Комплект устройств для принудительного отбора пробы состоит из пробоотборной линии, побудителя расхода пробы, регулятора расхода (регулирующего клапана в пробоотборной или в байпасной линии), а также датчика расхода пробы в линии или иного устройства, контролирующего доставку пробы к датчику.
8.2.2.2 Требования
Все уровни полноты безопасности:
Комплект устройств для принудительного отбора пробы должен быть спроектирован таким образом, чтобы можно было обнаружить снижение или прекращение расхода пробы. Следует либо предотвратить утечку пробы из пробоотборной линии и проникновение в линию атмосферного воздуха, либо предусмотреть возможность обнаружения таких фактов с выдачей соответствующего уведомления.
Необходимо регулярно проводить проверки всех точек отбора пробы, пробоотборных линий, побудителей расхода, фильтров и других элементов пробоотбора.
Периодичность контроля определяется условиями конкретного применения, заданным уровнем полноты безопасности и условиями окружающей среды.
Уровни полноты безопасности SIL1 и SIL2:
Контроль расхода пробы следует проводить возле датчика (нижний предел и, при необходимости, верхний). Необходимо контролировать расход при несоответствии технических характеристик системы, например, в части времени установления показаний. Следует использовать как минимум два контрольно-измерительных прибора. Это могут быть датчик расхода и датчик давления/разрежения, место расположения которых в пробоотборной линии следует выбирать с учетом возможных проблем. Если используется газовый распределитель (мультиплексор), то контрольно-измерительные приборы следует разместить между клапанами распределителя и датчиком, что позволит выявить отказ, связанный с изменением расхода, в любой из мультиплексированных линий отбора пробы.
Элементы диагностирования должны применяться с учетом интенсивности их отказов в соответствии с данными по анализу отказов, их последствий и диагностике (FMEDA), но не в соответствии с присвоенным им уровнем полноты безопасности.
Дополнительные требования для уровня SIL3:
Следует обеспечить защищенный и герметичный монтаж пробоотборных линий вплоть до самого датчика и контроль расхода пробы.
Под "защищенным" монтажом подразумевается такой монтаж, при котором маловероятна утечка в результате механических повреждений, например, трубки пробоотборных линий могут быть изготовлены из нержавеющей стали или иного материала, совместимого с пробой. Следует воздержаться от применения гибких трубок, однако при необходимости их применения следует защитить их, дополнительно поместив в металлическую трубу, металлорукав или отдельный кожух, закрытый во время эксплуатации.
Под "герметичным" монтажом подразумевается использование при монтаже пробоотборной линии сварных соединений или обжимных фитинговых соединений.
Элементы диагностирования должны применяться с учетом интенсивности их отказов в соответствии с данными по анализу отказов, их последствий и диагностике (FMEDA), но не в соответствии с присвоенным им уровнем полноты безопасности.
8.2.3 Газовый распределитель
8.2.3.1 Характеристики
Газовый распределитель содержит устройство переключения пробоотборных линий и может включать линии продувки (байпасные линии).
При последовательном переключении пробоотборных линий проба от выбранной точки отбора через газовый распределитель будет подаваться на датчик.
Предварительная продувка линии транспортирования - это процесс, обеспечивающий заполнение пробоотборной линии "свежей" пробой перед тем, как эта линия будет выбрана газовым распределителем. Для предварительной продувки требуется дополнительный побудитель расхода, чтобы прокачивать пробу в той линии, которая должна быть выбрана следующей, или во всех линиях, проба из которых не подается на датчик в данный момент. Такой подход сокращает время, затраченное на измерение в каждой точке отбора.
Применение газового распределителя предполагает контроль расхода и переключения пробоотборных линий.
8.2.3.2 Требования
Все уровни полноты безопасности:
Контроль расхода пробы следует проводить для каждой пробоотборной линии возле датчика и возле точки отбора пробы (нижний предел и, при необходимости, верхний). Изменения параметров расхода пробы, приводящие к несоответствию технических характеристик системы, например, в части времени установления показаний, должны быть обнаружены с выдачей индикации или сигнала для дистанционной передачи.
Принятие защитных мер от проникновения в линию атмосферного воздуха и предотвращение закупорки пробоотборных линий должно быть правилом пробоотбора.
Помимо мер защиты против закупорки пробоотборной линии и разбавления пробы в линии из-за утечек следует также обеспечить, чтобы проба, доставляемая к датчику, не была разбавлена пробой из другой линии транспортирования.
