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Diseo Seguro de Instalacionesde Proceso de Upstream
Preparado por A dictarse en:
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
NDICE
IntroduccinObjetivos del Sistema de EmergenciaComponentes del Sistema de EmergenciaSistema de Deteccin de Gas y FuegoNiveles de EmergenciaArquitectura del Sistema de EmergenciaDespresurizacin de EmergenciaMatriz Causa-Efecto y Diagramas LgicosHIPS Sistemas de Proteccin de Alta IntegridadPreguntas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
IntroduccinIncorporacin del concepto de seguridad en el diseo de plantas de proceso
Eliminacin o reduccin de los potenciales riesgos asociados al procesos,utilizando en el diseo principios de seguridad inherentes que disminuyanla posibilidad de incendio, explosin u otro accidente. Por ejemplo:
Reducir inventario de fluidos peligrosos; Utilizar fluidos o materiales menos peligrosos; Operar los fluidos peligrosos en condiciones de presin ytemperatura menos severas; Minimizar la posibilidad de errores y disear considerando laposibilidad de error humano.
En la medida que los riesgos de proceso no pueden eliminarsetotalmente, el diseo de la planta debe incluir sistemas que permitandisminuir los daos ocasionados por un incendio, una explosin u otroaccidente.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Introduccin
sistemas que permitan disminuir los daosocasionados por un incendio, una explosin u
otro accidente
Sistema de Emergencia
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
NDICE
Introduccin
Objetivos del Sistema de EmergenciaComponentes del Sistema de EmergenciaSistema de Deteccin de Gas y FuegoNiveles de EmergenciaArquitectura del Sistema de EmergenciaDespresurizacin de EmergenciaMatriz Causa-Efecto y Diagramas LgicosHIPS Sistemas de Proteccin de Alta IntegridadPreguntas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Objetivos del Sistema de Emergencia
Proteger a la instalacin, las personas y elmedio ambiente cuando las variables de
operacin se alejan de los rangosoperativos normales.
Principal Objetivo
Variables de operacin
Rangos operativos normales
Presin, temperatura, caudal, nivel
Los que se definen para cada unade las variables de operacin a finde obtener el producto enespecificacin
Proteger la instalacin Evitar que la misma llegue a lascondiciones de alivio
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Objetivos del Sistema de Emergencia
presin,temperatura,
nivel,caudal
Rangos operativosnormales
Rangos operativosnormales
presin, temperatura,nivel, caudal
Sistema de control - PCS Sistema de emergencia - ESD
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Objetivos del Sistema de Emergencia
Adems, el ESD debe:
Minimizar las descargas al medio ambienteocasionadas por rupturas;
Prevenir la ignicin de productos inflamables,eliminando las posibles fuentes de ignicin;
Reducir el volumen de inventario inflamable por mediode la despresurizacin.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Objetivos del Sistema de Emergencia
Riesgo asociado alproceso
Variables de operacinfuera de rango normal
Error humano
Minimiza los riesgos
Previene ignicin de productosinflamables
Reduce inventario productos inflamables
Diseado para contemplar el errorhumano
ESD
Con qu medios
NIVELES DE PROTECCIN - Ejemplos
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Objetivos del Sistema de EmergenciaNiveles de Proteccin (API 14 C)
Vlvula de seguridadPSV.
Instrumento sensor de altapresin que bloquee laentrada.
Efecto: ruptura abrupta o prdida dehidrocarburo.Variable de deteccin: alta presin.
Restricciones o bloqueosen las salidas de fluidos.
Sobrepresin // Ejemplo: bloqueo indebido en la salida de un separador.
ProteccinSecundaria
Proteccin PrimariaEfecto y Condicin Anormal deDeteccin
Causa
SV
SDV
PAHH
SV
SDV
SV
SDV
PSVProteccin
Primaria
ProteccinSecundaria
Bloqueo indebidoen la salida
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Objetivos del Sistema de EmergenciaNiveles de Proteccin (API 14 C)
Conexin de rebalseen el tanque y dique decontencin.
Instrumento sensor de altonivel que bloquee la entrada altanque.
Efecto: descarga de hidrocarburos ala atmsfera.Variable de deteccin: alto nivel en eltanque.
Falla de lazo de controlde nivel.
