柴油加氫改質(zhì)裝置中安全儀表系統(tǒng)SIS的應(yīng)用探討

閆軍偉 謝乾

摘 要：在石油化工行業(yè)里，有害、易燃易爆的物質(zhì)隨處可見(jiàn)，危險(xiǎn)時(shí)有發(fā)生。因此，各企業(yè)、組織和部門(mén)都在積極探索設(shè)計(jì)一種較為安全的儀表系統(tǒng)SIS，從而確保石油化工企業(yè)發(fā)生裝置或者人員的安全問(wèn)題。本文針對(duì)柴油加氫改質(zhì)裝置的安全監(jiān)控問(wèn)題，首先介紹了柴油加氫改質(zhì)及安全儀表系統(tǒng)SIS的工藝背景，探索一種將安全儀表系統(tǒng)SIS應(yīng)用于其生產(chǎn)監(jiān)控過(guò)程的方法。為石油化工企業(yè)中，安全儀表系統(tǒng)相關(guān)從業(yè)人員提供一種應(yīng)用參考。

關(guān)鍵詞：柴油加氫改質(zhì)裝置；安全儀表系統(tǒng)；應(yīng)用；

引言

在2003年衛(wèi)生部下發(fā)的《高毒物品目錄》里，將硫化氫、氨等物質(zhì)列為高毒。然而，現(xiàn)在的柴油加氫裝置里，極易出現(xiàn)有毒有害而且易燃易爆的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境、設(shè)備和工作人員產(chǎn)生了巨大的安全隱患，很容易出現(xiàn)生產(chǎn)事故。因此，為了確保在整個(gè)生產(chǎn)流程中的安全性問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種安全儀表系統(tǒng)SIS，保證環(huán)境、設(shè)備和工作人員的安全。該安全儀表系統(tǒng)，要求能夠在柴油加氫改質(zhì)裝置的開(kāi)啟與停止、正常工作以及維護(hù)的期間內(nèi)，實(shí)施的進(jìn)行安全性檢測(cè)與監(jiān)控，保障環(huán)境、設(shè)備與操作人員的安全。這種安全檢測(cè)與監(jiān)控，包含了柴油加氫改質(zhì)裝置自身的設(shè)備故障、操作人員的操作失誤以及其它不可抗環(huán)境因素導(dǎo)致的安全隱患等引發(fā)的安全性問(wèn)題。一旦發(fā)現(xiàn)后，安全儀表系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且進(jìn)行警告，必要時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理。其應(yīng)急處理是通過(guò)給出響應(yīng)的控制信號(hào)，是生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖或者停機(jī)，從而避免危險(xiǎn)的繼續(xù)產(chǎn)生或者擴(kuò)散，進(jìn)而將危險(xiǎn)程度減到最小。這也為相關(guān)工作員快速準(zhǔn)確的采取措施解決問(wèn)題提供了寶貴的時(shí)間。本文將對(duì)柴油加氫改質(zhì)裝置中安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討。

1 安全儀表系統(tǒng)發(fā)展

在柴油加工與處理的行業(yè)領(lǐng)域里，收到這個(gè)行業(yè)客觀條件的限制與生產(chǎn)原料具有高危性的特點(diǎn)，容易發(fā)生一些安全事故，從而對(duì)環(huán)境、設(shè)備和工作人員造成巨大的傷害。為了保證環(huán)境、財(cái)產(chǎn)與人員安全，安全儀表系統(tǒng)（包括緊急停車(chē)系統(tǒng)、燃燒器管理系統(tǒng)、火災(zāi)和氣體安全系統(tǒng)、高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)等）的概念被提出，并且逐漸的形成、發(fā)展與應(yīng)用在了高危工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域里，成為了自動(dòng)化工程領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分。直到近幾年以來(lái)，安全儀表系統(tǒng)才在我國(guó)慢慢的出現(xiàn)并且推廣開(kāi)來(lái)。但是由于出現(xiàn)時(shí)間晚，重視程度不足等問(wèn)題，導(dǎo)致我國(guó)的安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究與具體應(yīng)用水平還處于初期階段，無(wú)論是自主研發(fā)，還是應(yīng)用維護(hù)等方便還有許許多多的問(wèn)題。因此國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家大都直接采用了國(guó)外成熟可靠的安全儀表系統(tǒng)產(chǎn)品直接應(yīng)用到了自己的企業(yè)生產(chǎn)中。

