DK176905B1 - Indretning til sikkerhedssystemer til drift af væresteder i forbindelse med installationer - Google Patents

Description

DK 176905 B1 Nærværende opfindelse angår en indretning tii et sikkerhedssystem ved en installation i forbindelse med driften af et værested, hvori et objekt, hvori arbejde, som involverer varmeproduktion, såsom flammer, gnister og lignende, udføres og lignende, isoleres fra omgivelserne og hvor et luftovertryk tilvejebringes i værestedet for at forhindre 5 indstrømning af brændbare gasser og omfattende systemer til tilførsel af elektricitet til udstyr i værestedet samt luft til at etablere et overtryk, og et alarmsystem, som kan advare om uregelmæssigheder og lignende.

WG 01/39222 omtaler et system tii styring og effektuering af aflukningen for gas og 10 elektricitetsforsyning. Aflukningen kan effektueres ved fjernstyring, imidlertid er systemet ifølge dette skrift relateret til en fast installation i forbindelse med faste konstruktioner og ikke relateret til et mobilt system, som nærværende opfindelse relaterer sig til.

15 Et værested betyder det samme som et lukket kammer, et installationstelt, et hus eller lignende, hvor objektet kan være fuldstændigt isoleret fra omgivelserne. Som regel er sådanne væresteder konstrueret af flammehæmmende stof eller aluminium- eller blikplader, tilpasset til den specifikke anvendelsessituation. Værestedet kan have et stort antal forskellige former, i overensstemmelse med de specifikke formål med 20 anvendelsen.

I det følgende anvendes udtrykket værested alene for et sådant lukket rum/kammer.

Væresteder anvendes under betingelser, hvor det er forbudt at anvende åben ild eller 25 udføre arbejde, som fører til en fare for brand eller eksplosioner, såsom varm egenere- | ring, gnister og lignende fra svejsning, slibning, skæring og/eller sandblæsning. Ek- ; sempelvis er typiske opgaver, når metaldele eller rør skal svejses sammen.

Dette er især tilfældet i forbindelse med offshore oliepSatforme, hvor boring efter kul-30 brinter udføres og/eiier råolie produceres. Sådanne installationer har som regel deres eget adskiilelsessysiem. Hvis utilsigtet varmegenerering af en given størrelse opstår i det relevante område, kan en risiko for eksplosioner opstå på grund af antændelse af olie og/eller gas.

35 Følgelig er sikkerhedskravene ekstra stringente for alle sådanne opgaver på platforme. På trods af de stringente sikkerhedsforanstaltninger, er eksisterende væresteder 2 DK 176905 B1 stadig kun udstyrede med et basalt manometer til at registrere overtrykket. Yderisgere har det været op ti! operatørerne i værestedet at registrere dette selv og standse svej-seprocessen etc., således at farlige situationer, som kan føre til brand eller eksplosioner, ikke opstår. Til tider er et yderligere system, som er relateret til selve gasadvars-5 len, installeret, således at systemet vil afgive en advarsel, hvis gas kommer ind i området. Imidlertid er der ikke nogen kommunikation imellem disse systemer. Man er stadig tvunget ti! at være afhængig af manuel indgriben af operatøren for standsning af svejsningen, 10 Generelt er det en stor ulempe i forbindelse med de foreliggende systemer, at de ikke tager sikkerheden i betragtning på en tilfredsstillende måde, men stort set efterlader sikkerheden til den menneskelige faktor, dvs. til operatørerne, som arbejder i forbindelse med værestedet.

15 Det er følgelig hensigten med opfindelsen at tilvejebringe en ny løsning, som eliminerer de ovennævnte problemer.

Mere detaljeret er det hensigten med opfindelsen at tilvejebringe en løsning, som fjerner mere af risikoen i tilknytning tii varmeopgaver på offshore eller onshore pefro-20 kemiske installationer.

Det er således et yderligere formål at tilvejebringe en løsning, som vil medføre en mere forståelig sikkerhedsfilosofi end eksisterende løsninger.