Rebalse de Lquidos // Ejemplo: falla en lazo de control de nivel que acciona de bomba que toma de un tanque atmosfrico.
ProteccinSecundaria
Proteccin PrimariaEfecto y Condicin Anormal deDeteccin
Causa
LIC
LAHHSV
SDV
ProteccinPrimaria Proteccin
Secundaria
Falla lazo de controlde nivel que acciona
la bomba
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Objetivos del Sistema de EmergenciaNiveles de Proteccin (API 14 C)
Vlvula de seguridaden el separador demedia presin.
Instrumento sensor de muybajo nivel en separador de altay/o instrumento sensor de altapresin en separador demedia que bloquee la entradadel separador de media o lasalida del separador de alta.
Efecto: prdida de nivel en separadorde alta presin, pasaje de gas ysobrepresin en separador de mediapresin.Variable de deteccin: muy bajo nivelen separador de alta presin.
Falla de lazo de controlde nivel.
Gas Blow by Pasaje de gas a travs de una salida de lquidos // Ejemplo: falla en lazo de control de nivel de separador dealta presin que enva lquidos a otro de media presin .
ProteccinSecundaria
Proteccin PrimariaEfecto y Condicin Anormal deDeteccin
Causa
SV
SDV
LALL
PAHH
ProteccinPrimaria
PSV
ProteccinSecundaria
LIC
Falla lazode controlde nivel
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NDICE
IntroduccinObjetivos del Sistema de Emergencia
Componentes del Sistema deEmergenciaSistema de Deteccin de Gas y FuegoNiveles de EmergenciaArquitectura del Sistema de EmergenciaDespresurizacin de EmergenciaMatriz Causa-Efecto y Diagramas LgicosHIPS Sistemas de Proteccin de Alta IntegridadPreguntas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Componentes del Sistema de Emergencia
En laoperacin
de laplanta
coexisten
PCS ESD
Ambos se componen deElementos deDeteccin
Elementos deActuacin
Elementos deEjecucin de Lgicas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Componentes del Sistema de Emergencia
LTLT
SDV
PCS Control dela variable de proceso
ESD Sistema de emergenciacuando la variable de proceso excede
el rango de operacin normal.
LIC LALL
Elementos de deteccin
Ejecutores de lgicas
Elementos de actuacin
SV
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Componentes del Sistema de Emergencia
PT
Elemento de Deteccin Elemento deEjecucin de Lgicas
Elemento de Actuacin
SDV
ESD
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Componentes del Sistema de EmergenciaElementos de Deteccin
Transmisores
Switches neumticos
Pulsadores duros
Pulsadores blandos (software)
Presin
Temperatura
Caudal
Nivel
En campo
En sala
PSH PT
Ejecutor delgica
SV
SDV
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Componentes del Sistema de EmergenciaElementos de Ejecucin de Lgicas
Estructura del Ejecutorde Lgicas
SV
xx
Mdulo deEntrada
ProcesadorMdulo de
Salida
Elementode Deteccin
Elementode Actuacin
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Componentes del Sistema de EmergenciaElementos de Ejecucin de Lgicas
Conceptos generales:
Definir requerimientos de la lgica de seguridad (SRS: Safety
Requirement Specification).
Programar acciones de falla de modo que la falla sea segura.
Tiempos de ejecucin y actuacin de lgicas de acuerdo a tiempos
del proceso.
Conveniencia que el ESD sea un nodo de la red de control para
permitir la integracin sencilla con el PCS.
Arquitecturas internas del tipo 1oo2D o 2oo3.
Entradas simples para seales no comprometidas en funciones de
proteccin.
Conexiones externas con barreras o de tipo slo lectura.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Componentes del Sistema de EmergenciaElementos de Ejecucin de Lgicas
Conceptos generales: Conveniencia que el ESD sea un nodo de la red de control parapermitir la integracin sencilla con el PCS.
Ejecutor deLgicas
PCS
Ejecutor deLgicas
ESD
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Componentes del Sistema de EmergenciaElementos de Ejecucin de Lgicas
Conceptos generales: Arquitecturas internas del tipo 1oo2D (1 out of 2 con Diagnstico)o 2oo3 (2 out of 3).
