضاهای صنعتی در تاسیسات هیدروکربنی از نقطه‌نظر خطرات آتش‌سوزی و انفجار، نشریه‌ای به شماره API RP500-8 از طرف سازمان مزبور منتشر و بارها با همین شماره و یا با شماره‌های RP 500A و RP 500B و RP 500C مورد تجدیدنظر قرار گرفته است.

این نشریه بر مبنای پیشنهادات NEC تهیه شده و در نتیجه از همان سیستم تقسیم‌بندی و نام‌‌گذاری استفاده گردیده است. در سیستم پیشنهادی NEC فضاها ابتدا بر حسب نوع مواد مشتعل شونده در آنها، به سه CLASS تقسیم می‌شوند و فضاهائی که CLASS I نامیده شده‌اند. قابل اشتعال وجود دارد.

در تاسیسات هیدروکربنی فقط همین CLASS مورد توجه است. دستورالعمل‌ فوق‌الذکر را جهت شناسائی فضاهائی که تحت عنوان CLASS I شناخته می‌شوند تهیه نموده و قابل استفاده هستند، یکی RP500 که فضاهای هیدروکربنی را به دو DIVISION تقسیم می‌کند و دیگری RP505 که همان فضاها را به سه ZONE تقسیم می‌نماید.

انتخاب تجهیزات اتوماسیون مناسب برای صنایع هیدروکربنی کشور:

آنچه که استانداردهای مختلف توصیه می‌کنند و طریقی که کشورهای مختلف در این رابطه عمل می‌نماید مورد بررسی قرار گرفت.

یکی روش امریکائی که طبق  NEC یا آئین‌نامه ملی برق امریکا است و دیگری روش IEC که استاندارد برق بین‌المللی و بیشتر اروپائی می باشد.

استفاده از پیشنهادات IEC در صنایع هیدروکربنی کشور، زیرا در نشریه IEC فضاهای مختلف تعریف و نام‌گذاری شده‌اند ولی دستورالعمل اجرایی و کاربردی برای تعیین محدوده دقیق هر منطقه وجود نداشته و یا اگر به عنوان مثال نمونه‌هایی ذکر شده، کافی نبوده است. در حالی که نشریات سازمان API با توجه به تجربیات طولانی در صنایع هیدروکربنی، نحوه تشخیص و تعیین هر منطقه را بطور دقیق مشخص نموده و راهکارهای کاربردی و عملی را در این زمینه ارائه داده است.

به همین دلیل تاکنون در صنایع هیدروکسی کشور تقسیم‌بندی فضاهای عملیاتی بر مبنای دستورالعمل‌های API که در نشریه RP500 مندرج است صورت می‌ پذیرفته و در نتیجه فضاها به دو DIVISION تقسیم می‌شده‌اند.

شایسته است از همین دستورالعمل‌ها که برمبنای پیشنهادات IEC تهیه شده و فضاها را به سه ZONE تقسیم می کند استفاده گردد.

تشخیص فضاهای قابل اشتعال

با توضیحاتی که ارائه شد، مقرر گردید جهت طبقه‌ بندی فضاهای خطرناک در صنایع هیدروکربنی کشور، در این راستا بررسی بیشتری از ZONE های مختلف طبق تفسیرهای API به عمل می‌آوریم.

۱-۷ : ZONE 0 فضائی است که در آن فضا همیشه و یا برای مدت طولانی، گاز به مقدار قابل اشتعال وجود داشته باشد.

۲-۷: ZONE 1 فضایی است که در آن فضا، گاز به مقدار قابل اشتعال در شرایط عادی بهره برداری بطور متناوب وجود داشته باشد. تجربیات صنعتی فضایی را که در آن وجود مخلوط گاز و هوا در طول سال بین ۱۰ ساعت تا هزار ساعت پیش بینی می شود ZONE 1 در نظر می گیرد.

بنابراین ZONE 1 عبارت است از :

  • فضایی که گازهای قابل اشتعال غالباً بعلت کارهای تعمیرات و بعلت نشت طبیعی مواد در آن فضا وجود داشته باشند.
  • یا فضایی که تجهیزات موجود در آن به گونه ای است که خرابی تجهیزات مکانیکی سبب رها شدن گاز و مواد مشتعل شونده در فضا می شود و این حادثه همزمان سبب بروز خرابی در ادوات برقی خواهد شد به گونه ای که ادوات برقی عامل بروز جرقه یا حرارت می گردند.
  • و یا فضائی که در مجاورت ZONE 0 قرار گرفته و انتشار گازها به آن فضا امکان پذیر می‌باشد، مگر اینکه توسط دستگاه هواساز و ایجاد فشار مثبت از ورود گازها جلوگیری شود.

