Е.М. Новарито, руководитель по сопровождению проектов ООО «Приводы и техника». Выбор и применение электроприводов для контуров управления с назначенным уровнем полноты безопасности для систем ПАЗ на опасных производственных объектах

В четвертом номере журнала «Вестник арматуростроителя» Елена Новарито, руководитель по сопровождению проектов ООО «Приводы и техника», представила статью «Выбор и применение электроприводов для контуров управления с назначенным уровнем полноты безопасности для систем ПАЗ на опасных производственных объектах».

Требования к безопасному ведению технологических процессов на опасных производственных объектах – неотъемлемая часть технической политики предприятий по минимизации и/или исключению возникновения опасных техногенных инцидентов и аварий, которые могут привести к повреждению или разрушению технологического оборудования, нанесению вреда окружающей среде и населению. Как говорится, все правила по безопасности «написаны кровью»: новые, более жесткие требования к безопасности производств появлялись после анализа причин и выводов комиссий по ликвидации крупных техногенных катастроф с человеческими жертвами. В конце 1990-х годов стали внедряться сначала национальные, а потом и международные нормы в области функциональной безопасности. Целью внедрения этих нормативных документов являлось устранение опасностей при авариях с выбросом вредных веществ, защита людей, окружающей среды и материальных ценностей. С 1998 года действует международный стандарт МЭК 61508 (IEC 61508) «Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью». В России действует комплекс национальных стандартов ГОСТ Р МЭК 61508-1..7-2012, гармонизированных с международными стандартам, дата введения 2013-08-01.

Касательно отечественных технологий в области нефтегазопереработки, химии и нефтехимии, то в СССР и затем в РФ были разработаны многие виды технологий первичной и вторичной переработки нефти и газа, некоторые виды катализаторов и т. д. Для таких производств вводились специальные нормативные документы, включающие требования по безопасности как собственно технологий производства, так и требования по оснащению техническими средствами контроля и управления, АСУ ТП (РСУ – распределенная система управления) и системами ПАЗ (система противоаварийной защиты). Системам ПАЗ всегда уделялось особое внимание. Надо отметить, что, несмотря на разработку и внедрение новых технологий в области нефтепереработки, глубина переработки оставалась довольно низкой. Потребовались более эффективные технологии, катализаторы и оборудование. На начальных этапах закупок новых технологий, которые не разрабатывались в России ввиду наукоемкости и огромных затрат на разработку, строительство опытных установок, производство новых катализаторов и т. д., они закупались у лицензиаров под ключ. Если принципиально можно было купить требуемые технологии, то они закупались у иностранных инжиниринговых компаний комплектно с оборудованием, предписанным лицензиями продавца (разработчика технологии). Во времена СССР, как и сейчас, действовали санкции на продажу и поставки в СССР/РФ многих технологий и оборудования. Лицензиар (разработчик технологии, держатель лицензии) не только продавал технологию, закупал и поставлял оборудование, строил, но и нес гарантийные обязательства в сроки, предписанные контрактами. В конце 1990-х – начале 2000-х появилась возможность «расширенных», хотя и сильно ограниченных, закупок западных технологий в области нефте- и газопереработки, производства химической продукции и др. В РФ начали проектироваться и строиться комплексы глубокой переработки нефти по западным технологиям. Именно тогда в составе проектной документации, поставляемой западными лицензиарами, стали появляться требования по функциональной безопасности применительно к оборудованию КИП (датчикам и др.) и исполнительным механизмам/устройствам систем ESD/ ПАЗ. Для критически важных контуров этих систем, выявленных при проведении анализа рисков и оценки степени опасности и ущерба, назначались определенные уровни полноты безопасности SIL 1...4 (SIL – Safety Integrity Level).

Соблюдать требования по функциональной безопасности следует проектировщикам, операторам технологических установок и производителям соответствующего оборудования.

Кроме того, в РФ в настоящее время обязательны к исполнению требования «Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», действующие до 1 января 2027 года. В разделе «Системы противоаварийной защиты», п. 233, данных норм и правил указаны требования к принципам построения и методам создания систем ПАЗ с учетом уровня полноты безопасности (УПБ), определяемых на этапе формирования требований при проектировании АСУ ТП на основании анализа опасности и работоспособности контура безопасности с учетом риска, возникающего при его отказе.

Не будем здесь затрагивать процесс анализа рисков и определения на его основании уровней полноты безопасности для контуров управления. Тем более что в РФ уже есть сертифицированные программы по расчетам надежности и безопасности, которые применяются как проектировщиками, так и компаниями, эксплуатирующими опасные производственные объекты критической инфраструктуры. Хотелось бы отметить, что в своей работе мы встречаемся с различными подходами при назначении уровней полноты безопасности в проектах: какие-то заказчики/ проектировщики скрупулезно рассматривают каждый контур при анализе рисков и назначают различные уровни (SIL1..SIL3) в зависимости от того, насколько критичным может быть ущерб; другие, дабы не тратить много времени и усилий, назначают сразу для всех контуров системы ПАЗ единый уровень – обычно можно увидеть SIL2.

Остановимся на близкой нам теме электрических исполнительных устройств/механизмов, которые могут применяться в контурах с назначенными уровнями полноты безопасности.

