در مفهوم Layer of Protection Analysis (LOPA) در ایمنی فرایند، چندین لایه حفاظتی برای جلوگیری از بروز حادثه یا کاهش پیامدهای آن وجود دارد
1- فرایند
Process
پایینترین لایه مربوط به خود فرایند صنعتی و تجهیزات اصلی آن مانند راکتورها، مخازن، خطوط لوله و پمپها است. طراحی صحیح فرایند و انتخاب شرایط عملیاتی مناسب اولین قدم در جلوگیری از حوادث است.
مثال: در طراحی یک مخزن ذخیره گاز مایع، فشار طراحی مخزن بالاتر از فشار عملیاتی انتخاب میشود تا در شرایط نوسان فشار از پارگی مخزن جلوگیری شود
2- سیستم کنترل پایه فرایندی
Basic Process Control System (BPCS)
سیستم کنترل فرایند وظیفه تنظیم متغیرهایی مانند فشار، دما، سطح و دبی را بر عهده دارد تا فرایند در محدوده ایمن کار کند.
مثال: یک کنترلکننده فشار در خط گاز باعث میشود که با افزایش فشار، شیر کنترل باز شده و فشار سیستم کاهش یابد
4- سیستم ابزار دقیق ایمنی
Safety Instrumented System (SIS)
این سیستم به صورت خودکار و مستقل از سیستم کنترل اصلی عمل میکند و در صورت وقوع شرایط خطرناک، فرایند را به حالت ایمن میبرد.
مثال: در صورت افزایش شدید فشار در یک راکتور، سیستم قطع اضطراری (ESD) به طور خودکار خوراک را قطع میکند.
3- آلارمها و مداخله اپراتور
Alarms and Operator Intervention
در این لایه، سیستمهای هشدار دهنده در صورت خروج پارامترها از محدوده مجاز فعال میشوند و اپراتور میتواند با اقدام مناسب از ادامه حادثه جلوگیری کند.
مثال: اگر دمای یک راکتور افزایش یابد، آلارم دمای بالا فعال میشود و اپراتور جریان خوراک را کاهش میدهد.
5- تجهیزات حفاظتی فیزیکی (مانند شیر اطمینان)
Physical Protection (Relief Devices)
این تجهیزات برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار یا شرایط خطرناک طراحی شدهاند.
مثال: شیر اطمینان (PSV) در صورت افزایش فشار مخزن، بخشی از گاز را تخلیه میکند تا از انفجار جلوگیری شود.
6- حفاظت فیزیکی (دیوار حائل و حوضچههای نگهدارنده)
Physical Protection (Dikes / Containment)
این سیستمها برای جلوگیری از گسترش مواد خطرناک در صورت نشت طراحی شدهاند.
مثال: در اطراف مخازن ذخیره نفت دیوار حائل (Dike Wall) ساخته میشود تا در صورت نشت، مایع در همان محدوده جمع شود.
7- واکنش اضطراری در سطح کارخانه
Plant Emergency Response
این لایه شامل سیستمهای مقابله با حادثه مانند اطفای حریق، تخلیه اضطراری و تیمهای واکنش سریع در داخل مجتمع صنعتی است.
مثال: در صورت وقوع آتشسوزی در واحد پتروشیمی، سیستم اسپرینکلر و فوم آتشنشانی فعال میشود.
8- واکنش اضطراری جامعه
Community Emergency Response
بیرونیترین لایه حفاظت مربوط به اقدامات ایمنی برای جامعه اطراف کارخانه است.
مثال: در صورت نشت گاز سمی، سیستم هشدار شهری و برنامه تخلیه ساکنان اطراف کارخانه اجرا میشود.
به طور معمول ایمنی فرآیند و سیستم های ایمنی متشکل از چندین لایه حفاظتی به قرار زیر می باشد.
- سیستم ارتباط در واکنش در برابر شرایط اضطراری برای خارج از واحد
سیستم واکنش در برابر شرایط اضطراری درون واحد (Active Fire Fighting) مانند سیستم های اعلان و اطفای حریق
سیستم های فیزیکی کاهش آلودگی مواد پخش شده مانند دیواره اطراف مخازن (Passive Fire Fighting)(DIKEWALL)
تجهیزات محافظ فیزیکی از قبیل سیستم های فشار شکن (PSV,RUPTURE DISK,BDV,Flare)
اقدامات خودکار سیستم قطع جریان اضطراری (ESD)
آلارم های اعلام وضعیت بحرانی، کنترل بوسیله اپراتور، تنظیمات دستی
سیستم کنترل
طراحی فرآیند (مانند (Design Pressure, Settle Out Pressure, Surge Pressure)
عوامل متداول جلوگیریکننده از حادثه عبارتند از:
- Design Pressure / Temperature
- استحکام ذاتی مکانیکی (Mechanical Integrity)
- يک سيستم کنترل اتوماتيک مانند شیرهای کنترل
- تریپ (trip) واحد و سیستم های توقف اضطراری ESD
- محافظت از انحراف (مانند شیرهای اطمینان فشارPSV)
- فعال شدن سیستم های تخلیه اضطراری BDV (BlowDown Valve)
- يک گاز پوششی (Blanket Gas) در مخازن ذخيره سازی مواد قابل احتراق
- هشداردهندهها Alarms برای خبر کردن اپراتور
