وقتی صاعقه تولید یک پالایشگاه را متوقف می‌کند
یک اتفاق واقعی در پالایشگاه
در پالایشگاه Tüpraş Kırıkkale در ترکیه، از سال ۲۰۰۷ مجموعه‌ای از Tripهای الکتریکی و Shutdownهای ناخواسته در یکی از واحدهای فرآیندی رخ می‌داد. این اتفاق‌ها به‌ویژه هنگام وقوع صاعقه در منطقه تکرار می‌شدند.
در نگاه اول، ارتباط میان صاعقه و اختلال در یک فرآیند صنعتی چندان دور از انتظار نیست؛ اما تکرار این رخدادها و تأثیر آن بر عملکرد سیستم‌های کنترلی، موضوع را به یک مسئله جدی مهندسی تبدیل کرده بود.
برای شناسایی علت اصلی، یک بررسی تخصصی در سایت انجام شد و وضعیت تجهیزات، کابل‌کشی، سیستم زمین و مسیرهای انتقال اختلال مورد ارزیابی قرار گرفت.
مشکل دقیقاً کجا بود؟
بررسی‌ها نشان داد که در هنگام وقوع صاعقه، Overvoltage می‌توانست از طریق تجهیزات و کابل‌های خارجی وارد کانال‌های ورودی/خروجی سیستم شود. این اختلال در نقاط مختلف سایت مشاهده شده بود و در نهایت می‌توانست باعث عملکرد سیستم حفاظتی و ایجاد Trip شود.
در واقع، مسئله فقط خود صاعقه نبود؛ بلکه نحوه انتقال انرژی و اختلال ناشی از آن در زیرساخت الکتریکی و کنترلی سایت اهمیت داشت.
این تجربه نشان می‌دهد که یک تجهیز ممکن است در شرایط عادی عملکرد کاملاً صحیحی داشته باشد، اما هنگامی که در یک محیط صنعتی واقعی و در مجاورت کابل‌ها، تابلوها، تجهیزات قدرت، سیستم زمین و منابع شدید اختلال قرار می‌گیرد، رفتار کاملاً متفاوتی نشان دهد.
در چنین شرایطی، EMC دیگر فقط به انتشار یا دریافت نویز توسط یک تجهیز محدود نمی‌شود؛ بلکه تعامل میان تجهیزات، کابل‌ها، Shielding، Earthing،Bonding و منابع اختلال مطرح است.
چرا این موضوع در صنایع نفت و پتروشیمی اهمیت دارد؟
در یک مجتمع پالایشگاهی یا پتروشیمی، بسیاری از فرآیندهای حیاتی به سیستم‌های الکترونیکی و کنترلی وابسته‌اند؛ ازDCS و PLC گرفته تا Instrumentation، سیستم‌های حفاظتی، تجهیزات اندازه‌گیری، درایوها و شبکه‌های ارتباطی.
بنابراین یک اختلال الکترومغناطیسی لزوماً به شکل خرابی یک تجهیز ظاهر نمی‌شود. ممکن است ابتدا به صورت یک خطای اندازه‌گیری، اختلال ارتباطی یا عملکرد نامناسب یک ورودی و خروجی دیده شود و در شرایط خاص، به عملکرد ناخواسته یک سیستم حفاظتی یا توقف بخشی از فرآیند منجر شود.
اهمیت EMC در چنین محیطی از همین‌جا ناشی می‌شود: هرچه وابستگی فرآیند به تجهیزات الکترونیکی بیشتر باشد، سازگاری الکترومغناطیسی نیز به بخشی از قابلیت اطمینان سیستم تبدیل می‌شود.
به همین دلیل، EMC در صنایع نفت و پتروشیمی را نمی‌توان صرفاً یک الزام برای تأیید یک محصول در آزمایشگاه دانست. محیط واقعی سایت، نحوه نصب تجهیزات، مسیر کابل‌ها، سیستم زمین و منابع مختلف EMI همگی در عملکرد نهایی سیستم نقش دارند.
راه‌حل؛ EMC به‌عنوان یک مسئله سیستمی
در مورد پالایشگاه Kırıkkale، پس از شناسایی مسیرهای انتقال اختلال، مجموعه‌ای از اقدامات اصلاحی در حوزه Earthing، Bonding و Lightning Protection انجام شد.
از جمله این اقدامات، بهبود شبکه زمین، اتصال مناسب Cable Trayها و تجهیزات به سیستم زمین، بررسی اتصالات Shield کابل‌ها و اصلاح مسیرهای مربوط به کابل‌کشی و Bonding بود. همچنین تمهیدات مرتبط با حفاظت در برابر صاعقه و تقسیم‌بندی مناطق حفاظتی مورد بررسی قرار گرفت.
این تجربه یک نکته مهم را روشن می‌کند:
برای حل مشکلات EMC در یک سایت صنعتی، همیشه کافی نیست که خود تجهیز را بررسی کنیم.
گاهی لازم است کل مسیر را بررسی کنیم؛ از منبع اختلال و نحوه انتشار آن، تا کابل، Shield، مسیر زمین، تجهیزات واسط و در نهایت تجهیزی که تحت تأثیر قرار گرفته است.
در صنایع نفت و پتروشیمی، EMC زمانی معنا پیدا می‌کند که در کنار قابلیت اطمینان، تداوم تولید و ایمنی فرآیند دیده شود؛ نه صرفاً به‌عنوان یک آزمون برای یک تجهیز منفرد.
یک درس مهم
تجربه پالایشگاه Kırıkkale نشان می‌دهد که یک رخداد الکترومغناطیسی، زمانی به یک مشکل جدی تبدیل می‌شود که مسیر انتقال آن تا سیستم‌های حساس صنعتی کنترل نشده باشد.
به همین دلیل، طراحی، ارزیابی و عیب‌یابی EMC در سطح سایت می‌تواند نقش مهمی در جلوگیری از اختلالات تکرارشونده و حفظ عملکرد پایدار سیستم‌های صنعتی داشته باشد.
