LPG Terminallerinde Acil Durdurma (ESD) ve Emniyet Kilitleme Sistemleri

LPG dolum ve boşaltımında emniyet iki soruya dayanır: transfer hangi koşullar sağlanmadan başlamamalı ve bir anormallik olduğunda sıvı ve buhar akışı ne kadar hızlı ve hangi noktalardan kesilmeli? İlk soruyu emniyet kilitlemeleri, yani izin (permissive) zinciri yanıtlar: topraklama, araç ve kol konumu, bağlantıların doğru yapılması gibi koşullar doğrulanmadan pompa veya kompresör çalışmaz. İkinci soruyu acil durdurma (ESD) sistemi yanıtlar: tanker bağlantısına yakın acil kapama vanalarını kapatır, pompa ve kompresörü durdurur ve olayı kayıt altına alır. Hangi fonksiyonların hangi güvenilirlik seviyesinde tasarlanacağı ise her projede risk değerlendirmesiyle belirlenir.

LPG'de bu katmanların önemi, ürünün basınç altında sıvı olmasından gelir: küçük bir sızıntı bile çevre basıncına çıktığında hızla buharlaşır ve havadan ağır bir gaz bulutu olarak zemine yakın yayılabilir. Kriyojenik LNG transferine özgü soğuk yüzey ve düşük sıcaklık tehlikeleri ayrı bir sayfada ele alınmıştır; burada ortam sıcaklığında basınçlı LPG transferi esas alınır.

Emniyet katmanları: tanker, transfer noktası ve tesis

Bir LPG transfer noktasındaki emniyet donanımı üç sahiplik alanına dağılır ve arayüzlerinin açıkça tanımlanması gerekir:

·         Tanker üzerindeki donanım: LPG tankerlerinin güvenli dolum, taşıma ve boşaltım için gerekli vanaları ve bağlantı donanımı ayrı bir standartla tanımlanır. Tankerin dahili vanaları ve bunların kapatma düzeni tankere aittir; terminalin bu vanalarla nasıl etkileşeceği proje başında belirlenmelidir.

·         Transfer noktası donanımı: Hortum veya kol, kopma kaplini, sıvı ve buhar hatlarındaki acil kapama vanaları, termal tahliye vanaları, topraklama izleme ve lokal acil durdurma butonları bu alandadır.

·         Tesis sistemleri: Gaz dedektörleri, yangın algılama, tesis genelindeki ESD ve depolama tankı çıkışlarındaki kapama vanaları transfer noktasının emniyetini tamamlar.

İzin zinciri: transfer başlamadan önce doğrulananlar

İzin zinciri, her koşulun bir sinyalle doğrulandığı ve koşullardan biri kaybolduğunda transferin durduğu bir mantıktır. Tipik izinler şunlardır:

LPG kapları, sıcaklık artışında sıvının genleşmesine yer bırakmak için tamamen doldurulmaz; izin verilen en yüksek doluluk mevzuatla tanımlanır. Bu nedenle doluluk sınırı, LPG dolumunda izin zincirinin ayrılmaz parçasıdır. Hangi göstergenin veya ölçümün esas alınacağı LPG Tanker Dolum Sistemleri sayfasında ayrıntılandırılmıştır. Transfer süresince bağlantı noktasının yakınında bir görevlinin bulunması da birçok mevzuatta aranan bir işletme koşuludur.

Acil durdurma: tetikleyiciler ve sonuç eylemleri

ESD tetikleyicileri; lokal ve uzak acil durdurma butonları, gaz dedektörlerinin yüksek alarm seviyesi, yangın algılama, izin zincirinden bir sinyalin kaybolması, anormal basınç ve tesis genelinden gelen ESD komutudur. Tetikleme sonrasında tipik eylem sırası şöyledir:

1.       Pompa veya kompresörün durdurulması

2.       Sıvı ve buhar hatlarındaki acil kapama vanalarının kapatılması

3.       Tanımlanmışsa depolama tankı çıkış vanalarının ve tanker dahili vanalarının kapatılması için sinyal gönderilmesi

4.       Olayın, tetikleyen sinyal ve zaman bilgisiyle kaydedilmesi

5.       Sistemin, neden giderilip yetkili bir kişi tarafından bilinçli olarak sıfırlanana kadar kilitli kalması

Vanaların kapanma süresi, hat içinde basınç darbesi oluşturmayacak ve aynı zamanda sızıntı miktarını sınırlayacak bir denge içinde seçilir. Acil kapama sonrası iki kapalı vana arasında kalan sıvı LPG, ısındıkça basınç oluşturacağı için bu bölümler termal tahliye vanalarıyla korunmalıdır.