25 indretningen i overensstemmelse med opfindelsen er kendetegnet ved de træk, som er angivet i den kendetegnende de! i det vedhæftede krav 1.

De foretrukne udførelsesformer for arrangementet i overensstemmelse med opfindelsen fremgår af de afhængige krav 2-9.

30

Ved opfindelsen, som den er defineret, opnås et væsentligt fremskridt med hensyn tii sikkerhed ved sådanne værestedssystemer, Såiedes tilvejebringes en automatisk løsning, som fjerner det menneskelige risikoelement.

35 Ved detektion af gas, at temperaturen er for høj, at temperaturstigningshastigheden er for høj, og at trykket er for lavt, afbrydes elektriciteten til antændelseskilden eller det 3 DK 176905 B1 varme eiler gnistdannende udstyr, som anvendes i værestedet, Elektriciteten tii disse antændelseskilder afbrydes også ved mistet overtryk.

Hvis man bruger luft fra et andet system end installationens eget trykluftsystem, vil 5 dette også være inkorporeret i nedlukningssystemet ifølge opfindelsen, hvilket vil resultere i at elektriciteten til antændelseskilden afbrydes, hvis overtrykket går tabt. Dette vi! også forekomme hvis brændbare gasser uventet trænger ind i overtryksluften. Detektoren vil i sådanne tilfælde signalere dette tii nedlukningscentraien, som derefter vi! afbryde luftforsyningen.

10 Før vi går over ti! at beskrivelse opfindelsen under henvisning til figurerne og illustrationerne, skal følgende definitioner fremføres:

Manometer: 15 Et trykmålende instrument, som transmitterer et signal til "nedlukningscentraien” når det registrerer et tryk, som er lavere end en given værdi (nødvendigt overtryk). Elektricitetsforsyningen til svejseudstyret og lignende bliver så samtidigt afbrudt.

Gasdetektor: 20 Detektor, som sender et signal til "nedlukningscentraien" ved detektion af unormale niveauer for gasser, især brændbare gasser.

Temperatursensor:

En sensor, som registrerer temperaturer. Et antal sensorer er placerede i og uden for 25 værestedet, Vigtige parametre, som betragtes for en mulig reaktion, er, når temperaturen er for høj eller når temperaturen stiger for hurtigt, dvs. en ændring pr, tidsenhed.

Blæser:

Leverer luft med et overtryk ti! værestedet. Afbrydes automatisk, når detektoren ved 30 indløbet registrerer unormale niveauer for gas i tiigangsluften. Værestedet kan forsynes med luft fra trykluftsystemet på selve platformen (se flg. 1).

Nediukninqscentral:

En mobil, elektrisk udstyrsvogn, som omfatter den nødvendige elektronik til at få 35 manometrene, temperatursensorerne og gasdetektorerne til at levere elektriske signaler til nedlukningsenheden, således at elektricitet fil udstyret {såsom antæn- 4 DK 176905 B1 deiseskilden) i værestedet afbrydes, bortset fra specialudstyr, såsom nødbelysning og det lys, som skal forblive tændt

Systernet i overensstemmelse med opfindelsen kan, som nævnt, fungere både med sit 5 eget interne blæsersystem til genereringen af overtryksluften, eller kan anvende installationens eget kompressorsystem.

Yderilgere træk ved nærværende opfindelse vil fremgå af den efterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: 10 Fig. 1 skematisk viser en første variant af opfindelsen og blandt andet viser hvorledes værestedet er forbundet med InstaSSationens/riggens egen elektricitetsforsyning og også forsynes med trykluft fra installationen.

Fig. 2 viser skematisk en anden variant ifølge opfindelsen, hvor værestedet forsynes 15 med elektricitet fra sin egen blæserenhed.

At opnå et tilstrækkeligt overtryk opnås hurtigt, når værestedet har en mindre udformning. Hvis værestedet har en given størrelse, kan værestedet, på kendt måde, omfatte en indgangssluse. Slusen omfatter udstyr ti! at styre atmosfæren i slusen, 20 såve! med hensyn til typen af gas og tryk.

