प्रक्रिया सुरक्षा रिएक्टर क्या है?

मूल प्रश्न का उत्तरःएक प्रक्रिया सुरक्षा रिएक्टर क्या है और यह भगोड़ा प्रतिक्रियाओं और अतिचाप की घटनाओं को कैसे रोकता है?एक प्रक्रिया सुरक्षा रिएक्टर एक रासायनिक रिएक्टर है जिसे कई स्वतंत्र सुरक्षा परतों के साथ डिजाइन, उपकरण और संचालित किया गया है जो भागने वाली प्रतिक्रियाओं को रोकने, पता लगाने और कम करने के लिए,अत्यधिक दबाव की घटनाएं, और विषाक्त उत्सर्जन। डिजाइन अमेरिका में ओएसएचए प्रक्रिया सुरक्षा प्रबंधन (पीएसएम) और आईईसी 61511 (कार्यात्मक सुरक्षाःप्रसंस्करण उद्योग के लिए सुरक्षा उपकरण प्रणाली) अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, जो खतरे के विश्लेषण (HAZOP), सुरक्षा विश्लेषण की परतों (LOPA) और सत्यापित सुरक्षा अखंडता स्तरों के साथ सुरक्षा उपकरण प्रणाली (SIS) की आवश्यकता होती है (SIL 1 √ 4) ।

1. सुरक्षा के मुख्य डिजाइन सिद्धांत

·**अनिवार्य रूप से सुरक्षित डिजाइन (आईएसडी) **सुरक्षा नियंत्रणों की पदानुक्रमिक व्यवस्था में उन्मूलन को कम करने पर प्राथमिकता दी गई हैः कम से कम (खतरनाक सामग्री की सूची को कम करना), प्रतिस्थापन (कम खतरनाक सामग्री का उपयोग करना),मध्यम (कम तापमान/दबाव पर काम करना)एक रिएक्टर जो 50°C परिवेश संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसमें 10% NaOH है, वह स्वाभाविक रूप से 200°C पर 50% NaOH के साथ काम करने वाले एक से अधिक सुरक्षित है।व्यापक सुरक्षा प्रणालियों की आवश्यकता को समाप्त करना.

·**अधिक दबाव सुरक्षा परत**प्रत्येक रिएक्टर में कम से कम दो स्वतंत्र अतिचाप सुरक्षा उपकरण होने चाहिए: प्राथमिक सुरक्षा के रूप में एक फट डिस्क (फट डिस्क), जिसे डिजाइन दबाव के 110% पर सेट किया गया है और जिसका आकार एपीआई 520/521 के अनुसार है,और सेकेंडरी सुरक्षा के रूप में एक सुरक्षा राहत वाल्व. एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए, आपातकालीन शीतलन प्रणाली (बैकअप शीतलन पानी, शमन इंजेक्शन) एक तीसरी परत प्रदान करती है। सभी सुरक्षा उपकरणों को सबसे खराब विश्वसनीय परिदृश्य के लिए आकार दिया जाना चाहिए,अधिकतम प्रतिक्रिया दर पर आम तौर पर शीतलक विफलता.

·**सुरक्षा उपकरण प्रणाली (एसआईएस) और इंटरलॉक**हार्ड वायर्ड सुरक्षा इंटरलॉक बुनियादी प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (बीपीसीएस) से स्वतंत्र असुरक्षित परिस्थितियों के लिए स्वचालित प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं। महत्वपूर्ण इंटरलॉक में शामिल हैंःउच्च तापमान यात्रा (आपातकालीन शीतलन को ट्रिगर करता है और MAWP के 90% पर फ़ीड बंद कर देता है), उच्च दबाव यात्रा (वेंट वाल्व खोलता है और हलचल बंद करता है), और कम हलचल यात्रा (अगर हलचल स्थानीय हॉट स्पॉट को रोकने के लिए बंद कर देता है) ।और आवश्यक SIL को पूरा करने के लिए बनाए रखा (आमतौर पर runaway प्रतिक्रियाओं के लिए SIL 2 या 3), आईईसी 61511 द्वारा परिभाषित सबूत परीक्षण अंतराल के साथ।

2प्रमुख सुरक्षा विश्लेषण और सुरक्षा विधियां

·**HAZOP (खतरनाकता और संचालन क्षमता अध्ययन) **एक बहु-विषयक टीम द्वारा रिएक्टर डिजाइन की एक संरचित, व्यवस्थित जांच। प्रत्येक प्रक्रिया पैरामीटर (प्रवाह, तापमान, दबाव, संरचना) को प्रत्येक मार्गदर्शक शब्द (नहीं, अधिक, अधिक) के साथ जोड़ा जाता है।कम, उल्टा, साथ ही) विश्वसनीय विचलन की पहचान करने के लिए (उदाहरण के लिए, "अधिक तापमान" → शीतलक विफलता → भगोड़ा प्रतिक्रिया) प्रत्येक विचलन का कारणों, परिणामों, मौजूदा सुरक्षा उपायों के लिए मूल्यांकन किया जाता है,और सिफारिशेंएक विशिष्ट HAZOP एक जटिल रिएक्टर प्रणाली के लिए 200-1,000 नोड्स उत्पन्न करता है।

·सुरक्षा विश्लेषण की परतें (LOPA)एक अर्ध मात्रात्मक जोखिम आकलन जो यह आकलन करता है कि क्या मौजूदा सुरक्षा परतें खतरनाक घटनाओं की आवृत्ति को सहन करने योग्य स्तर तक कम करती हैं। प्रत्येक परिदृश्य के लिए (जैसे,शीतलक की विफलता → भागना → पोत टूटना → विषाक्त रिहाई), LOPA प्रारंभ घटना की आवृत्ति (जैसे, 0.1/वर्ष), प्रत्येक स्वतंत्र सुरक्षा परत (IPL) के लिए मांग पर विफलता की संभावना (PFD) की गणना करता है,और प्राप्त आवृत्ति को स्वीकार्य जोखिम लक्ष्य के साथ तुलना करता है (सामान्यतः गंभीर परिणामों के लिए 10-5 से 10-6 घटनाएं/वर्ष).

