BRPI0312264B1

BRPI0312264B1 - sistema de segurança para operação de ambientes em instalações

Info

Publication number: BRPI0312264B1
Application number: BRPI0312264A
Authority: BR
Inventors: Nils Paulsen
Original assignee: Sts Stillasservice
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2018-09-25
Also published as: DK200500135A; US20060071771A1; GB2408370A; NO20023176D0; NO317999B1; WO2004027724A2; AU2003295284A1; RU2005102813A; BR0312264A; US7397361B2; NO317999B3; AU2003295284B2; WO2004027724A3; RU2341825C2; GB0501822D0; DK176905B1; GB2408370B; NO20023176L

Abstract

"dispositivo para um sistema de segurança em uma instalação em conexão com a operação de um ambientes". é descrito um dispositivo para um sistema de segurança em uma instalação em conexão com a operação de uma ambiente (10) no qual um objeto que realiza trabalho que resulta em geração de calor tal como chamas, faíscas e semelhantes, é isolado do meio circundante, e onde uma sobre-pressão de ar é estabelecida no ambiente (10) para evitar a entrada de gases inflamáveis, e compreendendo sistemas para o fornecimento de eletricidade e sobrepressão para o equipamento no interior do ambiente, e também um sistema de alarme que pode alertar quanto a irregularidades e semelhantes. o dispositivo é caracterizado pelo fato do sistema de segurança compreender uma central de interrupção (30) à qual estão conectados vários detectores (32-38) colocados no ou adjacentes ao ambiente, e que podem registrar parâmetros tais como gases, temperaturas, alterações de temperatura, e também condições de pressão adjacentes ao ou no interior do ambiente, e pelo fato da central de interrupção (30) ser disposta para interromper a operação do equipamento gerador de calor quando ocorrerem irregularidades na operação do ambiente.

Description

(54) Título: SISTEMA DE SEGURANÇA PARA OPERAÇÃO DE AMBIENTES EM INSTALAÇÕES (51) Int.CI.: G08B 17/00; G08B 17/117; G08B 27/00; A62C 37/36; H01H 39/00; H02H 3/02 (30) Prioridade Unionista: 28/06/2002 NO 20023176 (73) Titular(es): STS STILLASSERVICE (72) Inventor(es): PAULSEN, NILS (85) Data do Início da Fase Nacional: 28/12/2004

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SISTEMA DE SEGURANÇA PARA OPERAÇÃO DE AMBIENTES EM INSTALAÇÕES

A presente invenção refere-se e um dispositivo para 5 um sistema de segurança em uma instalação em conexão com a operação de um ambiente no qual um objeto, em cujo trabalho que realiza está envolvida a produção de calor, tal como chamas, faíscas e semelhantes, é isolado do meio circundante, e onde uma sobre-pressão de ar é criada no interior do ambiente para evitar a entrada de gases inflamáveis, e compreendendo sistemas para o fornecimento de eletricidade para o equipamento no interior do ambiente, e também ar para estabelecer uma sobre-pressão, e um sistema de alarme que pode alertar quanto a irregularidades e semelhantes.

Um ambiente significa o mesmo que uma câmara fechada, uma tenda para trabalho, uma casa ou semelhantes, onde o objeto possa ser completamente isolado do meio circundante. Como regra, tais ambientes são construídos de tecido retardador de chamas ou de folha de alumínio ou estanho, adaptados para a aplicação particular. O ambiente pode ser de um grande número de diferentes formatos, de acordo com os objetivos específicos da aplicação.

No que se segue, o termo ambiente será utilizado apenas para tais aposentos/câmaras fechados.

Os ambientes são utilizados em condições onde não é permitida a utilização de fogo direto ou onde se realiza um trabalho em que se tem o perigo de fogo ou explosões, tal como geração de calor, fagulhas e semelhantes a partir de soldagem, moagem, corte e/ou jateamento. Por exemplo,

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2/12 casos típicos são quando partes metálicas ou tubos devem ser soldados.

Este é particularmente o caso de plataformas de petróleo em alto mar, onde é realizada perfuração para obtenção de hidrocarbonetos e/ou é produzido óleo bruto. Tais instalações têm como regra seu próprio sistema de separação. Se geração de calor não intencional de uma dada magnitude ocorrer na área relevante, pode surgir o risco de explosões devido à ignição de óleo e/ou gás.