SV
xx
ProcesadorMdulo de
Salida
Ejecutor de Lgicas
Elementode Deteccin
Elementode Actuacin
Mdulo deEntrada
2oo3
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Componentes del Sistema de EmergenciaElementos de Actuacin
Vlvulas de bloqueo de emergencia - SDV
Vlvulas de despresurizacin de emergencia - BDV
Corte de alimentacin a equipos elctricos
Paro de motores
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Componentes del Sistema de EmergenciaElementos de Actuacin
Vlvulas de bloqueo de emergencia - SDV
Vlvulas de despresurizacin de emergencia - BDV
Puede ocurrir que se utilicen comoelementos de actuacin del ESDelementos de actuacin quepertenecen al PCS.
Ejecutorde
lgica
Ejecutorde
lgica SV
E
S
D
P
C
S
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NDICE
IntroduccinObjetivos del Sistema de EmergenciaComponentes del Sistema de Emergencia
Sistema de Deteccin de Gas yFuegoNiveles de EmergenciaArquitectura del Sistema de EmergenciaDespresurizacin de EmergenciaMatriz Causa-Efecto y Diagramas LgicosHIPS Sistemas de Proteccin de Alta IntegridadPreguntas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Sistema de Deteccin de Gas y Fuego
F&G
Elementos de deteccin:
Detectores de humo
Detectores de mezcla
explosiva
Detectores de fuego
Pulsadores en campo
Switch de baja presin
en anillo de agua de lucha
contra incendio
Elementos de actuacin:
Vlvulas diluvio
Bombas jockey
Bombas principales
de agua de lucha contra
incendio
Balizas y Bocinas
Ejecutor de lgicas
Ejecuta lgicas y desencadena acciones que involucran la seguridad de toda lainstalacin.
ESD
F&G
ESD
F&G
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NDICE
IntroduccinObjetivos del Sistema de EmergenciaComponentes del Sistema de EmergenciaSistema de Deteccin de Gas y Fuego
Niveles de EmergenciaArquitectura del Sistema de EmergenciaDespresurizacin de EmergenciaMatriz Causa-Efecto y Diagramas LgicosHIPS Sistemas de Proteccin de Alta IntegridadPreguntas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de Emergencia
Para jerarquizar actuacionesen el ESD en funcin delriesgo involucrado y la
complejidad de la instalacin.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaEjemplo: yacimiento de gas con instalaciones de separacin, planta de tratamiento ycompresin ubicadas en locaciones diferentes.
Nivel 1: parada o bloqueo del equipo afectado, de modo de proteger laintegridad mecnica del mismo;
Nivel 2: parada de una unidad completa de procesos dentro de la plantade tratamiento, sin afectar servicios o utilidades;
Nivel 3: parada de toda la planta de tratamiento;
Nivel 4: parada de toda la lnea de produccin, es decir de todas lasinstalaciones del yacimiento.
C
R
I
T
I
C
I
D
A
D
Tanto el Nivel 3 como el Nivel 4 pueden estar acompaados de una despresurizacinde la instalacin, parcial o total.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaExisten dos conceptos relacionados a la definicin de niveles de emergencia quedeben analizarse:
y el segundo a la preferencia o no de permitir que seproduzcan acciones en cascada.
Accionesdirectas
Acciones encascada
Confiabilidad
Estado final de la planta
Tiempo de respuesta
Acciones correctivas
+++-
---+
El primero se refiere a la interaccin entre los paros deemergencia de unidades o plantas, desde unainstalacin ubicada aguas abajo a otra ubicada aguasarriba;
Situacin insegurapara el sistema
aguas arriba
Corte dealimentaciones a
unidad de proceso
Valores anormalesen variables de
proceso
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaNivel 1
Las acciones que desencadena un paro de emergencia Nivel 1 son:
Paro del equipo involucrado.Cierre de las vlvulas de bloqueo de emergencia SDV que aslan el equipo.Puede o no activar el sistema de lucha contra incendio dedicado al equipo, enfuncin de cul haya sido el activador del paro de emergencia Nivel 1.
Los eventos que activan este nivel son:
Paro de emergencia de nivel superior.Deteccin de gas en el interior del cerramiento de un equipo.Deteccin de fuego en el interior del cerramiento de un equipo.Falla mecnica o valores anormales de las variables de proceso de un equipo enparticular.