I fig. 1 er værestedet vist med henvisning sta S let 10. Værestedet 10 danner som nævnt et lukket rum for at isolere udføreisen af varmegenererende opgaver. En ledning 12 for trykluft forbinder værestedet 10 med en installation 14, som kan være en boreplatform 25 eller en olieproduktionsplatform. Ledningen kan tilføre trykluft fra installationens 14 eget trykluftsystem for at opretholde et indvendigt overtryk i værestedet 10 på et givet niveau i forhold til omgivelserne.

Et centralt element i sikkerhedsarrangementet er nedlukningssystemet for en mobil 30 flerkanais nedlukningscentral, som er vist ved 30. Et antal detektorer er forbundet med denne. Én eller flere detektorer 32 (kun én er vist i figuren) er placerede indvendigt i værestedet 10 og en række andre detektorer 34, 36 og 38 er forbundet og placeret i området omkring værestedet. En detektor, som ikke er vist, kan være anbragt i området, hvor platformens trykluft kommer Ind i værestedet Detektorerne 32-38 omfatter 35 sensorer, som defekterer gasser, og især kulbrintegasser, og også temperatur og temperaturstigninger, og yderligere tryk og overtryksændringer både inde i og i om- DK 176905 B1 i 5 rådet i tiSstødning ti! værestedet. Aiie disse detektorer er forbundet med nediuknings-cenfraien 30 via ledninger 40, 42, 44 hhv. 46. En detektor (såsom en gasdetektor} 39 er også tilføjet til ledningen 12, som fører trykluft til værestedet 10, for at kontrollere iilgangsluften. Detektoren 39 er forbundet med nediukningscentralen 30 via ledningen 5 41.

Nediukningscentralen 30 omfatter den nødvendige instrumentering ti! at modtage signaler fra detektorerne 32-38 og 39 samt udstyret til at udføre den nødvendige afbrydelse af elektricitet. Yderligere indeholder den en computerenhed, som er for-10 bundet med overvågningsystemet på installationen 14. Computerenheden kan være programmeret således, at man kan indstille de nødvendige parametre for overvågnin-| gen af værestedet, såsom type af gas, temperaturer, tryk, etc. Overvågningssystemet i på installationen 14 kan, i overensstemmelse med én mulighed, have forret frem for nediukningscentralen 30 og beordre afbrydelse af al elektricitetsforsyning til være-15 stedet. Dette kan også forekomme når uregelmæssigheder (såsom gaslækager, brand og lignende) forekommer på selve installationen. Yderligere er nediukningscentralen 30 forbundet med installationens 14 elektricitetsforsyning via ledningen 41.

Nediukningscentralen 30 er en leivægtskonstruktion, således at det er let for nogle få 20 mennesker at montere alle sensorerne på de rigtige steder. Alt i alt er hele systemet i overensstemmelse med opfindelsen meget mobilt og kan let og hurtigt flyttes omkring på en installation. Den komplette opstilling og forbindelse af udstyret kan foretages meget hurtigt.

25 Svejseenheden er vist skematisk ved 50 og er via kablet 52 eksempelvis direkte forbundet for elektricitet med elektricitetsforsyningen på installationen 14, med en spænding på 480 volt og en frekvens på 60 Hz. Ledningen 53 forbinder svejseenheden med svejseudstyret, som er inde i værestedet 10. (Tilsvarende enheder for elektricitetsforsyning til slibeudstyr og andre typer udstyr kan være anbragt indvendigt i værestedet).

30 Svejseenheden 50 er via ledningen 54 også forbundet med nediukningscentralen 30. Yderligere er nediukningscentralen 30 via ledningen 55 forbundet med en arbejdsstation 57, som kan fordele elektricitet, eksempelvis fra platformen og svejseudstyret, som kræver en spænding på omkring 450-500 volt (60 Hz) og andet udstyr, såsom detektorer, som kræver elektricitet ved en lavere spænding (230 volt), 35 i 6 DK 176905 B1

Yderligere omfatter systemet et antal lysindikationspunkter, eksempelvis med grøn farve, såvel indvendigt som udvendigt for værestedet, som kan signalere at installationen 14 er i en såkaldt OK tilstand, at al ting fungerer som tilsigtet. Hvis noget unormalt forekommer på installationen 14, kan delte signaleres ved at lysindikations-5 punkterne skifter farve til eksempelvis rødt eller gult blinkende lys.