Дополнительные требования для уровня SIL2:
В блоке управления газовым распределителем сигналы датчиков расхода от всех точек измерений должны непрерывно обрабатываться. Контролировать поток следует только в проботборной линии, выбранной для доставки пробы или предварительной продувки. Различение состояний "есть расход" и "нет расхода", реализуемое в однопороговом устройстве, является достаточным.
Дополнительные требования для уровня SIL3:
Различение состояний "есть расход" и "нет расхода" следует обеспечить с помощью применения двух раздельных однопороговых устройств (с пороговыми значениями вблизи нуля и вблизи номинального значения расхода). Следует предусмотреть обнаружение малого расхода как в пробоотборной линии, выбранной для доставки пробы на газоанализатор, так и в неиспользуемой в данный момент линии, наличие расхода в которой может быть вызвано утечкой.
Необходимо регулярно проводить проверки всех точек отбора пробы, пробоотборных линий, побудителей расхода, фильтров, клапанов и других элементов пробоподготовки. Периодичность контроля зависит от области применения, уровня полноты безопасности и условий окружающей среды.
8.2.4 Блок управления газовым распределителем
8.2.4.1 Характеристики
С помощью блока управления газовым распределителем выбирается точка отбора, из которой проба поступает на датчик, таким образом, результаты измерений будут однозначно связаны с выбранной точкой отбора. Использование блока управления газовым распределителем позволяет также инициировать в стационарной газоаналитической системе аварийные действия, вызванные специальными режимами или отказами газового пробоотборника, газового распределителя или блока управления газовым распределителем.
В самом простом случае используется циклический опрос точек отбора пробы, тем не менее, иногда необходима более сложная последовательность опроса, например, последовательность опроса, управляемая событиями.
8.2.4.2 Требования
Все уровни полноты безопасности:
В блоке управления газовым распределителем следует обеспечить контроль надлежащего переключения линий транспортирования путем оценки признаков состояния блока. При несоответствующих признаках состояния блока следует выдавать сообщение об отказе.
При последовательности опроса, управляемой событиями, наибольшее увеличение периода опроса для невыбранных точек отбора пробы не должно превышать заданного интервала времени, установленного для конкретного применения. Если период опроса превысил установленный максимальный период, следует выдать сообщение об отказе.
Блок управления газовым распределителем, включающий в свой состав датчики расхода (давления), блок логической обработки, блок выдачи аварийной сигнализации и перехода в специальные режимы, определяет отдельную функцию безопасности подсистемы, что необходимо для достижения максимального уровня полноты безопасности системы, включающей газовый распределитель.
8.2.5 Устройства пробоподготовки
8.2.5.1 Характеристики
Набор устройств пробоподготовки при принудительном отборе пробы может состоять из одного или нескольких устройств, таких, как пробоотборный зонд, механический фильтр, химический фильтр, устройство подогрева пробоотборной линии, устройство охлаждения пробы, конденсатосборник и осушитель пробы.
8.2.5.2 Требования
Набор устройств пробоподготовки предполагает наличие газового пробоотборника, а следовательно, выполнение требований подраздела, посвященного отбору газовой пробы.
Все уровни полноты безопасности:
В руководстве по безопасности должны быть приведены указания для пользователя по расчету допустимого срока эксплуатации устройств с ограниченной наработкой (например, устройства, в которых используются загрязняющиеся со временем фильтры). Такие элементы необходимо заменять до того, как закончится их установленная наработка. В руководство по безопасности функционального блока или газоаналитической системы в целом необходимо включать технические требования к применяемым устройствам пробоподготовки. Например, должен быть указан диапазон рабочих температур, в котором необходимо использовать устройство подогрева или устройство охлаждения пробы.
Дополнительные требования для уровня SIL2:
Работоспособность каждого отдельного устройства, необходимого для выполнения функций безопасности, должна быть подвергнута:
- в зависимости от режима работы регулярным осмотрам, основанным на рекомендациях изготовителя с учетом конкретных условий эксплуатации; или
- соответствующей диагностике работающего оборудования (мониторингу), обеспечивающей надлежащий контроль работы устройства (например, мониторинг максимальной температуры электрического охладителя пробы). Элементы диагностирования следует применять с учетом интенсивности их отказов в соответствии с данными по анализу отказов, их последствий и диагностике, но не в соответствии с присвоенным им уровнем полноты безопасности.