Integridad mecnica del equipo
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaNivel 2
Los eventos que activan este nivel son:
Paro de emergencia de nivel superior.Falla mecnica o valores anormales de variables de proceso que requieren parocompleto de la unidad.Muy alto nivel en el separador de antorcha del sistema de venteos dedicado a launidad.Muy baja presin en el colector de aire de instrumentos dedicado a la unidad.Muy baja presin en el sistema de gas combustible cuando el mismo es utilizadopara prevenir el ingreso de aire al sistema de venteo de la unidad en riesgo.Prdida de energa elctrica de alimentacin.
No se generan acciones sobre lasutilidades o servicios de la planta, sinoque solamente se bloquea la unidad
donde se genera el riesgo.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaNivel 2Las acciones que desencadena un paro de emergencia Nivel 2 son:
Activa, si los hubiera, los paros de emergencia Nivel 1 dentro de la unidad en riesgo.Paro de los equipos de la unidad en riesgo, corte de energa a motores y paro ocierre de las fuentes de calor.Cierre de las vlvulas de bloqueo de emergencia SDV que aslan la unidad en riesgoy habilitacin del by-pass de la misma, en caso que exista.
Hay tantos paros de emergencia Nivel 2como unidades dentro de la planta
A
j
u
s
t
e
P
u
n
t
o
d
e
R
o
c
o
#
1
A
j
u
s
t
e
P
u
n
t
o
d
e
R
o
c
o
#
2
Entrada
Estabilizacin
Servicios/Utilidades
Endulzamiento
A
j
u
s
t
e
P
u
n
t
o
d
e
R
o
c
o
#
1
A
j
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P
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n
t
o
d
e
R
o
c
o
#
2
Entrada
Servicios/Utilidades
Endulzamiento
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaNivel 3
Mayor criticidad: involucra el riesgode toda la planta de tratamiento
Los eventos que activan este nivel son:
Paro de emergencia de nivel superior, en caso de que exista.Deteccin de gas en una zona abierta.Deteccin de fuego en una zona abierta.Decisin del operador.Bajo voltaje en la UPS.
Esta decisin deloperador debe
responder a unasituacin catastrfica
real o probable
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaNivel 3
Las acciones que desencadena un paro de emergencia Nivel 3 son:
Activa el paro de emergencia Nivel 2 de las unidades dentro de la planta detratamiento.Paro de todas las fuentes de riesgo o ignicin, en caso que la causa del paro seadeteccin de gas en zona abierta.Puesta en marcha del generador de emergencia.Puede o no activar la despresurizacin automtica de la planta de tratamiento. Encaso que no se active la despresurizacin automtica, habilita para realizar ladespresurizacin manual.Activa el sistema de lucha contra incendio, en caso que la causa del paro seadeteccin de fuego en zona abierta.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaNivel 3
Paro de emergencia Nivel 3TOTALIncluye servicios/utilidades
PARCIALNo incluye servicios/utilidades
Entrada
Salida
P
l
a
n
t
a
d
e
T
r
a
t
a
m
i
e
n
t
o
C
o
m
p
r
e
s
i
n
Entrada
Servicios/Utilidades
Instalacionesde Separacin
Servicios/Utilidades
Salida
Instalacionesde Pozo
Paro de EmergenciaNivel 3 Planta de
Tratamiento
Servicios/Utilidades
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de EmergenciaNivel 4
El nico evento que activa este nivel es:
Decisin del operador.
Las acciones que desencadena un paro de emergencia Nivel 4 (en un ejemplocomo el que tomamos del yacimiento de gas) son:
Cierre de pozos.Paro de emergencia Nivel 3 de las instalaciones de separacin, planta detratamiento y compresin.Puede o no activar la despresurizacin automtica de cualquiera de lasinstalaciones. En caso que no se active la despresurizacin automtica, habilitapara realizar la despresurizacin manual.Paro de todas las fuentes de riesgo o ignicin, incluso el generador deemergencia. La nica excepcin son las bombas diesel de agua de lucha contraincendio en caso que se hayan arrancado automticamente por requerimiento delF&G (deteccin de fuego, muy baja presin en anillo de agua).