·** आपातकालीन राहत प्रणाली (ईआरएस) का डिजाइन**डीआईईआरएस (डिजाइन इंस्टीट्यूट फॉर इमरजेंसी रिलीफ सिस्टम्स) पद्धति के अनुसार, रिएक्टर के वेंट का आकार दो-चरण प्रवाह के लिए किया जाना चाहिए, जहां द्रव फुलता है और वेंट लाइन में प्रवेश करता है।आवश्यक वेंट क्षेत्र प्रतिक्रिया गतिशीलता पर निर्भर करता है, प्रतिक्रिया की गर्मी, पोत भरने का स्तर, और वेंटिलेशन लाइन की लंबाई। कम आकार के वेंटिलेशन ने फ्लोरिडा में 2007 के T2 प्रयोगशालाओं के विस्फोट जैसी बड़ी घटनाओं का कारण बना,जिसमें एक भागने वाले एक्सोथर्म के लिए अपर्याप्त राहत आकार के कारण चार श्रमिकों की मौत हो गई।.

प्रक्रिया सुरक्षा सुरक्षा परतें तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

बीपीसीएस और सुरक्षा उपकरण प्रणाली (एसआईएस) में क्या अंतर है?

एक मूल प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली (बीपीसीएस) सामान्य नियंत्रण प्रणाली (डीसीएस या पीएलसी) है जो सामान्य संचालन के दौरान सेटपॉइंट्स पर प्रक्रिया चर को बनाए रखती है। एक सुरक्षा उपकरण प्रणाली (एसआईएस) एक अलग है,स्वतंत्र प्रणाली जो केवल तभी सक्रिय होती है जब BPCS खतरनाक स्थितियों को रोकने में विफल रहता है। SIS को परिभाषित सुरक्षा अखंडता स्तरों (SIL) के साथ IEC 61511 के अनुसार डिजाइन, सत्यापित और बनाए रखा गया है,निर्दिष्ट अंतराल पर प्रूफ-टेस्ट, और सामान्य कारणों से विफलताओं से बचने के लिए बीपीसीएस से विद्युत/भौतिक रूप से अलग।

यह क्या है और इससे कैसे बचा जा सकता है?

एक भगोड़ा प्रतिक्रिया तब होती है जब एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया से गर्मी उत्पादन की दर रिएक्टर शीतलन प्रणाली की गर्मी हटाने की क्षमता से अधिक होती है,तापमान और दबाव को अनियंत्रित रूप से बढ़ने का कारण. रोकथाम के लिए निम्नलिखित की आवश्यकता होती हैः (1) सबसे खराब स्थिति में गर्मी रिलीज़ के लिए पर्याप्त शीतलन क्षमता, (2) आपातकालीन शीतलन बैकअप, (3) तापमान सुरक्षित सीमाओं से अधिक होने पर तेजी से फ़ीड बंद,(4) आपातकालीन शमन या अवरोधक इंजेक्शन, और (5) दो-चरण प्रवाह के लिए DIERS पद्धति के अनुसार डिज़ाइन किए गए उचित आकार के राहत उपकरण।

HAZOP क्या है और इसे कब लेना चाहिए?

HAZOP (हज़ार्ड एंड ऑपरेबिलिटी स्टडी) एक संरचित विश्लेषण है जिसमें एक बहु-विषयक टीम जोखिमों और ऑपरेबिलिटी समस्याओं की पहचान करने के लिए हर प्रक्रिया पैरामीटर और विचलन की व्यवस्थित रूप से जांच करती है।.उच्च खतरनाक रसायनों के लिए ओएसएचए पीएसएम (29 सीएफआर 1910.119) द्वारा कवर किए गए नए रिएक्टर प्रतिष्ठानों, प्रमुख संशोधनों और प्रक्रियाओं के लिए HAZOP की आवश्यकता होती है।एक रिएक्टर प्रणाली के लिए एक विशिष्ट HAZOP में 3 ̊10 दिन लगते हैं और 5 ̊8 इंजीनियरों की एक टीम होती है।.

सुरक्षा अखंडता स्तर (SIL) क्या है और इसका निर्धारण कैसे किया जाता है?

एसआईएल एक सुरक्षा उपकरण समारोह द्वारा प्रदान किए गए जोखिम में कमी का एक उपाय है, जिसे आईईसी 61511 के अनुसार परिभाषित किया गया हैः एसआईएल 1 (रिस्क रिडक्शन फैक्टर 10 ¢ 100), एसआईएल 2 (100 ¢ 1,000), एसआईएल 3 (1,000 ¢ 10,000), एसआईएल 4 (10,००० ००आवश्यक एसआईएल को सुरक्षा विश्लेषण की परतों (लोपा) द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो स्वीकार्य जोखिम आवृत्ति के साथ अपरिवर्तनीय घटना आवृत्ति की तुलना करता है।उच्च एसआईएल के लिए अधिक रिडंडेंट सेंसर की आवश्यकता होती है, अतिरिक्त अंतिम तत्व, कम प्रूफ-टेस्ट अंतराल और अधिक कठोर डिजाइन सत्यापन।