#196 API 620 標準為設計和建造大型焊接低壓儲罐提供了指南

API 620 標準說明

API 620 是由美國石油學會（American Petroleum Institute, API）制定的標準，該標準為設計和建造大型焊接低壓儲罐提供了指南。這些儲罐主要用於儲存低壓液體，如液化氣體、石油產品和其他化學物質。

主要特點和範圍

1. 儲罐類型和尺寸：

   • 低壓儲存：API 620 涵蓋的儲罐工作壓力最高可達 15 psig（磅每平方英寸表壓），工作溫度範圍為 -325°F 至 250°F。
   • 大容量：包括單倉和多倉的大型儲罐設計規範。

2. 材料：

   • 合適材料：標準規定了適合建造這些儲罐的材料，包括碳鋼、不銹鋼及其他合金，這些材料能夠承受特定的溫度和壓力條件。
   • 材料標準：確保所使用的材料符合特定的質量和性能標準，以保證儲罐的安全性和可靠性。

3. 設計和建造：

   • 結構設計：提供儲罐結構設計的詳細指南，包括對風載、地震力等環境因素的考慮。
   • 焊接要求：標準包括焊接程序和資格認證的規範，以確保焊縫的完整性。
   • 檢驗和測試：規定了具體的檢驗和測試程序，如射線檢測和水壓試驗，以驗證儲罐的質量和安全性。

4. 附錄和補充材料：

   • 附錄：包括額外的要求和建議，如對冷藏儲罐和特殊服務條件設計的規範。
   • 補充材料：API 620 通常與其他 API 標準和行業最佳實踐結合使用，以確保涵蓋所有設計和建造方面的細節。

應用範圍

• 石化行業：用於儲存液化氣體、石油產品和其他化學品。
• 化工行業：應用於儲存各種低壓條件下的化學物質。
• 食品和飲料行業：有時用於需要控制溫度和低壓的液體儲存。

參考資料

1. API 620 標準
2. American Petroleum Institute
3. API Standards Overview

API 620 標準確保儲罐的設計和建造能夠承受其使用環境中的條件，從而保護環境和人員的安全。

#195 製造氫氣的工廠運轉過程中，以下是主要的危害及風險

 在製造氫氣的工廠運轉過程中，存在多種潛在的危害和風險。這些風險需要嚴格的管理和控制，以確保人員和設備的安全。以下是主要的危害及風險：

1. 氫氣洩漏和爆炸風險

• 高易燃性：氫氣是高度易燃的氣體，且其爆炸範圍（4%至75%的體積濃度）很寬。即使少量洩漏，遇到火花或高溫也可能引發爆炸​ (AIChE)​ 。
• 爆炸性混合物：氫氣與空氣混合後形成的爆炸性混合物遇到點火源（如靜電火花或高溫表面）會發生爆炸。

2. 高壓設備風險

• 壓力容器：製氫過程中使用的高壓容器和管道如果維護不當，可能會發生爆炸或破裂，導致嚴重的機械損壞和人員傷害 。
• 壓力釋放：壓力釋放裝置（如安全閥）若失效或設計不當，可能導致危險的壓力釋放事件。

3. 有毒氣體風險

• 副產物：某些製氫方法（如天然氣重整）可能產生一氧化碳等有毒氣體，這些氣體的洩漏會對操作人員健康造成威脅 。

4. 高溫風險

• 高溫操作：製氫過程中的部分操作需要在高溫條件下進行，如蒸汽重整反應器。這些高溫設備存在燙傷和火災風險​ (AIChE)​。

5. 機械和電氣風險

• 機械故障：製氫設備中使用的大型機械設備，如壓縮機和泵，如果操作不當或維護不當，可能會導致機械故障和傷害事故。
• 電氣故障：電氣設備和控制系統的故障（如短路、過載）可能引發火災和爆炸 。

6. 環境風險

• 污染：氫氣製造過程可能會排放污染物（如二氧化碳、一氧化碳），對環境造成影響。需要嚴格控制排放，遵守環保法規​ (AIChE)​。
• 廢水處理：製氫過程中產生的廢水需要妥善處理，避免對水源和土壤造成污染。