۳-۷: ZONE 2 فضایی است که در آن فضا گاز به مقدار قابل اشتعال در شرایط عادی بهره برداری وجود نخواهد داشت و اگر هم بوجود آید فقط برای مدت کوتاهی ادامه می یابد. در صنعت، فضایی که  در آن فضا احتمال وجود مخلوط گاز و هوا بین یک ساعت تا ده ساعت در سال پیش بینی گردد، ZONE 2 در نظر گرفته می شود. بنابراین ZONE 2 عبارت است از :

-فضایی که در آن فضا گازهای قابل اشتعال درون سیستم بسته‌ای هستند و در حالت عادی به خارج از سیستم راه ندارند و فقط به علت بروز اشکال در تجهیزات و یا عملیات غیرعادی به فضای بیرون راه می‌یابند.

– یا فضائی که توسط دستگاه هواساز فشار داخل آن افزایش یافته و در وضعیت عادی، گازهای قابل اشتعال از بیرون به داخل وارد نخواهند شد و فقط در صورت کار افتادن دستگاه هواساز ورود گاز به آن فضا محتمل می‌گردد.

۴-۷: فضای ایمن با توجه به تعاریف فوق‌الذکر، فضائی که احتمال وجود مخلوط گاز و هوا به مقدار قابل اشتعال در آن فضا، کمتر از یک ساعت در سال پیش‌‌بینی می‌شود، فضای طبقه‌بندی نشده و یا فضای ایمن تلقی می‌گردد.

تعیین حدود فضاهای قابل اشتعال

اولین قدم در جهت تشخیص فضاها و طبقه‌بندی آنها به ZONE های مختلف، شناسائی نقاطی است که از آن نقاط امکان رها شدن هیدروکربن به محیط اطراف وجود دارد.

پس از شناسائی و ارزیابی نقاط انتشار هیدروکربن، تعیین محدوده ZONE های مختلف طبق دستورالعمل‌های API مندرج در RP505 امکان‌پذیر خواهد بود.

۱-۸: CONTINUOUS GRADE OF RELEASE نقطه یا محلی است که از آن نقطه انتشار مواد هیدروکربن به فضای اطراف به صورت دائم یعنی بیش از هزار ساعت در سال پیش‌بینی گردد.

۲-۸: PRIMARY GRADE OF RELEASE نقطه یا محلی است که از آن نقطه، نشت و یا انتشار هیدروکربن به فضای اطراف در شرایط عادی عملیات و به دلایل مختلف بین ده ساعت تا هزار ساعت در سال پیش بینی گردد.

۳-۸: SECONDARY GRADE OF DRELEASE نقطه یا محلی است که در شرایط عادی عملیات، نشت هیدرورکربن به فضای خارج امکان‌پذیر نیست به دلایل مختلف احتمال نشت مواد به فضای خارج وجود دارد. فضای اطراف چنین محلی ZONE 2 طبقه‌بندی می‌شود.

در اینجا ذکر این نکته ضروری است از قبیل، نوع مواد از نظر سبک و یا سنگین‌تر بودن از هوا، مقدار احتمالی نشت مواد، سرعت رها شدن مواد، همچنین وجود تهویه چه به صوت مصنوعی و چه به صورت طبیعی مانند باد در فضای آزاد که عامل بسیار موثری در این مورد می‌باشد.

اثرات عوامل فوق در طبقه‌بندی فضاهای مورد مطالعه بطور اعم تجربه و نظر مهندس طراح ملحوظ می‌گردد.

که در صورت نیاز می‌توانند مورد نیاز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. در نشریه IEC60079-10 جهت محاسبه اثر تهویه بر طبقه‌بندی فضاها مورد مطالعه راهکارهایی ارائه شده که طبق آن تهویه به سه نوع به نامهای تهویه کم، تهویه کافی تقسیم‌بندی گردیده است. در طبقه‌ بندی فضاها ارائه گردیده است که از تفصیل آن در این گفتار خودداری می‌شود.

به عنوان مثال، طبق تعاریف ارائه شده برای تعیین نقاط انتشار هیدروکربن ، نقطه انتشار از نوع SECONDARY است و لذا فضای اطراف آن بطور اعم ZONE 2 طبقه‌بندی می‌شود. سیستم تهویه در اطراف فلنج مورد نظر کافی ارزیابی گردد، اطراف چنین فلنجی می‌تواند فضای ایمن طبقه‌بندی شود.