Por esta razão, as exigências de segurança são extrarigorosas para todas estas tarefas em plataformas. Apesar das medidas de segurança rigorosas, os ambientes atuais são ainda equipados apenas com um manômetro básico para registrar a sobre-pressão. Além disto, tem sido função dos operadores no interior do ambiente registrar isto por si sós e interromper o processo de soldagem, etc., de tal forma que situações perigosas que possam levar à formação de chamas ou explosões não venham a ocorrer.

Ocasionalmente, um sistema adicional, que está relacionado com o alerta de gás em si, é instalado, de tal forma que o sistema irá dar um aviso se gás penetrar na área. No entanto, não há qualquer comunicação entre estes sistemas. Ainda se é obrigado a confiar na ação manual por parte do operador para interromper a soldagem.

Em geral, é uma grande desvantagem dos sistemas atuais o fato de não considerarem a segurança de forma satisfatória, mas de modo geral deixam a segurança dependente do fator humano, isto é, para os operadores que trabalham em conexão com o ambiente.

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Por esta razão, é um objetivo da invenção prover uma nova solução que elimina os problemas mencionados acima.

Em maiores detalhes, é um objetivo da invenção prover uma solução que elimina mais os riscos associados com tarefas que envolvem calor em instalações petroquímicas em alto mar ou em terra.

Desta forma, é um objetivo adicional prover uma solução que implica em uma filosofia de segurança mais abrangente que a solução atual.

O dispositivo de acordo com a invenção é caracterizado pelas características dadas na reivindicação 1 que se segue.

As realizações preferidas da disposição de acordo com a invenção são dadas nas reivindicações dependentes 2-9.

Pela invenção, conforme é definida, um progresso considerável é obtido no que diz respeito à segurança em tais sistemas de ambientes. Desta forma, é provida uma solução automatizada que elimina o elemento humano de risco.

Na detecção de gás, temperatura muito alta, taxa de aumento na temperatura muito alta, e pressão muito baixa, é interrompida a eletricidade para a fonte de ignição ou equipamento formador de fagulha que são utilizados no interior do ambiente. A eletricidade para estas fontes de ignição é também interrompida pela perda de sobre-pressão.

Ao se utilizar ar de um outro sistema ao invés do sistema de ar comprimido da própria instalação, este outro sistema é também incorporado no sistema de interrupção da invenção, o que resulta no fato da eletricidade para a fonte de ignição ser interrompida se a sobre-pressão é

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4/12 perdida. Isto irá ocorrer também se gases inflamáveis penetrarem no ar de sobre-pressão inesperadamente. O detector irá, em tais casos, sinalizar este fato para a central de interrupção que irá então interromper o fornecimento de ar.

Antes de se descrever a invenção com referência às figuras e ilustrações, devem ser apresentadas as seguintes definições:

Manômetro:

necessária). equipamento

Um instrumento de medição de pressão que transmite um sinal para a central de interrupção quando registra uma pressão que é abaixo de um dado valor (sobre-pressão O fornecimento de eletricidade para o de soldagem e semelhantes é então simultaneamente interrompido.

Detector de gás:

Detector que envia um sinal para a central de interrupção na detecção de níveis anormais de gases, em particular gases inflamáveis.

Sensor de temperatura:

Um sensor que registra temperaturas. Um número de sensores é colocado no interior e no exterior do ambiente. Parâmetros importantes que são considerados para uma possível reação são quando a temperatura é muito alta ou quando a temperatura aumenta muito rápido, isto é, uma alteração por unidade de tempo.

Ventoinha:

Fornece ar com uma sobre-pressão para o ambiente. Desliga-se automaticamente quando o detector na entrada registra níveis anormais de gás no ar de entrada. O

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5/12 ambiente pode ser suprido com ar a partir do sistema de ar comprimido da plataforma em si (cf. figura 1).

Central de interrupção:

Um equipamento elétrico móvel sobre vagão que inclui os elementos eletrônicos necessários a que manômetros, sensores de temperatura e detectores de gás forneçam sinais elétricos para a unidade de interrupção de tal forma que a eletricidade para o equipamento (tal como a fonte de ignição) no interior do ambiente seja interrompida, independente de equipamento especial tal como luzes de emergência e a luz que deve permanecer ligada.

O sistema de acordo com a invenção pode, como mencionado, ser operado tanto com seu próprio sistema interno de ventoinha para a geração de ar de sobre-pressão, quanto pode utilizar o sistema de compressor da própria instalação.

