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安全設計とリスク解析

この”安全設計とリスク解析”では、プラントの安全設計を行う上で注意すべき事柄やリスクをどのようにして見つけ出して対応するかについて述べていきたいと思っております。

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「安全設計」の進め方

安全設計とプロセス設計は非常に密な関係にあります。

プロセス設計品質が悪ければ、スタートアップやシャットダウンはおろか、定常時においても安全な運転を継続することが出来ません。

トラブル続きでおちおち製品の品質確保も疎かになり、稼働率も下がり利益も半減(?)あるいは無くなってしまうかもしれません。また、設計条件を決める際に抜けがあれば、運転条件が設計条件を超えてしまい、これも運転の継続が不可能となってしまいます。

3.1.2 化学プラントにおける電力供給安定化

化学プラントにおける電力供給システムは、プラントを取り巻く電力状況により大きく左右されます。
石油精製や石油化学プラントなど、アップストリームからダウンストリームまで大きな複合体を形成する場合には、相互扶助の関係から電力供給も二重三重のバックアップが可能になっており、自家発などの設備を設けることは稀であります。

ただし、前回説明した安定化装置の中で、ディーゼルエンジン発電機などの”緊急用発電装置”や計装機器用電力を供給する”無停電装置”を設置することは多いようです。一般的に、これらの設備が電力を供給できる時間は30分で、その間で安全にプラントを停止するようにしているようです。
無停電装置は計装機器用電力を供給することが目的ですので、運転制御室近辺に設置されます。同じく、ディーゼルエンジン発電機などの”緊急用発電装置”も、緊急時の起動を考慮して運転制御室近傍に設置されることが多いようです。

3.1.3 ディーゼルエンジン発電機の起動

ディーゼルエンジン発電機を運転するためには、燃料であるディーゼル油と冷却水、それと起動用に圧縮空気が必要となります。そのためにこれらのユーティリティーをプラントとは分離独立させて用意しておく必要があります。
つまり、プラントユーティリティー設備から冷却水を供給するシステムにしておくと、停電時にメインの冷却水設備が停止し、冷却水をディーゼルエンジン発電機に供給できなくなり、結果的にディーゼルエンジン発電機を起動できないことになります。

このために、燃料は燃料タンクに保管し、冷却水も冷却水タンクを別個に用意し、しかもgravityで供給できるように配慮します。また、圧縮空気はプラントの圧縮空気ドラムから供給できるようにしておきます。

このように準備しても、ディーゼルエンジン発電機を起動できない可能性が無いわけではありません。このような場合にどのようなトラブルが予想されるでしょうか。また、その対策は・・・。

次回に続く。

第1章 プロセス設計と安全設計
1.1 設計条件と安全設計
1.1.1 安全設計とは
1.1.2 設計条件の決め方
1.2 設計条件と運転モード
1.2.1 運転条件と運転状態
1.2.2 運転モードと運転時間
1.2.3 設計条件と運転時間
1.3 蒸留系運転と設計条件
1.3.1 蒸留系説明
1.3.2 運転条件の設定
1.3.3 設計条件の選定
1.3.4 設計条件と水運転
1.3.5 物性の違いと設計条件
1.3.6 安全弁の吹き出し温度
1.3.7 還流ポンプの設計圧力
1.3.8 蒸留塔凝縮器と最高運転条件
1.4 圧縮機周りの設計条件
1.4.1 圧縮機と運転条件
1.4.2 圧縮機停止における運転状況
1.4.3 プロセス制御システム
1.4.4 放出弁と圧力推移
1.4.5 圧力推移シミュレーション①
1.4.6 圧力推移シミュレーション②
第2章 ユーティリティー停止と安全設計
2.1 スチーム停止とスチームシステムの安全性
2.1.1 スチームシステム
2.1.2 スチーム停止による影響
2.2 スチーム停止とプロセススチーム
2.2.1 プロセススチーム
2.2.2 プロセススチームの確保
2.3 スチームソースと加熱源
2.3.1 スチームドラム
2.3.2 スチームドラムの保有熱量
2.4 加熱源としての水蒸気改質炉
2.4.1 水蒸気改質炉とプロセススチーム
2.4.2 改質管と改質触媒
2.4.3 プロセススチーム・ループ
2.4.4 計算結果と考察
第3章 停電と安全設計
3.1 停電とプラント
3.1.1 停電と電力供給
3.1.2 化学プラントにおける電力供給安定化
3.1.3 ディーゼルエンジン発電機の起動
3.2 緊急用発電装置停止
3.2.1 緊急用発電装置と連結機器
3.2.2 緊急用発電装置停止による影響

水力発電と世界各国の発電供給量割合

水力発電の占める割合は国内では約10%と少ないですが、世界全体を見ると約16%と石炭火力、石油火力、ガス火力そして原子力に続いて5番目です。
ただし、カナダやブラジルでは60~70%を占めており、北欧のノルウェーやスウェーデン、フィンランド、アイスランドそしてスイスでも大きな比重を占めています。
ここでは世界各国の発電供給について紹介します。