طراحی واحدهای فرآیندی بطور کلی بر این مبنا صورت می‌پذیرد که در شرایط عادی، مواد قابل اشتعال درون سیستم، در نتیجه می‌توان گفت که در واحدهای فرآیندی نقاط انتشار هیدروکربن بیشتر از نوع SECONDARY و در نتیجه قسمت اعظم فضاهای عملیاتی ZONE 2 خواهند بود.

سطح مقطع و ارتفاع فضاهای مختلف که طبق دستورالعمل‌هایAPI طبقه‌‌بندی می‌گردند باید در نقشه‌های جانمایی تجهیزات مکانیکی نشان داده شوند. در RP505 شکل‌های مشابه برای تعیین محدوده فضاهای مختلف در صنایع تولید، پالایش و حمل و نقل مواد هیدروکربنی به تفصیل آمده است.

ZONEهای شناسایی شده، در نقشههایی بنام AREA CLASSIFICATION DRAWING علامتگذاری میشوند. علامت گذاری IEC و همچنین API بدین طریق است که ZONE 0 با دایرههای کوچک کنار هم نشان داده میشود، ZONE 1 با خطوط ضربدری با زاویه ۴۵ درجه مشخص میگردد و ZONE 2 با خطوطیث که به صورت موازی و با زاویه ۴۵ درجه کشیده میشوند نشان داده میشود.

نمونه هایی از تعیین حدود فضاها

به منظور روشن شدن مطلب فوق و در جهت تعیین محدوده فضاهای مختلف به مثال زیر توجه شود.

تلمبهای که مواد هیدروکربن تلمبه میکند، در وضعیت عادی عملیاتی، مایع داخل آن به خارج راه ندارد ولی در صورت خرابی آببندی تلمبه امکان انتشار هیدروکربن در محل استقرار این تلمبه از نوع SECONDARY و در نتیجه محیط اطراف آن ZONE 2 خواهد بود.

سطح مقطع و ارتفاع این ZONE طبق RP505 همانطور که در شکلهای ضمیمه نشان داده شده، بدین طریق تعیین میشود.

به مرکز تلمبه و شعاع ۱۵ متر دایرهای رسم میگردد. سطح مقطعی به شعاع ۵/۷ متر و ارتفاع ۵/۷ متر در بالای تلمبه نیز ZONE 2 میباشد که تا سطح زمین ادامه خواهد داشت.

طبق پیشنهاد RP 505 در اطراف چنین فضایی بر حسب تشخیص مهندس طراح، فضای اضافی دیگری به طول ۱۵ متر و ارتفاع ۶۰ سانتیمتر را نیز میتوان ZONE 2 قلمداد نمود.

۱-۹ نمونه نقاطی که از نظر انتشار هیدروکربن به عنوان CONTINUOUS تلقی میگردند، عبارتند از:

 

  • فضای خالی بالای مواد هیدروکربن در داخل مخازن سقف ثابت که دارای دریچه  هواکش هستند.
  • سطح مایعات قابل اشتعال که با فضای آزاد در تماس هستند، مانند سطح بالای نفت در جداکنندههای نفت از آب (OIL/ WATER SEPARATOR)

۲-۹ نمونه نقاطی که از نظر انتشار هیدروکربن، درجه PRIMARY هستند، عبارتند از:

 

  • آببندی برخی تلمبه ها که مواد داخل تلمبه بعنوان روان کننده دائما به بیرون ریخته میشود.
  • نقاط تخلیه آب از ظروف فرآیندی که هنگام تخلیه آب در عملکرد عادی، مواد قابل اشتعال در محیط اطراف پراکنده میشوند.
  • شیرهای اطمینان و یا سوراخهایی که گازها میتوانند در حالت عملکرد عادی از سیستم بسته فرآیندی خارج شوند.

۳-۹ نمونه نقاطی که از نظر انتشار هیدروکربن درجه SECONDARY هستند، عبارتند از:

 

  • آببندی تلمبه ها، کمپرسورها و شیرها بطور اعم.
  • فلنجها و اتصالات در لولهها و تاسیسات فرآیندی.
  • نقاط نمونهگیری در صورتیکه در حالت عادی نمونهگیری، مواد به فضای بیرون راه نیابد.
  • شیرهای اطمینان و سوراخها، در صورتی که طراحی به صورتی باشد که در عملکرد عادی مواد هیدروکربن به فضای بیرون راه نداشته باشد.