Yderligere installeret i værestedet er et manometer 70, som via ledningen 72 er forbundet med nediukningscentraien 30. Manometeret 70 måler trykket i værestedet 10 og overvågningssystemet i nedlukningscentralen 30 er indstillet således, at når 10 manometeret indikerer at trykket i værestedet 10 faider under en given værdi, eksempelvis når trykket falder tii en værdi, som er lig med eller lavere end 5 mm vandsøjle, så afbrydes elektricitetsforsyningen til svejseudstyret og andre enheder i værestedet.

I Følgelig anvendes manometeret på samme måde som gasdetektorerne, dvs. at elek tricitetsforsyningen afbrydes, når trykket faider under en given værdi, eller når der op-15 står et hurtigt trykfald i værestedet, som overskrider en given værdi pr. tidsenhed.

Ved hjælp af dette system kan det nye styresystem i form af nediukningscentraien 30 med detektorer, automatisk styre og regulere processen i værestedet, 20 Det kan ses i fig. 1, at nediukningscentraien 30 kun er elektrisk forbundet med installationen, Selve systemet vil håndtere sikkerheden omkring værestedet. Hvis noget uregelmæssigt forekommer omkring værestedet, afbrydes elektriciteten til de enheder, som er i drift, Sikkerhedsmæssigt vil dette være mere end tilstrækkeligt. Grænseværdier, som de forskellige detektorer er indstillede til, vil normalt være lavere end de 25 grænseværdier, som anvendes på en sådan installation, Følgelig har værestedssystemet i overensstemmelse med opfindelsen en indbygget sikkerhed, som er tilstrækkelig ti! formålet.

Nediukningscentraien 30 modtager sin elektricitetsforsyning fra installationen. Yder-30 ligere er forbindelsen udformet således, at hvis en uregelmæssig situation opstår på installationen, så vil den afbryde elektriciteten til selve detekiorsystemet.

Systemet i overensstemmelse med opfindelsen kan leveres med én eller to (eller flere) elektricitetsforbindelser til installationen, afhængigt af hvor meget elektricitet udstyret i 35 værestedet kræver. En situation med to sådanne forbindelser er vist i figurerne, en forbindelse via kablet 43 for 230 volt til det mindre elektricitetskrævende udstyr i ϊ DK 176905 B1 7 nediukningscentraien 30 og en 480 volt forbindelse, vist med henvisningsiallet 52, for det større udstyr, såsom svejseudstyr og Signende, som anvendes i værestedet, ! den udføreIsesfcrm, som er vist i fig. 2, produceres trykluft i et separat trykiuftaniæg 5 62 i forbindelse med værestedet. Men strømforsyningen ti! trykiuftaniægget tilvejebringes af eiektricitetsaniægget på platformen. Denne finder sted via ledningen 60, som fører elektricitet ved den højere spænding {eksempelvis 480 volt} ti! drift af svejseudstyret i værestedet og også en separat ledning for elektricitet ved den lavere spænding på 230 volt. Værestedet omfatter sin egen blæserenhed 62, som er placeret 10 i en sikker zone, og som fører overtryksluften til værestedet 10 via ledningen 12. En detektor 39 i luftindtaget til blæseren er via ledningen 41 også forbundet med nedlukningscentralen 30 og kan detektere uønsket gas og lignende ved luftindtaget og nediukningscentraien 30 kan, i en sådan situation, reagere ved at afbryde al elektricitetsforsyning fil værestedet.

15

De elektriske kabler, som indbyrdes forbinder de individuelle elementer i systemet, er vist på figurerne imidlertid er det klart, at dette også indikerer en forbindelse imellem advarselssystemerne.