Компания «Приводы и техника», являющаяся преемницей опыта работы ООО «ПРИВОДЫ АУМА» и ее продолжением (все сотрудники компании «Приводы и техника» ранее работали в компании «ПРИВОДЫ АУМА»), поставляет как электроприводы AUMA в исполнении SIL, так и электроприводы YEPEF в исполнении SIL.

Если электроприводы AUMA- SIL поставлялись, поставляются и успешно работают в России уже много лет, то электроприводы YEPEF еще «новички», несмотря на то, что в Китае завод по производству этих электроприводов ведет свою историю с 1969 года, является ключевым производителем высокотехнологичного оборудования для различных отраслей промышленности и широко известен: Янчжоуский завод-производитель электротехнического оборудования (YEPEF), дочернее предприятие государственной Китайской энергетической инжиниринговой корпорации CEEC. Вы можете спросить любого производителя приводов в Китае о том, знает ли он этот завод, ответ будет: «Конечно, это номер 1 в Китае».

Кроме электроприводов различного назначения и комплектации, YEPEF производит и электроприводы специального назначения YEPEF-SIL, которые имеют как международный сертификат соответствия требованиям по SIL, так и российский сертификат на соответствие требованиям по УПБ.

Отдельно отметим, что, несмотря на основное требование о независимости устройств (в том числе и «полевых»), входящих в состав систем ПАЗ и РСУ, одно и то же исполнительное устройство может управляться как из РСУ, так и из ПАЗ, при условии выполнения ряда требований, приведенных в п. 235 вышеуказанных «Федеральных норм и правил…»: исполнительное устройство должно быть оснащено двумя дополнительными блоками, воздействующими на исполнительный механизм, один из которых связан с системой ПАЗ, а второй – с подсистемой АСУ ТП. При этом приоритет сигналов управления – от ПАЗ.

Как и приводы AUMA, электроприводы YEPEF могут применяться в контурах полноты безопасности УПБ1 (SIL1), УПБ2 (SIL2) и УПБ3 (SIL3) (при условии архитектуры 1 из 2).

Сертификат соответствия УПБ для YEPEF – см. рис. 1.

Как и каждый привод AUMA-SIL, каждый электропривод YEPEF-УПБ(SIL) проходит испытания на специализированных сертифицированных стендах на заводе-производителе для проверки и подтверждения характеристик по надежности и безопасности.

Остановимся на вариантах схем подключения электроприводов YEPEF в исполнении УПБ2 (SIL2) как наиболее часто встречающихся в запросах для проектов.

Примечание: электроприводы без дополнительных механических или электрических/энергетических модулей безопасности для контуров с назначенным уровнем полноты безопасности УПБ3 (SIL3) могут применяться только при условии архитектуры 1 из 2, т. е. при условии дублирования.

Вариант схемы подключения для исполнения безопасной функции «Безопасный СТОП» возможно применять в контурах УПБ 2 (SIL2) (рис. 2).
Вариант схемы подключения для исполнения безопасных функций «Безопасно Закрыть/Открыть» возможно применять в контурах УПБ 2 (SIL2) (рис. 3).

Вариант схемы подключения для исполнения безопасных функций «Безопасно Закрыть/Открыть» + «Безопасный СТОП» возможно применять в контурах УПБ 2 (SIL2) (рис. 4).

Для исполнения безопасных функций «Безопасно Открыть» или «Безопасно Закрыть» у привода предусмотрен сигнал наивысшего приоритета «АВАРИЙНЫЙ» (контакты 38–39). Назначение сигнала «АВАРИЙНЫЙ Открыть» или «АВАРИЙНЫЙ Закрыть» может быть настроено пользователем по месту. Исполнение безопасных функций «Безопасно Открыть» или «Безопасно Закрыть» имеет приоритет перед функцией «Безопасный СТОП».

Здесь вашему вниманию представлены только три варианта из возможных схем подключения. Мы готовы предоставить и другие варианты под конкретные требования проектов, совместимые с конструкцией и назначением электроприводов YEPEF и AUMA.

Особенностью применения многооборотных приводов является то, что в комбинации с различными редукторами – многооборотными, неполнооборотными, прямоходными модулями – ими может оснащаться любая трубопроводная арматура: задвижки, затворы, шаровые краны, клапаны и т. д. Электроприводы YEPEF применяются как для запорной, так и для регулирующей арматуры, характеризуются широким диапазоном крутящих моментов (от 20 Нм до 4000 Нм без дополнительных редукторов) и возможностью обеспечить требуемое время перекрытия арматуры – диапазон значений скоростей от 20 об/мин до 160 об/мин.

Ознакомиться с оборудованием YEPEF и опробовать его вы можете на нашей промышленной площадке, расположенной в Химках.

В заключение хотелось бы обратить внимание потенциальных потребителей на то, что, как и в случае с продукцией AUMA, наша команда, продвигая продукцию YEPEF, предлагает потребителям не только современный и технологичный электропривод, но также и компетенции завода-изготовителя, являющего лидером рынка электроприводов в КНР и одним из законодателей в области разработки такой продукции. Завод-изготовитель YEPEF является разработчиком национальных и участником разработки международных стандартов в области применения электроприводов. Мы искренне надеемся на то, что комбинация данных компетенций и опыта работы нашей команды на рынке РФ даст нужный синергетический эффект и обеспечит нашего потребителя лучшими решениями в области управления трубопроводной арматурой в системах ПАЗ опасных производственных объектов.