風險管理措施

• 洩漏檢測系統：安裝氫氣檢測器，持續監測氫氣濃度，及時發現並應對洩漏。
• 通風系統：設置有效的通風系統，防止氫氣積聚，降低爆炸風險。
• 安全培訓：對操作人員進行全面的安全培訓，確保其了解操作規程和應急措施。
• 定期維護：定期檢查和維護設備，確保其在安全範圍內運行。
• 應急計劃：制定和演練應急計劃，包括疏散路線、滅火措施和緊急關閉程序。

通過這些管理措施，可以有效降低製氫工廠運轉中的各種危害和風險，確保人員和設備的安全。

#194 SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) 系統

 SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) 系統

SCADA系統是一種用於監控和控制工業過程的軟硬體結合系統，廣泛應用於各種工業領域，如能源、石化、水處理和製造等。SCADA系統的主要功能是遠程監控、數據收集和過程控制。以下是對SCADA系統的詳細說明：

1. 組成部分

• HMI（人機界面）：

  • 用於顯示數據和提供操作接口，使操作員能夠監控系統狀態並進行控制操作。
  • HMI通常包括顯示屏、圖形化界面和用於接收操作員輸入的控制裝置。

• RTU（遠程終端單元）和PLC（可編程邏輯控制器）：

  • RTU和PLC是SCADA系統中的關鍵控制設備。RTU用於遠程數據收集和控制，而PLC則用於本地控制和自動化任務。
  • 這些設備通過傳感器和執行器與工業過程進行交互，實現數據收集和控制指令執行。

• 通信網絡：

  • SCADA系統依賴穩定的通信網絡來傳輸數據和控制指令。這些網絡可能包括有線網絡（如以太網）和無線網絡（如無線電、蜂窩網絡）。
  • 通信協議如Modbus、DNP3和IEC 60870-5-104常用於SCADA系統中。

• 數據庫和數據存儲：

  • 用於存儲從現場設備收集的數據，以及歷史數據和操作員輸入的記錄。
  • 這些數據庫使得SCADA系統能夠進行數據分析和報告生成。

2. 功能和優勢

• 監控和控制：

  • SCADA系統能夠實時監控工業過程的狀態，如壓力、溫度、流量和電壓等參數，並根據預設的控制策略進行自動控制。
  • 操作員可以通過HMI界面手動調整參數和控制過程。

• 數據收集和分析：

  • SCADA系統能夠收集和存儲大量的操作數據，這些數據可以用於歷史分析、故障診斷和預測性維護。
  • 數據分析功能有助於優化過程效率和提高生產力。

• 報警和事件管理：

  • SCADA系統能夠設定報警條件，當某些參數超出正常範圍時觸發報警，通知操作員採取行動。
  • 事件管理功能記錄系統中的各種事件，幫助追溯和分析異常情況。

• 遠程訪問：

  • 通過安全的通信網絡，操作員可以遠程訪問和控制SCADA系統，這對於分佈式系統和遠程站點尤為重要。

3. 應用範圍

• 能源管理：

  • 用於電力輸配電系統的監控和控制，確保穩定供電和高效能耗管理。

• 石化工業：

  • 用於監控和控制石化生產過程中的溫度、壓力和流量，保證安全和生產效率。

• 水處理和分配：

  • 用於水處理廠和分配系統的監控，確保水質和水量的穩定供應。

• 製造業：

  • 用於監控和控制生產線，優化生產流程和質量控制。

參考資料

• SCADA Systems | National Instruments
• What is SCADA? | Inductive Automation
• SCADA Explained | RealPars

這些資料可以幫助您更全面地了解SCADA系統的工作原理、組成部分及其在各種工業應用中的重要性。

#193 氮氣中的水分無法達到10 ppb的超低水平

氮氣中的水分無法達到10 ppb的超低水平

Part 1 - 可能的原因包括以下幾個方面：

1. 機械過濾和初步凈化

• 過濾器效率低下：機械過濾器和碳過濾器的效率可能不足，未能有效去除水分和其他雜質。
• 過濾器堵塞或損壞：過濾器可能因長期使用而堵塞或損壞，導致過濾效果不佳。

2. 低溫冷凝

• 冷凝溫度不夠低：低溫冷凝塔未能達到足夠低的溫度，無法有效將水分凝結和去除。
• 冷凝器運行不穩定：冷凝器的運行不穩定，導致冷凝效果波動，影響水分去除。

3. 變壓吸附 (PSA)