Características adicionais da presente invenção se tornarão óbvias a partir da descrição que se segue com referência aos desenhos anexos, nos quais:

A Fig. 1 mostra esquematicamente uma primeira variante da invenção, e mostra, entre outras coisas, como o ambiente é conectado ao fornecimento de eletricidade da própria instalação/aparelhagem, e como é também suprido com ar comprimido proveniente da instalação.

A Fig. 2 mostra esquematicamente uma segunda variante da invenção, em que o ambiente é suprido com eletricidade a partir de sua própria unidade de ventoinha.

Uma sobre-pressão é obtida rapidamente quando o ambiente apresenta um desenho menor. Se o ambiente é de um dado tamanho, o ambiente pode, de uma forma conhecida,

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6/12 compreender uma comporta de entrada. A comporta compreende um equipamento para controlar a atmosfera no interior do dique, tanto no que diz respeito ao tipo de gás quanto à pressão.

Na figura 1, o ambiente é mostrado com a referência (10) . O ambiente (10) forma, como mencionado, um espaço fechado para isolar a realização de tarefas que geram calor. Uma linha (12) de ar comprimido conecta o ambiente (10) a uma instalação (14) que pode ser uma plataforma de perfuração ou uma plataforma de produção de óleo. A linha pode fornecer ar comprimido do sistema de ar comprimido da própria instalação (14) para manter uma sobre-pressão interna no ambiente (10) a um dado nível em relação ao meio circundante.

Um elemento central na disposição de segurança é o sistema de interrupção de uma central de interrupção multicanal móvel mostrada como (30) . Um número de detectores é ali conectado. Um ou mais detectores (32) (apenas um é mostrado na figura) são colocados no interior do ambiente (10), e uma série de outros detectores (34), (36), (38) são conectados e colocados na área em torno do ambiente. Um detector, que não é mostrado, pode ser disposto em uma área onde o ar comprimido da plataforma penetra no ambiente. Os detectores (32-38) compreendem sensores para gases, e em particular hidrocarbonetos gasosos, e também para temperatura e aumentos de temperatura, e adicionalmente, para alterações de pressão tanto no interior quanto na área adjacente ao ambiente. Todos estes detectores são conectados à central de interrupção (30) por meio de linhas (40), (42), (44), (46), respectivamente. Um detector (tal

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7/12 como um detector de gás) (39) é também incorporado à linha (12) que conduz ar comprimido para o ambiente (10), para a entrada de ar. O detector (39) é conectado à central de interrupção (30) por meio da linha (41).

A central de interrupção (30) compreende a instrumentação necessária para receber sinais provenientes dos detectores (32-38), e (39), e também o equipamento para realizar a desconexão de eletricidade necessária. Em adição, contém uma unidade de computador que é conectada ao sistema de supervisão da instalação (14). A unidade de computador pode ser programada de tal forma que se pode estabelecer os parâmetros necessários para a supervisão do ambiente, tais como tipo de gás, temperaturas, pressão, etc. O sistema de supervisão da instalação (14) pode, de acordo com uma opção, se sobrepor à central de interrupção (30), e ordenar a interrupção de todo o fornecimento de eletricidade para o ambiente. Isto pode ocorrer também quando ocorrerem irregularidades (tais como vazamento de gás, fogo e semelhantes) na instalação (14) em si. Adicionalmente, a central de interrupção (30) é conectada ao fornecimento de eletricidade da instalação (14) por meio da linha (43).

A central de interrupção (30) é leve de tal forma que é fácil para umas poucas pessoas montarem todos os sensores nos locais adequados. No total, o sistema por inteiro de acordo com a invenção, é bastante móvel, e pode facilmente e rapidamente ser movido por uma instalação. A conexão completa do equipamento pode ser feita muito rapidamente.

A unidade de soldagem é mostrada esquematicamente como (50) e é conectada, por meio do cabo (52), de 18/04/2018, pág. 10/18

8/12 diretamente, no que diz respeito à eletricidade, ao fornecimento de eletricidade da instalação (14), por exemplo, com uma voltagem de 480 volts, e uma freqüência de 60 Hz. A linha (53) conecta a unidade de soldagem ao equipamento de soldagem, que está no interior do ambiente (10). Da mesma forma, unidades para o fornecimento de eletricidade para equipamento de moagem e outros tipos de equipamento podem ser dispostas no interior do ambiente. A unidade de soldagem (50) é também conectada, por meio da linha (54), à central de interrupção (30). Além disto, a central de interrupção (30) é conectada, por meio da linha (55), a uma estação de trabalho (57) que pode distribuir eletricidade, por exemplo, a partir da plataforma, e o equipamento de soldagem que requer uma voltagem de cerca de 450-500 volts (60 Hz) e outro equipamento tal como detectores que requerem eletricidade a uma voltagem mais baixa (230 volts).

