石油化工企業(yè)中自動(dòng)化控制的應(yīng)用研究

陳壽寶(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程分公司， 天津 300459)

石油化工企業(yè)中自動(dòng)化控制的應(yīng)用研究

陳壽寶(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程分公司， 天津 300459)

本文首先闡述了石油化工企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化控制所需具備的條件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)μ岣呤突て髽I(yè)的生產(chǎn)能效有所幫助。

石油化工；自動(dòng)化控制；生產(chǎn)能效

1 石油化工企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化控制所需具備的條件

自動(dòng)化控制是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)，它是以獨(dú)特的控制算法和方案為前提，并以控制理論為基礎(chǔ)，對(duì)石油化工整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種模擬量進(jìn)行自動(dòng)控制，如溫度、壓力、液位等等。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制需要具備以下基本條件：其一，先進(jìn)的控制設(shè)備和系統(tǒng)，如分散集中控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)、火災(zāi)控制系統(tǒng)等。其二，滿(mǎn)足控制系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)施方案，為自動(dòng)化控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)構(gòu)建平臺(tái)。其三，高素質(zhì)人才。通過(guò)上述三個(gè)條件的有機(jī)協(xié)調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)石油化工生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。

2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的具體應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)很多石油化工企業(yè)都應(yīng)用了大量的自動(dòng)化控制技術(shù)，這使得生產(chǎn)能效和安全性大幅度提升，給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中存在大量的可燃性和有毒氣體，一旦發(fā)生火災(zāi)后果極其嚴(yán)重，所以必須采取穩(wěn)定、可靠地火災(zāi)控制系統(tǒng)。

FDGS是可燃性氣體監(jiān)測(cè)與火災(zāi)控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，與傳統(tǒng)的DGS控制系統(tǒng)相比，F(xiàn)DGS的優(yōu)勢(shì)更加突出，具體體現(xiàn)在該系統(tǒng)能夠獨(dú)立完成對(duì)危險(xiǎn)氣體泄漏和裝置火災(zāi)的檢測(cè)、分析及防控。對(duì)于石油化工企業(yè)而言，其生產(chǎn)過(guò)程具有一定的特殊性，這使得各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)SIL(安全設(shè)備的安全完整性等級(jí))要求相對(duì)較高，所以構(gòu)成FDGS系統(tǒng)的各個(gè)部分均必須符合SIL國(guó)際認(rèn)證。FDGS系統(tǒng)不僅可以連續(xù)不間斷地進(jìn)行探測(cè)，而且還能發(fā)現(xiàn)裝置所在區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)聚集的各種危險(xiǎn)氣體，如可燃?xì)怏w、有毒有害氣體等等，不僅如此，系統(tǒng)還可以最早發(fā)現(xiàn)火情，并針對(duì)實(shí)際情況提供手、自動(dòng)裝置滅火。通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠極大程度地提高石油化工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全性。

(1)FGDS系統(tǒng)的構(gòu)成 FDGS系統(tǒng)的主輔設(shè)備會(huì)分布在兩個(gè)區(qū)域當(dāng)中，一個(gè)區(qū)域是裝置現(xiàn)場(chǎng)，即危險(xiǎn)區(qū)域，另一個(gè)區(qū)域是中央控制室，即相對(duì)安全區(qū)域。系統(tǒng)中的各個(gè)傳感器具備檢測(cè)功能，終端執(zhí)行器主要負(fù)責(zé)執(zhí)行功能。危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的主要儀器和設(shè)備包括：IR火焰檢測(cè)器、感溫感煙探頭、氣體檢測(cè)器、HVAC系統(tǒng)、熔斷檢測(cè)、火災(zāi)報(bào)警控制盤(pán)等，除了以上的自動(dòng)化檢測(cè)裝置之外，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)還布置了大量的手報(bào)按鈕，當(dāng)遇到突發(fā)火災(zāi)事件時(shí)，可通過(guò)該按鈕進(jìn)行報(bào)警。