Kopma kaplinleri ve acil kapama vanalarının yeri

Tanker bağlantısı açıkken aracın hareket etmesi, LPG transferinin en ciddi senaryolarından biridir. Kopma kaplini, belirli bir çekme kuvvetinde ayrılarak her iki tarafı da kapatan ve hortumun veya kolun kopmasını önleyen bir elemandır; sıvı ve buhar hattının her biri için ayrı değerlendirilir. Acil kapama vanaları ise sıvı hattının hortum bağlantısına yakın bir noktada, uzaktan kapatılabilecek şekilde konumlandırılır; bazı düzenlemeler bu noktada uzaktan kapatılabilen bir kapama vanası ya da geri akış veya aşırı akış vanası bulunmasını açıkça şart koşar. Vana ne kadar bağlantıya yakınsa, bir kopma veya kaçak durumunda serbest kalabilecek ürün miktarı o kadar azdır.

Gaz algılama ile ESD arasındaki ilişki

LPG buharı havadan ağır olduğu için gaz dedektörleri, sızıntının birikebileceği düşük noktalara ve transfer noktasının yakınına yerleştirilir. Dedektör sayısı ve yerleşimi, tehlikeli alan sınıflandırması ve olası sızıntı kaynakları üzerinden belirlenir. Algılama mantığında genellikle iki kademe kullanılır: ilk seviye alarm ve operatör uyarısı, ikinci seviye otomatik ESD. Birden fazla dedektörün oylamalı kullanılması, tek bir dedektör arızasının gereksiz durmalara yol açmasını azaltır. Alarm seviyeleri ve oylama yapısı projeye özgüdür ve risk değerlendirmesiyle birlikte belirlenir. Transfer noktasındaki elektrikli ekipmanın koruma yöntemi de aynı sınıflandırmaya göre seçilir; tek tek cihaz belgeleri, bu cihazları birleştiren paketin bütün olarak değerlendirilmesi gerekliliğini ortadan kaldırmaz.

Güvenilirlik seviyesi (SIL) nasıl belirlenir?

Her emniyet fonksiyonunun belirli bir emniyet bütünlük seviyesiyle (SIL) tasarlanması zorunlu değildir; bir fonksiyonun güvenlik enstrümanlı sistem olarak ele alınıp alınmayacağı ve hangi seviyede olacağı, proses endüstrisi fonksiyonel emniyet standartlarında tanımlanan yaşam döngüsü içinde yapılan risk değerlendirmesinden türetilir. Aynı fonksiyon iki farklı terminalde farklı seviyede sonuçlanabilir. Bu nedenle "LPG ESD sistemi şu SIL seviyesinde olmalıdır" gibi genel bir kural yoktur; seviye, tesisin yerleşimine, envanterine, işletme sıklığına ve diğer koruma katmanlarına bağlıdır. Tasarım sonrası periyodik fonksiyon testleri ve vana kapanma testleri de bu yaşam döngüsünün parçasıdır.

TLY Enerji'nin katkısı

TLY Enerji, LPG tanker dolum ve boşaltım istasyonları için tasarım, tedarik ve mühendislik hizmeti verir; ürün portföyünde alev ve gaz dedektörleri, basınç ölçümü ve endüstriyel vanalar bulunur. Proje kapsamına bağlı olarak acil kapama vanaları, gaz algılama ve izin sinyallerine ait cihazların seçimi ve tedariki, PLC tabanlı kilitleme mantığının konfigürasyonu, montaj, test ve devreye alma desteği sağlanabilir. Emniyet fonksiyonlarının SIL seviyeleri tesis sahibinin risk değerlendirmesinden gelir ve tasarım bu girdiye göre yapılır.