Além disto, o sistema compreende um número de pontos de indicação luminosos, por exemplo com cor verde, tanto no interior quanto no exterior do ambiente, os quais podem

sinalizar que a instalação	(14) está	em	um assim chamado
estado OK,	que tudo está funcionando	como	pretendido.	Se
algo anormal acontece	na	instalação	(14)	, isto pode	ser
sinalizado	pelo fato	dos	pontos de	indicação luminosos
mudarem de	cor para,	por	exemplo,	uma	luz vermelha	ou
amarela que	piscam.
É também instalado	no interior	do ambiente	um

manômetro (70), que, por meio da linha (72), é conectado à central de interrupção (30). O manômetro (70) mede a pressão no interior do ambiente (10), e o sistema de de 18/04/2018, pág. 11/18

9/12 supervisão da central de interrupção (30) é ajustado de tal forma que quando o manômetro indicar que a pressão no interior do ambiente (10) cai abaixo de um dado valor, por exemplo, quando a pressão cai para um valor igual ou menor que uma coluna de água de 5 mm, então o fornecimento de eletricidade para o equipamento de soldagem e outras unidades no interior do ambiente é interrompido. Conseqüentemente, o manômetro é utilizado da mesma forma que os detectores de gás, isto é, no fato do fornecimento de eletricidade ser interrompido quando a pressão cai abaixo de um dado valor, ou quando se tem uma queda rápida de pressão no interior do ambiente que exceda a um dado valor por unidade de tempo.

Com o auxílio deste sistema, o novo sistema de controle na forma de uma central de interrupção (30) com detectores, pode controlar e regular automaticamente o processo no interior do ambiente.

Pode ser visto na figura 1 que a central de interrupção (30) é conectada eletricamente apenas à instalação. O sistema em si cuida da segurança em torno do ambiente. Se algo de irregular acontece em torno do ambiente, a eletricidade para as unidades em operação é interrompida. Esta forma de segurança será mais do que suficiente. Os valores limite com os quais os diferentes detectores são ajustados serão normalmente abaixo dos valores limite que são utilizados em tais instalações. Desta forma, o sistema de ambiente de acordo com a invenção apresenta uma segurança interna que é suficiente para o propósito.

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A central de interrupção (30) recebe seu fornecimento de eletricidade da instalação. Além disto, a conexão é estabelecida de tal forma que se uma situação irregular ocorrer na instalação, então esta interrompe a eletricidade para o sistema detector em si.

O sistema de acordo com a invenção pode ser entregue com um ou dois (ou mais) conexões de eletricidade para a instalação, dependendo da quantia de eletricidade que o equipamento no interior do ambiente requer. Uma situação com 2 de tais conexões é mostrada nas figuras, uma conexão através do cabo (43) para 230 volts para o equipamento que demanda menos eletricidade no interior da central de interrupção (30), e uma conexão de 480 volts, mostrada pela referência numérica (52), para o equipamento maior, tal como um equipamento de soldagem e semelhantes, que são utilizados no interior do ambiente.

Na realização mostrada na figura 2, o ar comprimido é produzido em uma planta de ar comprimido (62) separada conectada ao ambiente. No entanto o fornecimento de corrente elétrica para a planta de ar comprimido é provido pela planta de eletricidade da plataforma. Isto ocorre por meio da linha (60) que leva eletricidade com a voltagem mais alta (por exemplo 480 volts) para a operação do equipamento de soldagem no interior do ambiente, e também uma linha separada para eletricidade com voltagem mais baixa de 230 volts. O ambiente compreende sua própria unidade de ventoinha (62), localizada em uma zona segura, e que conduz ar com sobre-pressão para o ambiente (10) por meio da linha (12) . Um detector (39) na entrada de ar da ventoinha, por meio da linha (41), é também conectado à de 18/04/2018, pág. 13/18

11/12 central de interrupção (30), e pode detectar gás indesejável e semelhantes na entrada de ar, e a central de interrupção (30) pode, em tal caso, reagir interrompendo todo o fornecimento de eletricidade para o ambiente.