• 吸附劑飽和：變壓吸附系統中的吸附劑可能已經飽和，無法繼續有效吸附水分。
• 吸附劑品質不佳：使用的吸附劑品質不佳，吸附能力有限。

4. 變溫吸附 (TSA)

• 再生不完全：吸附劑的再生過程不完全，導致吸附劑無法恢復其吸附能力。
• 吸附劑選擇不當：選擇的吸附劑對水分的吸附能力不足，無法達到所需的純度。

5. 深冷分離

• 操作條件不佳：深冷蒸餾塔的操作條件不佳，未能達到預期的分離效果。
• 設備老化或故障：深冷分離設備老化或故障，影響其分離效率。

6. 最終凈化

• 凈化設備故障：超高純氮氣凈化設備可能出現故障，無法有效去除殘留水分。
• 過濾器效率下降：超細過濾器的過濾效率下降，無法有效去除微小顆粒和液滴。

7. 環境和操作

• 環境濕度高：操作環境濕度過高，導致氮氣在凈化過程中重新吸收水分。
• 操作不當：操作過程中可能存在不當操作，如不正確的氣體流量控制或未按規程進行設備維護。

參考資料

• Air Products - Nitrogen Purification
• Cryogenic Society of America - Cryogenic Distillation
• ScienceDirect - Pressure Swing Adsorption
• UHP and Electronic Gases - Applications

通過檢查和優化上述各個環節，可以找出無法達到10 ppb水分含量的具體原因，並採取相應的改進措施，以達到所需的高純度標準。

Part 2 - 若是過濾器, PSA或TSA等等設備都是新設置, 效能也經過工程計算, 可能原因有下:

1. 管道和連接件的污染

• 內部殘留物：在安裝過程中，管道和連接件內部可能有殘留的水分或油污，這些污染物在系統運行過程中會被帶入氣流中。
• 清潔不足：管道和連接件在安裝前未經過徹底清潔，導致雜質殘留。

2. 系統密封性不足

• 洩漏點：系統中存在微小的洩漏點，外部潮濕空氣滲入系統內部，增加了水分含量。
• 密封材料老化：密封材料質量不佳或安裝不當，導致密封性能下降。

3. 環境濕度控制不佳

• 安裝環境：在高濕度環境中安裝設備，設備可能在啟動前吸收了環境中的水分。
• 運行環境：運行過程中，周圍環境濕度過高，導致系統內部水分含量增加。

4. 操作流程和維護

• 不當操作：操作人員未按規程操作，導致系統無法充分發揮其設計效能。
• 維護不當：設備維護不足或不及時，導致性能下降。

5. 再生過程問題

• 再生不完全：PSA或TSA系統的再生過程不完全，吸附劑未能完全恢復其吸附能力。
• 再生氣體質量：再生過程中使用的氣體質量不佳，含有雜質或水分，影響吸附劑的再生效果。

6. 測試和校準問題

• 測量儀器不準確：水分分析儀器校準不準確，導致測量結果不可靠。
• 取樣過程：取樣過程中可能存在污染，影響測試結果的準確性。

7. 設計考慮不足

• 吸附劑選擇不當：所選吸附劑對水分的吸附能力不足，無法達到所需的純度。
• 系統設計不足：設計時未考慮到所有可能的運行條件和環境因素，導致實際運行效果不達標。

參考資料

• Gas Purification and PSA Systems - ScienceDirect
• Pressure Swing Adsorption - ResearchGate
• Nitrogen Purification Technologies - Air Products

通過檢查上述各個方面，可以找出無法達到10 ppb水分含量的具體原因，並採取相應的改進措施。確保所有操作和維護過程均嚴格遵循規程，以最大限度地提高設備的效能和可靠性。