Sécurité et conception

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1 GCH CAO en génie chimique Sécurité et conception Comment assurer la sécurité par le contrôle des procédés Carl Duchesne Automne 2004

2 Introduction Les systèmes de contrôle contribuent à la sécurité des opérations et du personnel s ils sont conçus et entretenus de façon appropriée! La sécurité doit tenir compte des pannes d équipements et des erreurs humaines. Les pannes simultanées sont difficiles à corriger - quelle est la source originale? Maintenir la production si possible (prévoir des équipements de rechange).

3 Niveaux de contrôle SYSTÈME DE DÉTENTE Détournement des lignes de procédé vers un endroit sécuritaire SAFETY INTERLOCK SYSTEM Arrêt complet de l opération d une partie du procédé SYSTÈME D ALARMES Attirer l attention du personnel vers une situation anormale SYSTÈME DE CONTRÔLE Contrôle en boucle fermée pour maintenir le procédé dans une zone d opération acceptable PROCÉDÉ

4 1. Système de contrôle Contrôleurs de type PID et leurs extensions Toujours contrôler les variables instables (ex.: niveau) et celles qui ont un effet rapide sur la sécurité (ex.: température, pression) Contrôler les variables qui ont un effet sur la sécurité à moyen et long terme (corrosion, érosion, encrassement, etc.) Concevoir le procédé de façon à ce qu il réponde sécuritairement aux pannes d actionneurs (valves, etc.)

5 2. Alarmes Indication sonore et visuelle d un problème: le personnel doit analyser le problème, diagnostiquer la cause et prendre action! Rapports d alarmes (historiques) enregistrés par ordinateurs Minimiser le nombre d alarmes Trop de fausses alarmes: opérateurs ne les regardent plus! Une usine avait 17 alarmes/h les opérateurs agissaient sur 8% Les alarmes ont généralement 3 niveaux de priorité: Élevé: danger immédiat pour le personnel et/ou les équipements - action nécessaire Moyen: pertes de produits et de $ - suivre attentivement Faible: à corriger lorsque le temps le permettra aucune action Doivent détecter les problèmes avec les instruments mais sont basés sur ceux-ci!

6 3. Safety Interlock System (SIS) «EMERGENCY SHUTDOWN» Action extrême est nécessaire et s effectue automatiquement Arrêt de l opération d une partie ou du procédé complet Doivent détecter les problèmes avec les instruments mais sont basés sur ceux-ci! Lorsque cette action est déclanchée, le contenu du procédé doit être détourné sécuritairement des alternatives doivent être planifiées lors de la conception du procédé!

7 4. Systèmes de détente Doivent être complètement autonomes, aucune source d énergie externe Action extrême et automatique Le contenu du procédé est détourné sécuritairement (à prévoir) La capacité du système doit être sélectionnée pour la pire situation. Deux classes: auto-refermables ou non Valves de sécurité à ressort se ferment lorsque P diminue Valves à diaphragme doivent être remplacées! Éviter les explosions Sélection complexe obtenir les services d experts

8 Quelques conseils 1. Ne jamais contourner le SIS (mettre hors de fonction) 2. Ne jamais bloquer physiquement une vanne de contrôle 3. Ne jamais ouvrir le court-circuit autour des vannes de contrôle et d arrêt 4. Ne jamais désactiver la prise de connaissance des alarmes 5. Éviter d utiliser le même capteur pour le contrôle, les alarmes et le SIS 6. Éviter de combiner les alarmes à priorité élevée et faible en une même alarme 7. Être critique dans la sélection des alarmes (minimiser leur nombre) 8. Utiliser des équipements indépendants pour chaque niveau (même les ordinateurs) 9. Sélectionner les variables à manipuler en cas d urgent ayant un impact rapide sur le procédé 10. Utiliser des pièces d équipement redondantes pour les fonction critiques

9 Conception en cas de panne Toujours mieux de concevoir un procédé qui réagira sécuritairement en cas de panne Ouverture des vannes pneumatiques lorsque P=0? Éteindre les flammes (couper les débits d air et de carburant) Minimiser les quantités de fluides/solides dangereux Solutions diluées préférables l emballement des réacteurs fera évaporer les solvants Voies chimiques alternatives: Remplacer les composés dangereux Réactions catalytiques endothermique éviter l emballement

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11 Conception d un flash