تقسیم بندی هر منطقه بر حسب نوع گازها

طبقه بندی فضای عملیاتی یک واحد فرآیندی به ZONE های مختلف، نشاندهنده مقدار و مدت وجود گازهای قابل اشتعال در هر فضا میباشد.

نوع گاز موجود در هر ZONE و در نتیجه انرژی لازم جهت مشتعل شدن آن، متفاوت است و بنابراین، در انتخاب صحیح تجهیزات برقی و ادوات کنترل موثر خواهد بود. بعلاوه این سه گروه، گازهای موجود در فضاهای معادن زیرزمینی را که معمولا گاز متان هستند GROUP I  مینامد. پیشوند I برای گازهاییکه در فضاهای زیرزمینی وجود دارند مخصوصا معادن ذغال سنگ بکار میرود و پیشوند II برای مشخص کردن سایر فضاهای صنعتی که تاسیسات رو زمینی هستند استفاده میشود.

این تقسیم بندی ها بر حسب انرژی مورد نیاز برای مشتعل شدن گازهای هر گروه انجام پذیرفته که ذیلا مورد بررسی قرار میگیرند.

۱-۱۰-  GROUP II A

گازهای این گروه که شامل اکثر گازهای موجود در تاسیسات نفتی میباشند، عبارتند از گازهائیکه برای مشتعل شدن آنها حداقل به ۱۸۰ میکروژول انرژی نیاز خواهد بود و یا بنا به تعریف IEC جهت مشتعل شدن آنها توسط جرقه حاصل از جریان برق، جریانی بیش از ۸۰ درصد جریانی که در شرایط یکسان گاز متان را مشتعل میکند. این جریان MINIMUM IGNITING GURRENT یا MIC نامیده می‌‌شود.

اکثر ترکیبات و موادی که در پالایگاههای نفت موجود می‌باشند جزو این گروه از گازها هستند. در ضمیمه A نشریه IEC 60079-10 مندرج است.

گازهای این گروه به اختصار به قرار زیر می‌باشند:

  • اکثر هیدروکربن‌های اشباع شده زنجیره‌ای و حلقوی (الکانها و سایکلوالکانها)
  • پروپیلن
  • هیدروکربن‌های معطر یا آروماتیک مانند بنزن، تالوئن، زایلین و اتیل بنزن
  • هیدروکربن‌های مخلوط که به عنوان سوخت مصرف می‌شوند مانند گاز طبیعی (متان) بنزین اتومبیل، نفت سفید، گازوئیل و حلالها.
  • الکل‌ها مانند متانول، اتانول  تا نونانول و فنول‌ها
  • الدئیدها مانند اسید آلدئید
  • ستن‌ها مانند استن و متیل اتیل کتن (MEK) که در کارخانجات روغن‌سازی استفاده می‌شود.
  • استرها بطور اعم
  • پاره‌ای اسیدها مانند اسید استیک
  • ترکیبات هالوژنه ازقبیل کلرومتان، کلرواتان، بروموبوتان و غیره
  • ترکیبات هالوژنه اکسیژن دار از قبیل کلرو اتانول
  • ترکیبات گوگرددار مانند پروپیل مرکاپتان
  • ترکیبات ازت‌دار مانند آمونیاک و اکثر آمین‌ها

۲-۱۰: GROUP II B

گازهای این گروه که بیشتر در کارخانجات پتروشیمی وجود دارند عبارتند از گازهایی که برای مشتعل شدن آنها فقط ۶۰ میکروژول انرژی لازم است جریانی بین ۴۵ درصد تا ۸۰ درصد جریانی که گاز متان را در شرایط یکسان مشتعل می‌کند نیاز خواهد بود.

  • پاره‌ای از گازهای این گروه عبارتند از:
  • هیدروکربن های اشباع نشده از قبیل اتیلن، پروپین و بوتادین
  • ترکیبات ازت دار مانند نیترواتان
  • ترکیبات اکسیژن دار از قبیل منواکسید کربن، اترها و اکسیداتیلن
  • ترکیبات هالوژنه با پیوند دوگانه مانند تترافلوئوراتیلن (C2 F4)
  • مرکاپتانها، مانند متیل مرکاپتان و اتیل مرکاپتان (اتیل مرکاپتان می‌تواند جزو گازی GROUP II A نیز منظور گردد).

