المجلة الدولية للعلوم والتقنية

International Science and Technology Journal

ISSN: 2519-9838 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

مجلة علمية محكّمة تهتم بنشر البحوث والدراسات في مجال العلوم التطبيقية، تصدر دورياً تحت إشراف نخبة من الأساتذة

IMPROVING OVERFILLING PREVENTION SYSTEM OF CRUDE OIL STORAGE TANKS

الملخص
المنشآت الصناعية ذات الدرجة العالية من الخطورة مثل مصافي تكرير النفط، مجمعات البتروكيماويات ومواني تصدير النفط، تستخدم خزانات ذات أحجام كبيرة لتخزين النفط الخام ومشتقاته وقد ينتج عن تشغيل هذه المنشئات حوادث خطيرة مثل الحرائق والانفجارات وتسرب الغازات السامة ونتيجة الامتلاء الزائد عن الحد المسموح به للخزانات فقد حصلت عدة حوادث في العالم. المعهد الأمريكي للمعايير والمواصفات القياسية 2350 يوصي بضرورة تزويد الخزانات التي تحتوي على مواد قابله للاحتراق بأنظمة أوتوماتيكية (آلية) لمنع الامتلاء الزائد عن الحد المسموح به للخزانات وهو ما يعرف بنظام السلامة الآلي. وأنظمة السلامة الآلية يجب أن تكون لها درجة اعتمادية عالية ومستقلة عن أنظمة التشغيل والمراقبة والتحكم الآلي للخزانات. وللحصول على اعتمادية عالية لنظام الحماية الآلي ليقوم بوظيفته كاملة فيجب أن يكون مستوى أداء السلامة لكل وظيفة من وظائف نظام الحماية مطابقة للمعايير المصمم من اجلها. هذا المقال يقدم ملخص على أنظمة السلامة الآلية وأنظمة التحكم الآلي ومستويات أداء أنظمة السلامة الآلية؛ وأيضا يقدم طرق تحسين مستويات أداء أنظمة السلامة الآلية لخزانات النفط، وذلك عن طريق دراسة خزانات ميناء نفطي. لقد تبين من هذه الدراسة أن أداء أنظمة السلامة الآلية والتي تتكون من حساس ونظام معالجة وصمام طوارئ قد ينجح في أداء وظيفته لمنع الامتلاء الزائد للخزان ولكن أي عطل في هذا الحساس أو نظام المعالجة أو صمام الطوارئ فإن هذا النظام لن يعمل بسبب عدم وجود نظام بديل له يمكن أن يقوم بنفس الوظيفة. لقد تمت دراسة أربع تصاميم لنظام الحماية الآلي للخزانات وأثبتت هذه الدراسة أن نظام السلامة الآلي الذي يتكون من حساسين ونظامي معالجة وصمامي طوارئ للقيام بوظيفة حماية الخزانات من الامتلاء الزائد عن الحد المسموح به هو النظام الأمثل. الكلمات الدالة: خزانات النفط، أنظمة منع امتلاء الخزان، أنظمة السلامة الآلية، أنظمة المراقبة والتحكم وتشغيل الخزانات.
Abstract
Major hazard installations (MHIs) such as refineries, petrochemical plants and terminals use large capacity storage tanks for storing crude oil and by-products. The major hazards that result from the operation of MHIs are fire, explosion and toxic release. Due to overfilling of the storage tanks, there have been several incidents occurred globally. API 2350 recommends that tanks with flammables should be provided with an Automatic Overfilling Prevention System (AOPS). This is known as a Safety Instrumented System (SIS). The SIS should be reliable and independent from the Basic Process Control System (BPCS) of the tank. For the SIS to be reliable and to perform its function properly, the Safety Integrity Level (SIL) of every Safety Integrity Function (SIF) of SIS should meet targeted criteria. This paper presents some background on SIS, BPCS and SIL levels. This paper also presents the improvement of the overfilling prevention system of crude oil storage tanks in an oil terminal (actuated valve). The basic SIS consists of a sensor, logic solver and final element. Four SIS design options have been studied. The SIS that consists of redundancy of each subsystem is more reliable and should be adopted to prevent the overfilling of the storage tanks Key words: Storage Tank, Overfilling Prevention System, Safety Instrumented System, Safety Integrity Level, Safety Integrity Function.