Emniyet tasarımı için gerekli girdiler

·         Tesisin risk değerlendirmesi veya HAZOP çıktıları ve varsa belirlenmiş SIL hedefleri

·         Tehlikeli alan sınıflandırması ve gaz dedektörü yerleşim çalışması

·         Tesis genelindeki ESD mimarisi ve transfer noktasının bu mimarideki yeri

·         Tanker tiplerinin dahili vana ve bağlantı donanımı bilgisi

·         Tanker doluluk sınırının hangi yöntemle kontrol edileceği

·         Operatör çalışma düzeni ve uygulanacak ulusal LPG tesis mevzuatı

İlgili sayfalar

·         LPG tanker dolum sistemleri: Dolum oranı sınırı ve miktar belirleme yöntemleri.

·         LPG dolum ve boşaltım skidleri: Emniyet donanımının ön montajlı pakete entegrasyonu.

·         Kriyojenik ESD ve emniyet sistemleri: LNG transferinde düşük sıcaklığa özgü emniyet katmanları.

·         Topraklama ve taşma önleme sistemleri: Topraklama doğrulama ve taşma önleme izinlerinin ayrıntısı.

·         LPG buhar dönüş sistemleri: Buhar hattının da acil kapama kapsamına alınması.

LPG ESD ve kilitlemeleri hakkında sorular

Kilitleme ile acil durdurma arasındaki fark nedir?

Kilitleme, transferin başlaması ve sürmesi için gereken koşulları denetler: topraklama, araç ve kol konumu, doluluk sınırı gibi sinyallerden biri yoksa pompa çalışmaz ya da durur. Acil durdurma ise anormal bir durumda devreye girerek vanaları kapatır, ekipmanı durdurur ve sistemi bilinçli bir sıfırlamaya kadar kilitli tutar. İkisi aynı kontrol sisteminde bulunabilir, ancak işlevleri ve güvenilirlik gereksinimleri ayrı değerlendirilir.

LPG ESD sistemi için belirli bir SIL seviyesi zorunlu mu?

Genel bir zorunlu seviye yoktur. Bir fonksiyonun güvenlik enstrümanlı sistem olarak tasarlanıp tasarlanmayacağı ve hangi seviyeye ihtiyaç duyulacağı, tesis özelindeki risk değerlendirmesiyle belirlenir. Envanter miktarı, yerleşim, işletme sıklığı ve diğer koruma katmanları sonucu değiştirir. Ulusal mevzuat veya işletmenin kurumsal standartları ek gereklilikler getirebilir.

Acil kapama vanası neden tanker bağlantısına yakın olmalı?

Bir hortum kopması veya bağlantı kaçağında dışarı çıkabilecek ürün miktarı, kaçak noktası ile en yakın kapalı vana arasındaki hat hacmine bağlıdır. Vana bağlantıya ne kadar yakınsa bu hacim o kadar küçüktür. Bu nedenle sıvı hattında, uzaktan kapatılabilen bir vananın hortum bağlantısına yakın konumlandırılması pek çok düzenlemede öngörülür; buhar hattı da aynı mantıkla değerlendirilir.

Gaz dedektörü alarmında transfer hemen durmalı mı?

Genellikle iki kademeli bir yapı kullanılır: düşük seviyede alarm ve operatör uyarısı, yüksek seviyede otomatik acil durdurma. Birden fazla dedektörün oylamalı kullanılması, tek bir arızalı dedektörün gereksiz durmaya yol açmasını önler. Alarm seviyeleri, dedektör yerleşimi ve oylama yapısı tesisin risk değerlendirmesine göre belirlenir.

ESD sonrası sistem nasıl yeniden devreye alınır?

ESD tetiklendikten sonra sistem, neden tespit edilip giderilene kadar kilitli kalır. Sıfırlama, yetkili bir kişinin bilinçli eylemiyle yapılır; otomatik yeniden başlatma genellikle istenmez. Sıfırlama öncesinde kapalı vanalar arasında sıkışan sıvının durumu, bağlantıların sağlamlığı ve gaz algılama sisteminin normal değere dönüp dönmediği kontrol edilmelidir.