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Niveles de Emergencia BotnManual
Nivel 4
Nivel 3
Nivel 2
Nivel 1
Cierre de pozos
Despresurizacin automtica o habilitacinpara despresurizacin manual
Paro generador de emergencia
Deteccin de gas zona abierta
Deteccin de fuego zona abierta
Baja tensin de UPS
Paro de fuentes de riesgo o ignicin
Arranque generador de emergencia
Despresurizacin automtica ohabilitacin para despresurizacin manual
Activa sist. lucha contra incendio
Falla mecnica de equipo
Valores anormales variables de operacin
Muy alto nivel en separador de antorcha
Muy baja presin aire de instrumentos
Muy baja presin gas combustible cuando se utiliza paraprevenir el ingreso de aire al sistema de venteos
Paro de equipos en la unidad
Cierre de vlvulas de bloqueo
Habilitacin de by-pass de launidad, si existiera
Falla mecnica de equipo
Valores anormales variables de operacin
Deteccin de gas en zona cerrada
Deteccin de fuego en zona cerrada
Paro de equipo involucrado
Cierre de vlvulas de bloqueo de equipo involucrado
Activa sist. lucha contra incendio dedicado al interiordel cerramiento del equipo
BotnManual
Cuadro Resumen
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
NDICE
IntroduccinObjetivos del Sistema de EmergenciaComponentes del Sistema de EmergenciaSistema de Deteccin de Gas y FuegoNiveles de Emergencia
Arquitectura del Sistema deEmergenciaDespresurizacin de EmergenciaMatriz Causa-Efecto y Diagramas LgicosHIPS Sistemas de Proteccin de Alta IntegridadPreguntas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaSeparacin de Sistemas Instrumentados
Acciones relacionadas a la deteccin degas y fuego.
F&GSistema de Deteccinde Gas y Fuego
Acciones relacionadas a los distintosniveles de emergencia y originadas desdeel F&G.
ESDSistema deEmergencia
Control de las variables de operacin yalarmas asociadas.
PCSSistema de Controlde Procesos
FuncinAbreviaturaSistema Funcional
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y Disponibilidad
Requerimientos de SIL
Fallas espurias
Fallas en demanda
Ejemplos de arquitecturas
Definicin de confiabilidad, disponibilidad e integridad
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y DisponibilidadDefinicin de confiabilidad, disponibilidad e integridad
Confiabilidad (reliability): probabilidad de que un elemento sea capaz de realizarla funcin para la cual se lo requiere, bajo las condiciones de diseo establecidaspor un perodo de tiempo o una demanda pre fijados.
Disponibilidad (availability): perodo de tiempo durante el cual un elemento,equipo o sistema opera de la manera requerida.
Integridad (integrity): probabilidad de que un sistema realice satisfactoriamente lafuncin para la cual se lo requiere, bajo las condiciones y el perodo de tiempoestablecido.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y DisponibilidadRequerimientos de SIL
Anlisis de mallas de seguridad
Iniciadores o elementos de deteccinActuadores o elementos de actuacinCableado elctricoEjecutor de lgicaSistemas de alimentacin elctrica,neumtica e hidrulica, segncorresponda al elemento de actuacin.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y DisponibilidadRequerimientos de SIL
Determinacin del nivel de SIL requeridoAnlisis basado en laexperiencia:Seguridad personalProduccin o equipamientoMedio ambiente
Probabilidad de falla en demanda (PFD) aceptable
10-6 a
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y Disponibilidad
probabilidad de falla en demanda de cada uno de los elementos dela malla, es decir, de los elementos de deteccin, del elemento deejecucin de lgicas y de del elemento de actuacin;la probabilidad de falla total se obtiene sumando las probabilidadesde falla de cada elemento;en el clculo debe tenerse en cuenta el tiempo medio de reparacino mantenimiento del elemento (MTTR).
Una vez conocido este nivel de SIL requerido se debe realizar elclculo de probabilidad de falla en demanda (PFD), que debe dar unvalor igual o menor al que se requiere para certificar un determinadonivel de SIL.
Necesito conocer:
Requerimientos de SIL
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y DisponibilidadFallas espurias
Son aquellas fallas que causan la actuacin de por lo menos unelemento de actuacin, sin que haya ocurrido realmente unevento iniciador que lo demande. Tambin se las denominafallas aparentes, ya que se detectan por la ocurrencia de lamisma. Un ejemplo de falla espuria es una vlvula dedespresurizacin automtica que se abre sin que se hayarequerido tal accin.