(2)系統(tǒng)的主要功能和作用 ①FGDS系統(tǒng)具備連續(xù)不間斷的探測(cè)功能，能夠在早期發(fā)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域內(nèi)可能聚集的有毒氣體以及可能出現(xiàn)的火情。②系統(tǒng)為滅火提供了手自動(dòng)裝置，并設(shè)置有聲光報(bào)警器，不同顏色與聲音代表著不同的危險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員可按照?qǐng)?bào)警時(shí)的顏色和聲音對(duì)險(xiǎn)情進(jìn)行判斷，據(jù)此采取應(yīng)對(duì)措施。③具備執(zhí)行控制欲連鎖邏輯功能，可以提供事件發(fā)生的順序記錄報(bào)告。

(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 在對(duì)FGDS系統(tǒng)方案進(jìn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要從全局的角度出發(fā)，對(duì)生產(chǎn)中的主要危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上確定最終方案。①火災(zāi)檢測(cè)儀表選型。目前，市場(chǎng)中的火災(zāi)檢測(cè)儀表種類(lèi)十分繁多，每一種儀表的性能和應(yīng)用場(chǎng)所均有所差別。為了達(dá)到最佳的效果，在選擇儀表時(shí)，必須要結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，同時(shí)，還要充分考慮防火分區(qū)的要求。按照我國(guó)現(xiàn)行GB 50116-2013規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，在選擇火災(zāi)檢測(cè)儀表時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足如下以下幾點(diǎn)要求：一是由于火災(zāi)發(fā)生的初期階段會(huì)產(chǎn)生出煙和熱，對(duì)于無(wú)明火輻射的場(chǎng)所應(yīng)當(dāng)選擇感煙探測(cè)器。二是對(duì)于火災(zāi)發(fā)生后可能產(chǎn)生大量煙、熱，且存在火焰輻射的場(chǎng)所，則應(yīng)當(dāng)選擇感溫感煙和火焰探測(cè)器。三是對(duì)于因溫升過(guò)高可能引發(fā)火災(zāi)的場(chǎng)所，則必須選擇感溫探測(cè)器。②有毒及可燃?xì)怏w檢測(cè)儀表選型。在選擇此類(lèi)儀表時(shí)，應(yīng)當(dāng)以石油化工企業(yè)氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)，并確保所選的儀表滿(mǎn)足以下規(guī)定要求：一是在工藝裝置和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)安裝可燃性氣體檢測(cè)器。二是對(duì)于使用有毒的裝置和設(shè)施區(qū)域內(nèi)，則應(yīng)安裝有毒氣體檢測(cè)器。三是如果可燃?xì)怏w當(dāng)中含有有毒氣體，但有毒氣體泄漏時(shí)達(dá)不到最高允許濃度時(shí)，應(yīng)當(dāng)安裝可燃?xì)怏w檢測(cè)器。③安全性設(shè)計(jì)。由于FGDS系統(tǒng)歸屬于安全儀表系統(tǒng)的范疇，所以它的主要元件均應(yīng)當(dāng)選用故障安全型。如I/O應(yīng)具備短路和斷路檢測(cè)功能；AI點(diǎn)則應(yīng)具備異常電流檢測(cè)功能；執(zhí)行元件應(yīng)當(dāng)為勵(lì)磁型；邏輯運(yùn)算器要具備可靠地冗余和冗錯(cuò)功能。只有這樣，才能確保整個(gè)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)前的新形勢(shì)下，石油化工企業(yè)想要進(jìn)一步提升生產(chǎn)能效，就必須對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)予以足夠的重視，并在實(shí)際生產(chǎn)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)中合理應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)和設(shè)備，這樣不但能夠使生產(chǎn)設(shè)備得到有效的控制，從而提高生產(chǎn)效率，而且還能預(yù)防生產(chǎn)過(guò)程中安全事故的發(fā)生。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究力度，除了要對(duì)現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)積極研發(fā)新的控制系統(tǒng)，使其能夠更好地為石油化工生產(chǎn)服務(wù)，有助于推動(dòng)石油化工企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

[1]齊凱.淺談石油化工行業(yè)自動(dòng)化儀表的常見(jiàn)故障與處理措施[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，(3).

[2]方鵬迪.孫小方.陳武.安全控制系統(tǒng)發(fā)展概述及其可靠性提高的研究現(xiàn)狀[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2011，(1).