Os cabos elétricos que conectam os elementos individuais do sistema são mostrados nas figuras. Entretanto, é óbvio que isto implica também em uma conexão entre os sistemas de alerta.

O operador pode ele mesmo intervir e desligar manualmente o novo sistema de acordo com a invenção. No entanto, em uma grande escala com a nova invenção, a incerteza no que diz respeito ao fator humano, na maneira que tais ambientes foram operados previamente, foi eliminada.

Normalmente, não há necessidade da instalação ser capaz de controlar a operação do sistema ambiente-detector ajustado e dos equipamentos associados. Em outras palavras, é suficiente com uma conexão elétrica, e a instalação pode interromper a eletricidade em situações anormais.

Além disto, uma conexão completa requer esforço de montagem mais abrangente quando o ambiente for instalado. O objetivo da invenção é o de que o ambiente seja facilmente montado em um curto espaço de tempo e se torne rapidamente operacional.

Todavia, a possibilidade de conectar entre si os sistemas é preciso ser mencionado de tal forma que o sistema de controle próprio da instalação possa monitorar todas as funções do ambiente, e então interromper o de 18/04/2018, pág. 14/18

12/12 fornecimento de eletricidade quando algo de anormal ocorrer no ambiente em si.

Isto significa, por exemplo, que o fornecimento de eletricidade para o equipamento de soldagem, equipamento de moagem, equipamento de jateamento e semelhantes no interior do ambiente, e também sinais de diferentes detectores, podem ser monitorados e controlados a partir da central de controle da instalação. A conexão pode, por exemplo, ser tal que quando ocorrem falhas na instalação isto resulta em medidas de segurança especiais sendo iniciadas, então o sistema também desconecta todo o fornecimento de eletricidade para os instrumentos e equipamentos que estão em operação no interior do ambiente, possivelmente por meio da central de interrupção.

A invenção é útil em instalações petroleiras em alto mar e em terra, em refinarias, na indústria química e em outras plantas onde soluções de ambiente são necessárias quando tarefas em que há geração de calor devem ser realizadas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de segurança para operar em conexão com um ambiente (10), onde um objeto que realiza um trabalho que resulta em geração de calor, tal como chamas, faíscas e semelhantes, é isolado do meio circundante, e onde uma sobre-pressão de ar é produzida no interior para evitar a entrada de gases inflamáveis, o sistema de segurança compreendendo um sistema para o fornecimento de energia e sobre-pressão de ar para o equipamento no interior do ambiente (10), e também um sistema de alarme que pode advertir quanto a irregularidades e semelhantes, sistema de segurança esse compreendendo uma central de desligamento (30), caracterizado pelo fato de que a central de desligamento (30) esta conectada a:

um número de detectores (32-38) localizados no ou adjacência ao ambiente (10), e que podem registrar parâmetros tais como gases, temperaturas, alterações de temperatura bem como condições de pressão na adjacência de ao e/ou no interior do ambiente, e um detector de gás (39) disposto no sistema de sobrepressão de ar que fornece ar sob pressão para o ambiente (10), sendo que a central de desligamento (30) interrompe o fornecimento de energia ao ambiente (10) quando ocorrem irregularidades detectadas por um ou mais dos detectores (32-38) no ambiente (10) ou na adjacência do mesmo, sendo que a central de desligamento (30) interrompe o fornecimento de energia e a sobre-pressão de ar ao ambiente de 18/04/2018, pág. 16/18
2/2 (10) quando ocorrem irregularidades detectadas pelo detector de gás (39) no sistema de sobre-pressão de ar.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da central de desligamento (30) ser

5 eletricamente conectada à instalação.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do sistema de fornecimento de sobre-pressão de ar ser eletricamente conectado à instalação.

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4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de um instrumento medidor de pressão tal como um manômetro no interior do ambiente (10) ser conectado à central de desligamento (30) a qual pode então advertir e/ou

15 interromper o fornecimento de eletricidade quando a pressão no ambiente cair abaixo de uma certa pressão estabelecida, ou quando se tiver uma queda súbita na pressão no interior do ambiente que exceda um dado valor por unidade de tempo.
5. Sistema de acordo com qualquer uma das

20 reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do sistema de fornecimento de sobre-pressão de ar ao ambiente (10) ser conectado via uma linha (12) a uma planta de ar comprimido (62) da instalação.

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