Fallas en demanda
Son las fallas que se caracterizan por la actuacin incorrecta depor lo menos un elemento de actuacin, cuando se da laocurrencia real de un evento iniciador que demanda esaactuacin. Tambin se denominan fallas ocultas, dado que slose perciben cuando se solicita su ocurrencia.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y DisponibilidadEjemplos de arquitecturas
Entre las arquitecturas que actualmente se utilizan se pueden mencionar:
Sistemas doble redundantes con votacin 1oo2 (1 out of 2)Sistemas doble redundantes con diagnstico con votacin 1oo2D (1 out of 2con Diagnstico)Sistemas triple redundantes con votacin 2oo3 (2 out of 3)
Sistemas doble redundantes con votacin 1oo2 (1 out of 2)
Elementos deDeteccin
xx
Mdulo deEntrada
xx
Mdulo deEntrada
Procesador
Procesador
Mdulo deSalida
Mdulo deSalida
SV
Elemento deActuacin
Elemento de Ejecucinde Lgicas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de Emergencia
Sistemas doble redundantes con votacin 1oo2D (1 out of 2 con Diagnstico)
Confiabilidad y DisponibilidadEjemplos de arquitecturas
xx
Mdulo deEntrada
xx
Mdulo deEntrada
Watchdog
Procesador
Procesador
Mdulo deSalida
Mdulo deSalida
SV
Elementos deDeteccin
Elemento deActuacin
Elemento de Ejecucin deLgicas
Watchdog
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaConfiabilidad y DisponibilidadEjemplos de arquitecturas
Sistemas triple redundantes con votacin 2oo3 (2 out of 3)
xx
Mdulo deEntrada
xx
SV
Mdulo deEntrada
Procesador
Procesador
Mdulo deSalida
Mdulo deSalida
Elementos deDeteccin
Elemento deActuacin
xxMdulo de
EntradaProcesador
Mdulo deSalida
Elemento de Ejecucin deLgicas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaTransmisin de Seales
La transmisin de seales de salida generadas desde el ESD o el F&G hacia loselementos finales de actuacin deben realizarse con cableado duro.
Respecto la confiabilidad de los sistemas por las fallas en demanda, algunas manerasde aumentarla pueden ser:
SV
SDV
SV
Ejecutorde
lgica
E
S
D
cableado duro
Ejecutorde
lgica
Ejecutorde
lgica SV
E
S
D
P
C
S
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaEjemplos de Integracin de Sistemas
En todos los casos, el F&G debe ser totalmente independiente del PCS, peropuede estar integrado al ESD.
A su vez, es recomendable que el PCS y el ESD sean sistemasindependientes, sin embargo puede darse el caso en que esos dos sistemas estnintegrados.
1- Los tres sistemas son independientes: PCS, ESD y F&G
2- PCS y ESD como sistemas independientes; F&G integrado al ESD
3- PCS y ESD como sistemas integrados; F&G independiente
4- PCS y ESD como sistemas parcialmente integrados; F&G independiente
PCS ESD F&G
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaEjemplos de Integracin de Sistemas
PCS ESD F&G
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
PCS ESD F&G
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
1- Los tres sistemas son independientes: PCS, ESD y F&G
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaEjemplos de Integracin de Sistemas
PCS ESD
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementos de deteccin(detectores de humo,
mezcla, fuego)
F&GPCS ESD
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
Elementosde actuacin
Elementos de deteccin(detectores de humo,
mezcla, fuego)
F&G
2- PCS y ESD como sistemas independientes; F&G integrado al ESD
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaEjemplos de Integracin de Sistemas
ESD
Elementosde deteccin
- PCS
Elementosde actuacin
- PCS
Elementos de deteccin(detectores de humo,
mezcla, fuego)
F&GPCS
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
- ESD
Elementosde actuacin
- ESD
ESD
Elementosde deteccin
- PCS
Elementosde actuacin
- PCS
Elementos de deteccin(detectores de humo,
mezcla, fuego)
F&GPCS
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
- ESD
Elementosde actuacin
- ESD
ESD
Elementosde deteccin
- PCS
Elementosde actuacin
- PCS
Elementos de deteccin(detectores de humo,
mezcla, fuego)
F&GPCS
Elementosde actuacin
Elementosde deteccin
- ESD
Elementosde actuacin
- ESD
3- PCS y ESD como sistemas integrados; F&G independiente
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Arquitectura del Sistema de EmergenciaEjemplos de Integracin de Sistemas
Nivel 1del ESD
ESD
Elementosde deteccin
- PCS
Elementosde deteccin
- ESD Elementos dedeteccin
(detectores dehumo, mezcla,
fuego)
F&GPCS
Elementosde actuacin
Elementosde actuacin
- PCS
Elementosde actuacin
- ESD
Nivel 1del ESD
ESD
Elementosde deteccin
- PCS
Elementosde deteccin
- ESD Elementos dedeteccin
(detectores dehumo, mezcla,
fuego)
F&GPCS
Elementosde actuacin
Elementosde actuacin
- PCS
Elementosde actuacin
- ESD
Nivel 1del ESD
ESD
Elementosde deteccin
- PCS
Elementosde deteccin
- ESD Elementos dedeteccin
(detectores dehumo, mezcla,
fuego)
F&GPCS
Elementosde actuacin
Elementosde actuacin
- PCS
Elementosde actuacin
- ESD
4- PCS y ESD como sistemas parcialmente integrados; F&G independiente
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
NDICE
IntroduccinObjetivos del Sistema de EmergenciaComponentes del Sistema de EmergenciaSistema de Deteccin de Gas y FuegoNiveles de EmergenciaArquitectura del Sistema de Emergencia
Despresurizacin de EmergenciaMatriz Causa-Efecto y Diagramas LgicosHIPS Sistemas de Proteccin de Alta IntegridadPreguntas
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Despresurizacin de EmergenciaObjetivo de la Despresurizacin de Emergencia
EMERGENCIA MANTENIMIENTO PROCESO
Accin preventiva del ESD
Se puede iniciar por un pulsador o automticamente como salidadel ESD
Asegurarse que los bloqueos estn cerrados
Puede requerirse la despresurizacin por tres motivos:
Objetivo de la Despresurizacin de Emergencia
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Despresurizacin de Emergencia
Despresurizacin de Emergencia: tiene por objetivo lareduccin del riesgo o peligro asociado a una situacin deemergencia.
Despresurizacin de Emergencia por Fugas:
Prdida en reas con ventilacin no adecuada despresurizacin automticapara minimizar prdidas hacia la atmsferaPrdidas en reas adecuadamente ventiladas evaluar despresurizacin parano generar nuevas situaciones de riesgo
EMERGENCIA
Despresurizacin de Emergencia por Fuego:
Peligro de ruptura por stress a presiones menores que la de diseo disminuyela presin a valores inferiores que la de operacin
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Despresurizacin de EmergenciaCriterios de Aplicacin de la DespresurizacinEquipos o caeras que puedan quedar bloqueados y expuestos a fuegosimultneamente y slo cuando el inventario de hidrocarburos y/o la presin deesos sistemas lo justifique.
Caeras que puedan quedar aisladas entre equipos que se despresuricen,aunque las mismas no estn expuestas a fuego o su inventario de hidrocarburosno sea importante.
Equipos o caeras de gas o bifsicas que puedan estar expuestas a fuego y cuyamxima presin de operacin sea mayor que 15 bar_g y cuyo producto PVgas seamayor que 100 barm3.
Equipos o caeras de gas licuado, ya sea refrigerado o bajo presin, que puedanestar expuestas a fuego y que la masa de C4 o ms voltiles sea mayor a 2 ton.
En el caso de equipos o caeras que contengan hidrocarburos lquidos, no escomn despresurizarlas. Se considera como seguridad suficiente la instalacin devlvulas de alivio trmico TSV, que protegen a las caeras en caso de exposicina altas temperaturas que puedan ocasionar presiones mayores a las mximas deoperacin.
Curso Sistemas de Emergencia (Shutdown)
Despresurizacin de EmergenciaCriterios para el Clculo de la Despresurizacin deEmergencia
7 bar_g;
50% del valor de la presin de diseo
Tiempo recomendado de15 minutos (API RP 521) hasta