۳-۱۰: GROUP II C

گازهای این گروه گازهائی هستند که توسط ۲۰ میکروژول انرژی یا حرارت مشتعل می‌شوند و یا برای مشتعل شدن آنها توسط جرقه حاصل از جریان برق، جریانی کمترر از ۴۵ درصد جریانی که گاز متان را در شرایط یکسان مشتعل می‌کند کافی خواهد بود.

گازهای این گروه عبارتند از: هیدروژن، استیلن و دی سولفید کربن.

باتوجه به توضیحات فوق نقشه‌های AREA CLASSIFICATION نه تنها فضاهای هر واحد فرآیندی را به ZONE های مختلف طبقه‌بندی می‌نمایند بلکه  هر ZONE را نیز به سه گروه تقسیم می‌کنند.

به عنوان مثال فضائی که با علامت ZONE 2 GROUP II A نشان داده می‌شود احتمال انتشار گاز برای مدت کوتاه بین یک ساعت تا ده ساعت در سال وجود دارد (ZONE 2) و نوع گازهای قابل انتشار در آن فضا از انواع مواد نفتی مثلا بنزین اتومبیل می باشد (GROUP II A) .

در محوطه‌ای که ZONE 2 GROUP II C طبقه‌بندی شده احتمال انتشار گازهای قابل اشتعال‌تر، مانند گاز هیدروژن در شرایط فوق وجود خواهد داشت.

پیشنهادات و توصیه‌های مربوط به انتخاب تجهیزات مناسب برای هر ZONE و هر نوع گاز و نحوه علامت‌گذاری و همچنین نحوه نشان دادن حداکثر درجه حرارت آنها در بخش بعد مورد بررسی قرار می‌گیرد.

توصیه و سخن آخر

با توجه به توضیحات ارائه شده، توصیه می‌گردد که فضاهای واحدهای صنعتی در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، طبق پیشنهادات IEC 60079-10 و دستورالعمل‌های API RP505 به سه منطقه به نام‌های ZONE 0 ، ZONE 1 و ZONE 2 طبقه‌بندی شوند.

طبقه‌بندی و تقسیم‌بندی‌های فوق بایستی در نقشه‌های خاصی به نام نقشه‌های AREA CLASSICATION درج و نگهداری شوند.

مراجع

متن کامل مراجع و عباراتی که در این بخش بکار رفته‌اند به قرار زیر می‌باشند. شماره‌های زیر در جلوی اختصارات و عبارات داخل متن نشان داده شده است.

  1. NEC : NATIONAL ELECTRICAL CODE
  2. IEC : INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
  3. API : AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
  4. IP : THE INSTITUTE OF PETROLEUM, LONDON
  5. BS : BRITISH STANDARDS
  6. IP15 : MODEL CODE OF SAFE PRACTICE IN THE PETROLEUM INDUSTRY, PART 15 : AREA

CLASSIFICATION CODE FOR PETROLEUM INSTALLATIONS

  1. ANSI : AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
  2. PR500 : RECOMMENDED PRACTICE FOR CLASSIFICATION OF LOCATIONS FOR

ELECTRICAL INSTALLATIONS AT PETROLEUM FACILITIES CLASSIFIED AS CLASS I ,

DIVISION 1 AND DIVISION 2

  1. PR505 : RECOMMENDED PRACTICE FOR CLASSIFICATION OF LOCATIONS FOR

ELECTRICAL INSTALLATIONS AT PETROLEUM FACILITIES CLASSIFIED AS CLASS I ,

ZONE 0 , ZONE 1 , AND ZONE 2

با تشکر از مطالعه شما .الکترومارکت را به اشتراک بگذارید. 🙂

محبت و دانش را به اشتراک بگذاریم

“نظرات شما را میخوانیم و به آن ها فکر میکنیم.

اگر روش های دیگری را که حاصل از مطالعه و تجربه شما دوستان عزیز است با ما به اشتراک بگذارید خوشحال میشویم لطفا در قسمت نظرات عنوان فرمایید.

ما در ۲۴ ساعت از ۷ روز هفته منتظر شنیدن صدای شما هستیم
۰۲۱۴۳۸۴۴۴۴۰
۰۲۱۴۳۸۴۴۴۴۱

برچسب ها

یوسف رجبی

یوسف-مهندسی کنترل صنعتی,برنامه نویس و بنیان گذار الکترومارکت طراح و برنامه نویس سیستم های مبتنی بر اتوماسیون صنعتی.طراح پروژه های انرژی سیوینگ بر پایه تکنیک های نوین, حرفه ای در برنامه نویسی اتوکد,ای پلن و طراحی وب سایت

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن