• No results found

Model RFQ for Performance Based Fire and Gas System Design Basis Development and Validation. Revision 0, 7 June 2011

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Model RFQ for Performance Based Fire and Gas System Design Basis Development and Validation. Revision 0, 7 June 2011"

Copied!
36
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Model RFQ for Performance Based Fire 

and Gas System Design Basis 

Development and Validation 

Revision 0, 7 June 2011 

(2)

Table of Contents 

1.  Scope ... 4  2.  Terms and Abbreviations ... 4  2.1  Terms ... 4  2.2  Abbreviations ... 4  3.  Reference Documents ... 4  3.1  Reference Drawings ... 4  3.2  COMPANY Standards ... 5  3.3  External Standards ... 5  3.4  Potential Document Conflicts or Errors ... 5  4.  Study Objectives ... 5  5.  Study Methodology ... 6  5.1  Fire and Gas Zone Definition ... 6  5.2  HAZID and FGS Function Development ... 7  5.3  Analyze Risk and Define FGS Performance Targets ... 7  5.4  Design Basis Consequence Modeling ... 8  5.5  Detector Technology Assessment ... 9  5.6  Fire and Gas Mapping for Coverage Verification ... 9  5.7  FGS Function Safety Availability (SIL) Verification ... 11  5.7  FGS Requirements Specifications ... 11  5.8  FGS Verification and Validation ... 12  6.  Study Deliverables ... 13  7.  Project Schedule ... 13  8.  Meetings and Presentations ... 13  9.  Information to be Presented in the Proposal ... 13  10.  Basis of Commercial Proposal ... 14  Appendix A – Facility Description ... 15  Appendix B – FGS Zone List and Zone Extents Drawing ... 17  Appendix C – FGS Function List – Typical ... 20  Appendix D – FGS Performance Target List ... 22 

(3)

Appendix E – Design Basis Consequence Modeling Results ... 25  Appendix F – Typical Fire and Gas Mapping Results ... 26  Appendix G – Typical FGS Requirements Specifications Components ... 30   

(4)

1. Scope 

This document defines the scope of work for the Performance‐Based Fire and Gas Detection and  Suppression System Design Basis to be performed for the facilities described in Appendix A – Facility  Description. 

2. Terms and Abbreviations 

2.1  Terms 

COMPANY  (Name of Operating Company)  ENGINEER  (Name of Engineering Company, if subcontracted through third party)  CONSULTANT  Entity contracted by COMPANY or ENGINEER to perform the scope of services  contained in this document  SCOPE OF WORK  The work required to complete the Performance‐Based Fire and Gas Detection and  Suppression System Design Basis, as detailed in this document, for the facilities  described in Appendix A – Facility Description 

2.2  Abbreviations 

F&G  Fire and Gas  FGS  Fire and Gas System 

3. Reference Documents 

The project documentation, codes, standards, and other documents that define the scope of this project  and the limitations and expectations under which the project is to be executed are listed in the following  sections. 

3.1 

Reference Drawings 

Drawing Number  Title  DXXX.XXX‐01 SHT 1  PROCESS FLOW DIAGRAM, GAS PRODUCTION  FACILITY  DXXX.XXX‐02 SHT 1  LEGEND SHEET, GAS PRODUCTION FACILITY  DXXX.XXX‐02 SHT 2  HIGH PRESSURE SEPARATOR, GAS PRODUCTION  FACILITY  DXXX.XXX‐02 SHT 3  LOW PRESSURE SEPARATOR, GAS PRODUCTION  FACILITY  DXXX.XXX‐02 SHT 4  PIPELINE PUMP, GAS PRODUCTION FACILITY  DXXX.XXX‐02 SHT 5  GAS COMPRESSOR, GAS PRODUCTION FACILITY 

(5)

Drawing Number  Title  DXXX.XXX‐02 SHT 6  GAS COMPRESSOR UTILITY DETAILS, GAS  PRODUCTION FACILITY  DXXX.XXX‐03 SHT 1  PLOT PLAN, GAS PRODUCTION FACILITY 

3.2 

COMPANY Standards 

Document Number  Title  NONE  N/A 

3.3 

External Standards 

Document Number  Title  NFPA 72  National Fire Alarm and Signaling Code  ISA TR 84.00.07  Guidance on the Evaluation of Fire and Gas System  Effectiveness  IEC 61511  Functional safety: Safety Instrumented Systems for  the process industry sector 

3.4 

Potential Document Conflicts or Errors 

The documents that are referenced in Section 3 of this document are incorporated by reference into this  request for proposal document.  If any errors of conflicts are found to occur within this proposal  document or the incorporated reference documents, the conflicts shall be brought to the attention of  ENGINEER or COMPANY for resolution. 

4. Study Objectives 

The primary objective of this study is to develop a design‐basis for the implementation of a fire and gas  detection and suppression system.  At the conclusion of the study the facility, as described in Appendix A  – Facility Description, shall be completely defined in terms of detector layout and logic functionality.   This layout and functionality will be developed in such a way that tolerable risk targets are achieved for  the facility, in accordance with COMPANY standards, as shown in Section 3.2, with respect to fire  hazards, combustible gas hazards, and toxic gas hazards.  The study shall include the following, tasks with associated deliverable documents:  • Define the fire and gas zones  • Hazard Identification (HAZID) study facilitation to support FGS function development  • Identify the fire and gas safety instrumented functions of each zone  • Analyze Risk and Define FGS Performance Targets, including:  o Classify each zone  o Grade all zones classified as a process area  o Develop zone extents diagrams (where applicable  o Assign detector coverage targets (where applicable)  o Assign FGS function safety availability (SIL) target (where applicable) 

(6)

• Perform Design Basis Consequence Modeling (Jet fires, pool fires, vapor cloud fires, combustible  gas dispersion, and toxic gas dispersion)  • Perform detector technology assessment to facilitate detector technology selection  • Perform Fire and Gas Mapping to verify that the proposed detector layout achieves coverage  performance targets  • Perform FGS function safety availability (SIL) verification calculations  • Develop FGS Requirements Specifications, including:  o FGS General Requirements  o FGS Zone List  o FGS Zone Extents Diagrams  o FGS Zone Grading Diagrams  o FGS Detector List with Type, Location, Orientation, and Set Points  o FGS Detector Layout Diagrams  • FGS System Verification and Validation Testing 

5. Study Methodology 

The study shall be performed in accordance with the methodologies and constraints specified in the  following sections. 

5.1  Fire and Gas Zone Definition 

CONSULTANT shall review the scope of facilities of this project (as defined in Appendix A – Facility  Description) in order to determine and document the appropriate separation and segregation of the  physical facility into discrete zones.  In the definition of the zones, CONSULTANT shall review the plan  drawings of the facility and define zone boundaries considering the following attributes of the facility:  • Similar Equipment:  Location of zone boundaries will be defined in such a way as to group  equipment with similar process hazards  • Differentiate by Deck:  Different decks typically imply different zones  • FGS System Actions:  If different actions are required to be taken as the result of confirmed fire  or confirmed gas releases, then different zones will be defined  • Segregation of Hazards:  Desire to prevent gas migration from one operating area to adjacent  areas may require definition of separate hazard zones  • Classified Electrical Equipment:  The need to protect non‐classified electrical equipment within a  module or enclosure and segregate from classified areas requires definition of a separate zone  • Special Occupancies:  Occupied areas of high value equipment (turbine drivers) may require  definition of separate / distinct zones to afford additional protection within areas with special  occupancies  The FGS Function Definition activity shall result in a preliminary zone list.  The zone list will subsequently  be updated after the hazard identification (HAZID) study with associated FGS function development.   The activity shall also result in zone extents drawings where the physical boundaries of the zones are 

(7)

identified and overlaid on facility plan diagrams.  A typical zone list and a typical zone extents diagram  are provided in Appendix B – FGS Zone List and Zone Extents Drawing. 

5.2  HAZID and FGS Function Development 

CONSULTANT shall travel to COMPANY site to facilitate a meeting and workshop where the hazards that  are present in each zone, for which fire and gas system protection is desirable, shall be identified.  The  workshop shall be performed using the Hazard Identification (HAZID) technique.  CONSULTANT shall  facilitate and document the results of the meeting.  CONSULTANT facilitator shall be experienced in the  HAZID technique and shall have performed a minimum of two (2) studies whose results were employed  to define fire and gas zone hazards for performance‐based fire and gas studies.  In addition, for each zone and hazard where automated actions exist, are proposed in the design, or are  required by the COMPANY fire and gas philosophy document, these automated actions shall be  documented in a FGS function list.  The FGS function list will contain the following information:  • A brief description of each FGS function  • A tag number for each FGS function (if available)  • A list of inputs and outputs for each FGS function  • Reference information for each FGS function, including drawing numbers where the FGS  functionality is described  • General requirements for all FGS and an explanation for use of the FGS function list  • Specific notes for individual FGS functions, as needed.  FGS function list development shall be lead by CONSULTANT facilitator who is competent in FGS design  and SIS design as evidenced by ISA 84 Expert or ISA SVS certificate, in order to ensure that the functions  are properly defined.  The activities in this task shall be documented in a revised FGS zone list incorporating the hazards  determined during the HAZID study, and in the FGS function list.  A sample FGS function list is shown in  Appendix C – FGS Function List – Typical. 

5.3  Analyze Risk and Define FGS Performance Targets 

CONSULTANT shall conduct and document a risk analysis where the appropriate performance targets for  each FGS function are defined.  The risk analysis and associated documentation shall be performed in  accordance with COMPANY procedures for performance based fire and gas system design.  Each zone is  assigned a category to determine performance requirements for fire and gas detection, which includes  targets for detector coverage.  Each FGS function with a hydrocarbon zone shall be assigned a safety  availability (SIL) target.  The analysis shall be based on risk of safety and/or commercial impacts of fire  and gas releases in the zone.  The risk ranking analysis shall result in a fire grade or gas grade, which  forms the basis for assigning the performance targets.  The risk analysis shall be performed by a  facilitator that has experience in performing performance based FGS categorization and grading studies  (minimum of two studies). 

(8)

The risk analysis shall be performed on a location‐by‐location assessment of hazards, and shall consider  the following factors.  1. Assessment of the Hydrocarbon Processing Equipment  1.1 Amount and type of equipment in the zone  1.2 Potential credible sources of hydrocarbon in the zone  1.3 Ignition Sources  1.4 Concentrations of toxic gases in processing fluids  2. Assessment of Fire and Gas Consequences  2.1 Determine release scenarios which the system is intended to protect against  2.2 Identify confinement and congestion in the process areas that could aggravate  flammable gas hazards, e.g., open grating versus solid decking  2.3 Consider commercial asset valuation and business interruption consequences  2.4 Consider safety related consequences including personnel and public safety  3. Assessment of release likelihood  3.1 Aggregate likelihood of release from all identified release sources to determine overall  likelihood  3.2 Determine the time required for the hazard to escalate  3.3 Determine opportunity for effective operator response action to prevent hazard  escalation  4. Assessment of level of human occupancy  5. Assessment of production value for process  The results of this risk analysis, in accordance with COMPANY procedure, shall define the required  performance targets of coverage and safety availability.  In addition, CONSULTANT shall define the  physical extents of the graded area based on the COMPANY procedure considering locations of leak  sources and protected distances from those leak sources, which are a function of the grade.  The results  of this task shall be documented in a FGS Performance Target List and FGS Grade Extents Diagram.  A  typical FGS Performance Target List and FGS Grade Extents diagram are shown in Appendix D – FGS  Performance Target List. 

5.4  Design Basis Consequence Modeling 

CONSULTANT shall perform design basis consequence modeling in order to determine the expected  physical extents of the typical scenarios that are expected for the facility under study.  Consequence  modeling shall be used to determine the design basis of the fire and gas detection and suppression  system.  CONSULTANT shall ensure a proper understanding of the potential consequences of a hazard so  that an appropriate degree of integrity can be specified.  Hazards safeguarded with FGS can be difficult  to assess in a qualitative manner, and it is often desirable to quantitatively assess the degree and  magnitude of the potential hazardous outcome.  These outcomes could include a pool fire, jet fire,  combustible gas cloud dispersion with a vapor cloud fire / explosion, toxic gas cloud formation and  dispersion, or a Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion (BLEVE). 

(9)

During the HAZID, a series of credible design‐basis scenarios shall be selected for modeling by a team of  experts.  The assessment of consequences is done using computerized modeling to determine the size  and extent of these hazardous outcomes.  The hazards are then assessed in terms of the potential  impact to onsite or offsite personnel, the environment, or in terms of equipment damage.  The design  basis consequence modeling can then be used with the customers risk management guidelines to  accurately determine the severity of the hazard; and an appropriate degree of integrity is selected for  safeguards that will detect and prevent the hazardous condition.  This often reduces excessive  conservatisms that are inherent to qualitative risk assessment techniques such as PHA or LOPA.  The  design‐basis consequence modeling is documented along with other design‐basis information for safety  instrumentation & control systems, and it should be maintained for the life of the process as well as  updated when significant changes occur to the process conditions.  The results of the design basis consequence modeling shall be included in the FGS Design Basis Report,  and shall include length and width estimates for the various consequence types along with “footprint”  colorized maps for each modeled scenario.  Typical results of design basis consequence modeling are  presented in Appendix E – Design Basis Consequence Modeling Results. 

5.5  Detector Technology Assessment 

CONSULTANT shall perform a detector technology assessment whose results shall be used to select the  most appropriate detector technology for all of the detection applications of the study.  CONSULTANT  shall list all available detector technologies for fire detection and gas detection.  Each technology will be  described with respect to its strengths and weaknesses, along with a listing of the attributes that can  affect performance, such as reflected light, spurious radiation sources, etc.  Subsequently, the facility  shall be considered, along with a listing of the performance affecting attributes that are present in the  zones.  A comparison of the performance affecting attributes of each zone against the relative strengths  and weaknesses of each detector type shall be made and shall result in the selection of detector  technology for all of the zones.  The results of the detector technology assessment shall be documented in the Fire and Gas Design Basis  report. 

5.6  Fire and Gas Mapping for Coverage Verification 

CONSULTANT shall perform fire and gas mapping to verify that the coverage targets that were selected  for each fire and gas zone are achieved by the proposed design.  The mapping study shall consider the  following factors.  1) The proposed layout and orientation shall be assessed to ensure the following  a) To ensure the coverage footprint is sufficient to provide the required hazard alarms and control  actions  b) To ensure that detector views are not impeded by pipe work, cable trays, or other obstructions.  2) The effective range of the selected detectors shall consider the expected environment, with the  estimate based on test data 

(10)

The fire and gas mapping study shall be of the geographic coverage variety for both fire detection arrays  and gas detection arrays.  The geographic coverage shall calculate the fraction of the area of a  monitored process zone which, if a fire or gas release were to occur, would be detected.  The fire and gas mapping shall be performed utilizing a computer aided design tool that will generate a  colorized map of the coverage provided in a zone, along with tabulated and calculated results.  The fire  and gas mapping tool shall have, at a minimum, the following attributes for fire modeling.  • Perform modeling in three dimensions  • Calculate the analysis results for any user‐selected elevation of interest  • Accurately model any make and model of fire detector (i.e., the results of the computer  software shall create a map that is essentially identical to the “cone of vision” presented in each  equipment vendor’s product literature when the detector is located at the elevation of interest  and oriented with no angle of declination)  • Accurately model the effects of changes in detector elevation away from the elevation of  interest  • Accurately model the effects of changing angle of declination with respect to the elevation of  interest  • Accurately model multiple different detector sensitivity settings for each detector  • Accurately model multiple fires from different materials of interest for each detector as required  (e.g., methanol fires, methane fires, hexane fires)  • Accurately model the impact of obstructions to fire detector view in full three dimensions  • Accurate model multiple obstruction geometries, including but not limited to, cubes (cuboid),  spheres, cylinders, cylindrical vessels – horizontal and vertical)  • Present tabular results of the area where  1. No detectors are sighted  2. A single detector is sighted  3. Two or more detectors are sighted  • Present a color coded map of the elevation of interest showing where  1. No detectors are sighted  2. A single detector is sighted  3. Two or more detectors are sighted  • Limit graphic results and tabulated results to the fire grading extents instead of the overall zone.  • Present multiple independent results for the multiple zone grades that may be present in a  zone.  The fire and gas mapping tool shall have, at a minimum, the following attributes for gas modeling.  • Perform modeling in three dimensions  • Modeling of point detection systems along with open path detection systems  • Present graphical results at any user selected elevation of interest  • Present tabular results of the area where 

(11)

1. No detectors are sighted  2. A single detector is sighted  3. Two or more detectors are sighted  • Present tabular results for either a single elevation or fully in three dimensions for the entire  three dimensional room space  • Present a color coded map of the elevation of interest showing where  1. No detectors are sighted  2. A single detector is sighted  3. Two or more detectors are sighted  • Limit graphic results and tabulated results to the gas grading extents instead of the overall zone.  • Present multiple independent results for the multiple zone grades that may be present in a  zone.  All fire and gas mapping shall be performed by personnel who are certified by the software vendor to be  qualified to perform fire and gas mapping studies and qualified to use the fire and gas mapping  software.  All mapping scenarios shall be certified by the software vendor as being accurate and  representative with respect to the documentation that describes each fire and gas mapping scenario.  The results of the study shall be presented as one fire coverage map and one gas coverage map for each  zone, with tabulated results of the mapping analysis.  For typical fire and gas detection mapping results,  see Appendix F – Typical Fire and Gas Mapping Results. 

5.7  FGS Function Safety Availability (SIL) Verification 

CONSULTANT shall perform verification calculations to ensure that the proposed design and associated  testing and maintenance philosophy achieve the selected safety availability (SIL) targets.  CONSULTANT  shall build reliability models that allow calculation of the relevant design parameters of SIL, safety  availability, and achieved fault tolerance.  These calculations shall be performed using databases of  equipment failure rates and associated failure attributes.  The calculation shall be performed using a  software toolkit that has been formally verified and validated to accurately calculate these results in  conformance with IEC 61511 and the ISA TR84.00.02 technical report.  CONSULTANT shall ensure that  personnel performing Safety Availability / SIL verification are competent to perform these calculations,  including but not limited to ensuring personnel hold a certificate as an ISA 84 SIL Verification Specialist  (SVS) or certificate as an ISA 84 Expert.  The results of this task will be documented in the FGS Design  Basis Report. 

5.7  FGS Requirements Specifications 

CONSULTANT shall prepare a FGS Requirements Specifications document set.  The purpose of this  document set is to provide a comprehensive conceptual design that can subsequently be used as the  basis for fire and gas equipment supply and detailed design activities such as equipment selection and  logic development and programming.  The specifications shall contain both functional requirements and  integrity requirements and shall be developed in general accordance with Clause 10 of the IEC 61511  standard.  The document set shall be composed of multiple parts. First, a section describing the general 

(12)

requirements of the entire FGS system shall be prepared.  This section shall contain all general  information that pertains to the entire FGS system, along with specific notes that detail any special  situations or exclusions to the general requirements.  In addition to the general requirements the  following documents shall be generated and incorporated.  • FGS Logic Cause and Effect Diagrams  • FGS Detector Lists with detector types, locations, orientations, and set points  • FGS Detector Layout Diagrams  The documentation shall be created utilizing the same format as those presented in Appendix G –  Typical FGS Requirements Specifications Components. 

5.8  FGS Verification and Validation 

CONSULTANT shall facilitate and participate in FGS system design verification and validation testing.  The  objective of the verification and validation activity is to ensure that the installed FGS system is in  compliance with the FGS performance specifications and its operation suitably matches the  performance level and assumptions that were made during the design phase.  The activity will occur in  two distinct phases.  The first phase shall be a verification of installed equipment against the FGS  Requirements Specifications.  During this phase all detectors will be viewed at the facility in order to  verify that they are the correct type, and installed in the proper orientation and location, as per the FGS  layout diagrams and FGS detector list.  The verification phase shall also include verification that all of the  requirements listed in the general requirements and notes have been implemented in the FGS logic  solver and that the FGS logic solver has been programmed in accordance with the FGS Cause and Effect  Diagrams.  The verification phase shall begin with the development of a verification and validation  procedure and checklist, and shall result in completion of the verification checklist and submission of a  deviation record (punch list) of any deviations that were found from the FGS Requirements  Specification.  The second phase of this task will involve CONSULTANT facilitation of validation testing.  The validation  testing shall be accomplished by physically activating each detector by either simulating a fire with a fire  simulator, or creating an above alarm limit gas concentration through application of a sample gas.  For  each gas detector the sample gas shall be applied by COMPANY technicians who are under the direction  of CONSULTANT, using calibration gases supplied by COMPANY.  Upon application of the calibration gas  proper activation of the sensor will be verified along with proper activation of all effects, such as lights,  horns, and associated process actions.  For each fire detector, the fire and gas mapping results for each  individual detector will be reviewed and a representative set of points around the perimeter of the  detector’s cone of vision will be identified.  Each of the points along the perimeter will be simulated  using a fire simulator device provided by COMPANY that is compatible with the fire detector.  Activation  of the sensor at each point shall be verified.  For the first activation point, the activation of the proper  effects will also be verified. 

(13)

The results of the verification and validation activity will be documented in a verification and validation  report that will include the completed checklists and notated test procedures. 

6. Study Deliverables 

The project described in this request for proposal shall result in the following documents, drawings, and  specifications as a result of the study work.  1. FGS Study Report describing the scope methodology and results of the study, including the  following work products as appendices:  • Zone List  • Zone Grading  2. FGS Requirements Specifications including the following sections and drawings:  • General Requirements and Notes  • FGS Cause and Effect Diagrams  3. FGS Verification and Validation Testing Report, including the following sections  • Verification and Validation Plan  • Verification and Validation Checklist  All deliverables shall be submitted in a fixed (non‐editable) format, e.g., Adobe PDF or equal, and in the  native editable format, e.g., Microsoft Word, or equal. 

7. Project Schedule 

<<INSERT PROJECT SCHEDULE REQUIREMENTS INTO THIS LOCATION AS DICTATED BY PROJECT  CONDITIONS>> 

8. Meetings and Presentations 

The scope of the project shall include the following meetings and presentations to be performed at  COMPANY site, professional fees and travel and living expenses are to be included in the fixed price  submitted by CONSULTANT.  • Kick‐Off Meeting  • HAZID – Zone Definition Meeting  • Preliminary Results Review Meeting  • Final Results Presentation 

9. Information to be Presented in the Proposal 

The proposal generated by CONSULTANT for this SCOPE OF WORK shall include the following  information in order to be considered in compliance with this Request for Quotation. 

(14)

• Description of the SCOPE OF WORK Proposed by CONSULTANT  • Methodology to be implemented, including acceptance criteria  • Assumptions upon which the proposal is based  • Assumptions utilized during study execution for technical tasks  • Details of all software tools implemented  • Details of sources of references and databases implemented  • Composition of the study team, including resume of key personnel  • Competency justification for key personnel  • Proposed schedule for project execution  In addition, any clarifications, qualifications, or exclusions by CONSULTANT to the SCOPE OF WORK  contained herein shall be clearly listed separately.  If no clarifications, qualifications, or exclusions are  noted by CONSULTANT in their proposal document, the CONSULTANT shall be considered in full  compliance with the SCOPE OF WORK requirements. 

10.

Basis of Commercial Proposal 

The commercial proposal shall be in compliance with the terms and conditions of COMPANY or  ENGINEER standard purchasing terms and conditions for technical service projects (standard terms and  conditions are attached).  The proposal shall be prepared on the basis of a fixed price for services and expenses.  Time and  materials proposals shall not be accepted.  The SCOPE OF WORK is well defined.  As such, the level of  effort is clearly determinable by a competent consultant.  Inability to provide a fixed price lump‐sum  quotation shall be considered a lack of competency of the CONSULTANT to perform these services,  resulting in a rejection of the proposal.     

(15)

Appendix A – Facility Description 

Overview  The General Oil & Gas Operating Company’s production facility located in Chemical City, TX processes  hydrocarbon fluids coming out of natural gas wells located in production platforms. The wells discharge  the production fluids into a main production header, which in turn supplies the facility with feedstock. In  the first stage of the separation process (high pressure stage), the production fluids enter a high  pressure separator where the liquid and gas components are separated at a specific temperature and  pressure. The gas leaving the high pressure separator is predominantly composed of lighter  hydrocarbons and does not need any additional treatment. The gas leaves the facility via the export gas  pipeline to neighboring gas processing companies. In the second stage of the separation process (low  pressure stage), the liquid from the first stage enters the low pressure separator and flashes at a specific  temperature and pressure. The gas stream from the low pressure separator is compressed and the  compressed gas combines with the gas leaving the high pressure separator. The liquid from the low  pressure separator is considered to be stabilized for processing purposes and it is pumped into the high  pressure export liquid pipeline. The major equipment used in this process, includes a High Pressure  Separator, Low Pressure Separator, Export Pump and Gas Compressor are described in the following  sections.  High Pressure Separator (V‐101)  Hydrocarbon fluids enter the high pressure separator (V‐101) through a pressure reducing valve (PRV‐ 101A) which reduces the pressure from approx.700 psig (production header pressure) to 350 psig (first  stage operating pressure). The pressure in the separator is maintained by the pressure control valve PV‐ 101B. Flashing occurs in the vessel causing separation of gas and liquid components. Reduction in flow  velocity causes the liquid droplets to drop out of the gas stream. The separator vessel provides the  retention time needed for effective gas‐liquid separation and also provides a surge volume necessary to  handle intermittent surges of liquid. The liquid level in the vessel is maintained by the level control valve  LV‐101A.  As the hydrocarbon fluids come into contact with the inlet diverter, most of the liquid falls into the  liquid section and the gas flows over the inlet diverter. The gas stream continues to flow horizontally  above the liquid section and small drops of liquid not separated by the inlet diverter are separated out  by gravity. Drops of liquid that are too small to be separated by gravitational force are removed from  the gas stream by a de‐mister pad.  The gas leaves the high pressure separator and enters the export gas pipeline to neighboring gas  processing facilities. Over pressure protection of the high pressure separator is provided by relief valve  PSV‐101.  Low Pressure Separator (V‐102) 

(16)

The liquid from the high pressure separator enters the low pressure separator through the level control  valve LV‐101A. The operating pressure in the low pressure separator is maintained at 50 psig to flash off  the lighter hydrocarbons into the gas phase and partially stabilize the liquid phase. The vapor and liquid  disengage similar to V‐101. The gas is sent to compressor C‐104 and the partially stabilized liquid is  pumped out using pump P‐103. Over pressure protection of the low pressure separator is provided by  relief valve PSV‐102.  Export Pump (P‐103)  The partially stabilized hydrocarbon liquid from V‐102 is pumped using high pressure pump P‐103 to the  export liquid pipeline. P‐103 is a multistage pump that discharges the liquid at a pressure of 2200 psig  needed to transport the hydrocarbon liquid several miles before it can be further processed. A pressure  relief valve PSV‐103 protects the pump from damage in case of a blocked flow in the export liquid  pipeline.   Gas Compressor (C‐104)  The gas stream leaving the low pressure separator V‐102 at a pressure of 50 psig enters compressor C‐ 104 where its pressure is increased to 350 psig to match the gas pressure leaving the high pressure  separator. The pressure controller PIC‐104A controls pressure from the compressor to the export gas  pipeline. The pressure controller senses changes in separator pressure and sends a signal to either open  or close the control valve PV‐104A accordingly. Controller FIC‐104 provides anti‐surge control by  “spilling back” sufficient material through FV‐104 to the low pressure separator and prevents surging.  Over pressure protection of the suction and discharge sides of the compressor are provided by pressure  relief valves PSV‐104A and PSV‐104B respectively.  Support Facilities  The support efforts include:  1. A site with roads   2. Security with perimeter chain link fencing a guard house and an entry gate  3. Utilities to enable the process to work: electricity; fuel oil or diesel; instrument air and water  4. Safety systems include fire water deluge, personnel protection, and escape   5. Vent systems which discharge to a flare header and flare     

(17)

Appendix B – FGS Zone List and Zone Extents Drawing 

The FGS Zone List and Zone Extents Drawing begin on the following page.   

(18)

FGS Zone List 

Item Zone ID Zone Description FGS Zone Category

1. Zone 1 Local Control Building - Electrical Switch Room E - Special Equipment Special, High Value, Electrical or Electronic Equipment

2. Zone 2 Local Control Building - Control Room D - General Occupation General Occupation

3. Zone 3 Local Control Building - Battery Room E - Special Equipment Special, High Value, Electrical or

Electronic Equipment

4. Zone 4 Local Control Building - Air Lock D - General Occupation General Occupation

5. Zone 5 Local Control Building HVAC Fresh Air Intake V - Ventilation Ventilation System

6. Zone 6 Gas Plant - Process Area H - Hydrocarbon Hydrocarbon Processing Area

 

Zone Extents Drawing 

The Zone Extents Drawing is shown on the following page.   

(19)

 

Control Room

Electrical Switch-Room Battery

Room Air Lock

Tag No. Description

V-101 High Pressure Separator V-102 Low Pressure Separator P-103 Export Pump C-104 Gas Compressor Equipment List V-101 C-104 P-103 V-102 DRAWING TITLE FGS Zone Extents Gas Production Facility

Kenexis

3366 Riverside Drive, Suite 200, Columbus OH 43221

1. All dimensions are in inches.

CLIENT

NOTES REV DESCRIPTION DATE BY APP DRAWN S. A. Gray 3 Jun 11

CHECKED B. Buck 3 Jun 11

APPROVED

APPROVED

0 As Built 3 Jun 11 SAG BB

VisioDocument Z001

Z003 Z004

Z002 Z005

(20)

Appendix C – FGS Function List – Typical  

Plant: 1. Sample Plant

Item Zone ID Zone Description Zone Type FGS

Function ID Description / Function

Design Intent FGS Hazard Inputs Input Group Logic Outputs Output Group Logic Location (LS) FGS Function Notes Tag Sensor Voting Tag Final Element Voting 1. Zone 1 Local Control Building - Electrical

Switch Room

E - Special Equipment

Z1-A 1. General Area Building Smoke Detection System - Alarm

AC Fire

SD-001A/B

1ooN 1oo1 Building Deluge

1oo1 1oo1 FGS

2. Zone 2 Local Control Building - Control Room

D - General Occupation

3. Zone 3 Local Control Building - Battery Room

E - Special Equipment

Z3-A Z3-B

1. General Area Building Smoke Detection System - Alarm

Point Hydrogen Gas Detection - Alarm & S/D of Battery Charger System

AC Fire

SD-002A/B

1ooN 1oo1 Building Deluge 1oo1 1oo1 FGS AE-009A/B 2oo2 Battery Charger System 1oo1

4. Zone 4 Local Control Building - Air Lock D - General Occupation

Z4-A Z4-B

1. Manual Call Point - Alarm Point Combustible Gas Detection - Alarm

SEG Comb. Gas MCP-001 1oo1 1oo1 ESD +

Blowdown

1oo1 1oo1 FGS Additional Action to ESD + BD Process. Safety Critical Action is to protect building occupants and equipment from hazardous gas.

AE-008A/B

2oo2 HVAC Fire

Damper

1oo1

5. Zone 5 Local Control Building HVAC Fresh Air Intake

V - Ventilation Z5-A 1. Point Combustible Gas Detection - Alarm, HVAC S/D & ESD

SEG Comb. Gas AE-010 1oo1 1oo1 HVAC Fire

Damper

1oo1 1oo1 FGS Additional Action to ESD + BD Process. Safety Critical Action is to protect building occupants and equipment from hazardous gas. HVAC

Z5-B 2. Point Toxic Gas Detection - Alarm, HVAC S/D & ESD

SEG H2S Gas

6. Zone 6 Gas Plant - Process Area H -

Hydrocarbon

Z6-A 1. Gas Compressor (C-104) - General Area Coverage Optical Fire Detection System - Alarm & ESD

AC Fire BE-001 BE-002 BE-003 BE-004 2ooN 1oo1 SDV-104 SDV-106 2oo2 1oo1 FGS SDV-102A SDV-103 2oo2 SDV-102A SDV-104 SDV-102B 3oo3 SDV-101 SDV-102A SDV-104 1oo1

Z6-B 2. Export Pump (P-103) - General Area Coverage Optical Fire Detection System - Alarm & ESD

High Pressure Separator (V-101) - General Area Coverage Optical Fire Detection System - Alarm & ESD

AC Comb. Gas AE-001

AE-002 2ooN 1oo1 SDV-104 SDV-106 2oo2 XooX FGS SDV-102A SDV-103 2oo2 SDV-102A SDV-104 SDV-102B 3oo3 SDV-101 SDV-102A SDV-104 1oo1

Z6-C 3. Low Pressure Separator (V-102) - General Area Coverage Optical Fire Detection System - Alarm & ESD

AC Fire AE-003 AE-004 2ooN 1oo1 SDV-104 SDV-106 2oo2 XooX FGS SDV-102A SDV-103 2oo2

(21)

Plant: 1. Sample Plant

Item Zone ID Zone Description Zone Type Function ID FGS Description / Function Design Intent FGS Hazard

Inputs Input Group Logic Outputs Output Group Logic Location (LS) FGS Function Notes Tag Sensor Voting Tag Final Element Voting SDV-102A SDV-104 SDV-102B 3oo3 SDV-101 SDV-102A SDV-104 1oo1

Z6-D 4. Gas Compressor (C-104) - General Area Coverage (open-path & point) Optical Combustible Gas Detection System - Alarm & ESD

AC Comb. Gas SDV-104 SDV-106 2oo2 XooX FGS SDV-102A SDV-103 2oo2 SDV-102A SDV-104 SDV-102B 3oo3 SDV-101 SDV-102A SDV-104 1oo1

Z6-E 5. Export Pump (P-103) - General Area Coverage (open-path & point) Optical Combustible Gas Detection System - Alarm & ESD

AC Comb. Gas SDV-104 SDV-106 2oo2 XooX SDV-102A SDV-103 2oo2 SDV-102A SDV-104 SDV-102B 3oo3 SDV-101 SDV-102A SDV-104 1oo1

Z6-F 6. Low Pressure Separator (V-102) - General Area Coverage (open-path & point) Optical Combustible Gas Detection System - Alarm & ESD

AC Comb. Gas SDV-104 SDV-106 2oo2 XooX SDV-102A SDV-103 2oo2 SDV-102A SDV-104 SDV-102B 3oo3 SDV-101 SDV-102A SDV-104 1oo1

Z6-G 7. High Pressure Separator (V-101) - General Area Coverage (open-path & point) Optical Combustible Gas Detection System - Alarm & ESD

AC Comb. Gas SDV-104 SDV-106 2oo2 XooX SDV-102A SDV-103 2oo2 SDV-102A SDV-104 SDV-102B 3oo3 SDV-101 SDV-102A SDV-104 1oo1  

(22)

Appendix D – FGS Performance Target List 

Item Zone

ID Zone Description Zone Type

Graded Areas Graded Areas Graded Area Tag Equipment List

Equip Tag Equip Type Hazard Type

Leak Scenarios

Leak Description Hole Size Item Leak Frequency

HC HAZARD RANKING Consequence (Risk Matrix) Rank Criteria

Ignition Probability F(unmit) Safety Grade Asset Grade Env. Grade Severity - Safety Severity - Asset Severity - Environment Hazard Rank (Release Rate) Hazard Rank (Occupancy) Selected Grade 6. Zone 6 Gas Plant - Process

Area

H -

Hydrocarbon

Z5-1 C-104 1E-1 Comb. Gas Small Leak of

HP Gas from Export Gas Compressor

5 mm 9.2E-02/yr 3 3 3 <1 kg/sec <=50% 0.01

4.60E-04/yr None A None A Large Leak of HP Gas from Export Gas Compressor 25 mm 8.0E-03/yr 4 3 3 1 to 50 kg/sec <=50% 0.07 2.80E-04/yr C B None Z5-2 P-103 WH Liquid HC 5 mm 2.8E-03/yr 4 3 5 1 to 50 kg/sec <=50% 0.07 9.66E-05/yr

None None None B

Leak of

Stabalized Liquid From Export Pump

25 mm 2.4E-04/yr 5 4 6 >50 kg/sec <=50% 0.30

3.60E-05/yr

C B B

Z5-3 V-101 SV Comb. Gas Leak of HP Gas

from High Pressure Separator 5 mm 9.2E-04/yr 4 4 2 1 to 50 kg/sec <=50% 0.07 3.22E-05/yr None B None B

25 mm 8.0E-05/yr 5 4 2 >50 kg/sec <=100% 0.30

2.40E-05/yr

C C None

V-102 SV Comb. Gas Leak of LP Gas from Low Pressure Separator

   

(23)

FGS Zone Grading 

The figure on the following page presents a FGS Zone Grading Extents drawing.   

(24)
(25)

Appendix E – Design Basis Consequence Modeling Results 

The following figures show typical results of design basis consequence modeling. 

 

 

(26)

Appendix F – Typical Fire and Gas Mapping Results 

Geographic Fire Coverage 

The figure on the following page presents the results of a Geographic Fire Coverage calculation.   

(27)
(28)

Geographic Gas Coverage 

The figure on the following page presents the results of a Geographic Gas Coverage calculation.   

(29)
(30)

Appendix G – Typical FGS Requirements Specifications Components 

Cause and Effect Diagram 

(31)
(32)
(33)
(34)

Detector List  The following figure presents a typical fire and gas detector list.  Detector Type  Tag  Coordinate  Coordinate  Elevation Above Grade  Rotation (deg)  Declination  (deg)  Notes 

Point Source Gas Detector (HC)  BTX‐001  27' 6" N 26' 0" E 6’ 0” N/A N/A  Point Source Gas Detector (HC)  BTX‐002  54' 6" N 14' 6" E 6’ 0” N/A N/A  Point Source Gas Detector (HC)  BTX‐003  15' 0" N 14' 6" E 6’ 0” N/A N/A  Point Source Gas Detector (HC)  BTX‐004  55' 6" N 7' 6" W 6’ 0” N/A N/A  Point Source Gas Detector (HC)  BTX‐005  33' 0" N 17' 0" W 6’ 0” N/A N/A  Point Source Gas Detector (HC)  BTX‐006  15' 0" N 7' 6" W 6’ 0” N/A N/A  Optical Fire Detector  ATX‐001  64' 8" N 35' 8" E 10’ 0” 40° W of S 35  Optical Fire Detector  ATX‐002  7' 4" N 40' 2" E 10’ 0” 45° W of N 35  Optical Fire Detector  ATX‐003  14' 8" N 7' 2" E 10’ 0” 40° E of N 35  Optical Fire Detector  ATX‐004  70' 6" N 3' 8" W 10’ 0” 30° W of S 35  Optical Fire Detector  ATX‐005  14' 0" N 18' 0" W 10’ 0” 30° E of N 35 

Note:  All detector coordinates are measured relative to the North East corner of the control room building.   

(35)

Detector Layout Diagram 

The figure on the following page presents a typical fire and gas detector layout diagram.   

(36)

References

Related documents

Of the seventeen verification tests listed in Table 1, PEDFLOW had the capability to complete seven of the tests with little-to-no modifications. PEDFLOW successfully accomplished four

A collection of NOTIFIER ONYX Series Fire Alarm Control Panels, Network Control Annunciators (NCA), Network Web Server (NWS), Embedded Gateway, BACnet Gateway, Modbus Gateway,

The PC based graphical facilities monitoring system shall include, but not be limited to, optional touch screen or LCD wide screen monitor, one or more PC based graphical

Alarm or trouble activation of initiating points shall be represented in English on the alphanumeric display on both the remote operating panel and the fire

Audio/Visual and Visual only alarm signals shown on the Drawings to be ceiling mounted in areas with open structure (no suspended ceiling) shall be furnished by this contractor

Provide the following common control switches and indicators: Detection Signal Operated LED, Common Trouble LED, Power ON LED, Enable Zone LED, Enable Zone Disconnect Switch and

programmable Notification circuit shall also be capable of providing auxiliary power when programmed as such. The control panel must have a built in annunciator with three

drive with no less than 1 Gigabytes of storage space, 100 Base­T Ethernet NIC  card, and USB ports.