20 Operatøren kan selv træde ind og manuelt tilsidesætte det nye system i overensstemmelse med opfindelsen, imidlertid er der i høj grad med opfindelsen sket en fjernelse af den usikkerhed, som ligger i den menneskelige faktor i forbindelse med den måde, hvorpå sådanne væresteder har været drevet tidligere.

25 Normalt er der ikke noget behov for at installationen er i stand til at styre funktionen af det tilknyttede værestedsdetektorsystem og det tilknyttede udstyr. Med andre ord er det tilstrækkeligt med én elekiricitelsforbindelse, og at installationen kan afbryde elektriciteten i unormale situationer, 30 Yderligere vii en fuldstændig forbindelse kræve en mere forstående installations-indsats, når værestedet skal installeres, Hensigten med opfindelsen er at værestedsenheden let skal kunne installeres i løbet af kor! tid og hurtigt være operationel.

Ikke desto mindre skal muligheden for at forbinde systemerne sammen nævnes, så-35 Sedes at instailationens eget styresystem kan overvåge alle værestedsfunktioneme og derefter afbryde elektricitetsforsyningen, når noget unormalt opstår i selve værestedet.

k DK 176905 B1 8

Dette betyder eksempelvis at elektricitetsforsyningen tii svejseudstyret, slibeudstyret, sandblæsningsudstyret og lignende i værestedet, og også signaler fra de forskellige detektorer, kan overvåges og styres fra installationens kontroieenter. Forbindelsen kan 5 eksempelvis være således, at når feji forekommer i installationen, som resulterer i at særlige sikkerhedsforanstaltninger initieres, så afbryder systemet også a! elektrisk forsyning tii instrumenterne og udstyret, som fungerer i værestedet, eventuelt via nedlukningscentralen.

10 Opfindelsen vil finde anvendelse inden for offshore og onshore olieinstallationer, på raffinaderier, i den kemiske industri og i forbindelse med andre anlæg, hvor det er nødvendigt med værestedsiøsninger, når varmegenererende opgaver ska! udføres.

15 20 25 30 35

Claims (4)

1. 2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nediukningsæntralen (30) omfatter udstyr til at udføre den nødvendige afbrydelse af forsyningen af elektricitet og luft til 20 det varmegenererende udstyr. 3. indretning i overensstemmelse med krav 1-2, kendetegnet ved, at nediuk-ningscentralen (30) er forbundet med installationens eget sikkerhedssystem og derved også indrettet til at have forret frem for nediukningscentralens (30) styring af være- 25 stedet. 4. indretning I overensstemmelse med ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at nediukningscentralen (30) er elektrisk forbundet med installationen. 5. indretning i overensstemmelse med ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at en detektor i eller i tilstødning til trykiuftindløbet tii værestedet er forbundet med nediukningscentralen (30), for at styre iuftforsyningen, idet trykluften til veje-bringes ved en i sig selv kendt fremgangsmåde af en blæser eller en kompressor eller lignende 35 10 » DK 176905 B1
2. 6, Indretning i overensstemmelse med krav 5, kendetegnet ved, at installationens {10} trykluftsystem leverer overtryksiuft ti! værestedet (10) og trykluftindløbet til værestedet omfatter en detektor indrettet tit at fungere i overensstemmelse med krav 2. 7. indretning i overensstemmelse med krav 5-8, kendetegnet ved, at overtryks-systemet for værestedet (10} er forbundet (20) med installationens trykiuftanlæg.
3. 8. Indretning i overensstemmelse med ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at et trykmåleinstrument i værestedet er forbundet med nedlukningscentralen 10 (30), som så kan reagere/advare, når trykket i værestedet falder under et vist givet tryk, eller når man får et pludseligt trykfald, som overskrider en given værdi pr. tidsenhed, i værestedet.
4. 9, Indretning i overensstemmelse med ethvert af de foregående krav, kendetegnet 15 ved, at sikkerhedssystemet for værestedet og installationen er indbyrdes forbundet, således at installationens eget styresystem kan overvåge alle værestedets funktioner, eksempelvis via nedlukningscentralen {30), og er indrettet tii at afbryde elektricitetsforsyningen, når noget unormalt opstår i værestedet, 20 25