2 SIS應(yīng)用在柴油加氫改質(zhì)裝置的意義

在石化產(chǎn)業(yè)中，生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，安全性需求較高。而對(duì)于環(huán)境和人類(lèi)自身而言，安全性是最為重要的一方面。因此安全儀表系統(tǒng)在化工及煉油行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在柴油的加氫改質(zhì)過(guò)程里，許多因素，包括認(rèn)為因素、設(shè)備因素以及環(huán)境因素等，均容易造成工藝參數(shù)發(fā)現(xiàn)異常變化。當(dāng)某參數(shù)超出安全限定值時(shí)，不僅生產(chǎn)處的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量會(huì)受到影響，還可能引發(fā)安全事故，造成環(huán)境、財(cái)產(chǎn)與人員的損害。為了保證柴油加氫改質(zhì)裝置正常工作，需要其具備對(duì)異常工況的應(yīng)急處理能力和安全警告能力等，從而在發(fā)生事故時(shí)，不僅提醒相關(guān)工作人員，還能夠自行進(jìn)行安全性處理，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)功能。安全儀表系統(tǒng)對(duì)柴油加氧裝置的安全可靠工作具有不言而喻的重要性。

3 柴油加氫改質(zhì)裝置SIS系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 總體方案

整個(gè)SIS系統(tǒng)有三部分組成，包括現(xiàn)場(chǎng)儀表層、控制層以及管理層。其中，現(xiàn)場(chǎng)儀表層一般由檢測(cè)的傳感器和儀表（包括溫度、流量、壓力、液面高度等）以及最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)（電磁控制閥）兩部分構(gòu)成；SIS的控制層是由控制器和邏輯控制算法組成；管理層由控制站、工程師站、SOE站等部分組成。柴油加氫改質(zhì)裝置的控制室處于中心控制室里。SIS系統(tǒng)具備報(bào)警時(shí)間記錄功能（SOE），通過(guò)冗余的網(wǎng)絡(luò)連接到SIS系統(tǒng)。工程師站用于SIS系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)；SOE站進(jìn)行事件記錄；操作員站進(jìn)行HMI畫(huà)面屏幕顯示。

整個(gè)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能包括：裝置的聯(lián)鎖保護(hù)控制；生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與報(bào)警；關(guān)鍵事件順序記錄；人機(jī)交互界面的通信等。

3.2 具體調(diào)試過(guò)程

具體調(diào)試過(guò)程如下：

首先需要對(duì)每一個(gè)模擬輸入量均進(jìn)行檢測(cè)，查看其是否具有正常的工作、報(bào)警以及連鎖功能。當(dāng)模擬量在正常的范圍內(nèi)時(shí)，則輸入的信號(hào)數(shù)值時(shí)綠色；當(dāng)該信號(hào)達(dá)到了一級(jí)報(bào)警數(shù)值時(shí)，輸入的信號(hào)顏色變更為黃色，便于警告，在過(guò)程報(bào)警欄中進(jìn)行報(bào)警提示；當(dāng)該檢測(cè)信號(hào)達(dá)危險(xiǎn)值的時(shí)候，指示燈顏色會(huì)變成紅色，并且在聯(lián)鎖回路中的連接線有原有的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，說(shuō)明此時(shí)已經(jīng)觸發(fā)了聯(lián)鎖。

單一聯(lián)鎖回路調(diào)試：在所有連鎖條件均可以正常工作的前提下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)置在中央控制室輔助操作平臺(tái)上的緊急制動(dòng)停機(jī)開(kāi)關(guān)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，模擬聯(lián)鎖。不斷的檢查對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)引發(fā)的動(dòng)作，是否按照設(shè)計(jì)期望動(dòng)作進(jìn)行。

三取二聯(lián)鎖回路調(diào)試：在所有連鎖條件均能夠正常運(yùn)行的前提下，對(duì)每個(gè)聯(lián)鎖點(diǎn)進(jìn)行模擬連鎖信號(hào)調(diào)試，這個(gè)時(shí)候，被控制的執(zhí)行元件應(yīng)該不會(huì)動(dòng)作；在此基礎(chǔ)上，分別同時(shí)選取兩個(gè)不同的聯(lián)鎖點(diǎn)進(jìn)行模擬聯(lián)鎖信號(hào)控制，此時(shí)執(zhí)行元件會(huì)正常動(dòng)作，而且動(dòng)作到位。這說(shuō)明連鎖回路能夠正常工作。

總結(jié)

在柴油加工與處理的行業(yè)領(lǐng)域里，收到這個(gè)行業(yè)客觀條件的限制與生產(chǎn)原料具有高危性的特點(diǎn)，容易發(fā)生一些安全事故，從而對(duì)環(huán)境、設(shè)備和工作人員造成巨大的傷害。本文針對(duì)柴油加氫改質(zhì)裝置的安全監(jiān)控問(wèn)題，首先介紹了柴油加氫改質(zhì)及安全儀表系統(tǒng)SIS的工藝背景，在分析SIS應(yīng)用于柴油加氫改制裝置中的意義后，提出了一種SIS系統(tǒng)框架，并針對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)鎖回路調(diào)試過(guò)程簡(jiǎn)介。本文對(duì)柴油加氫改制裝置中的SIS系統(tǒng)分析與討論，對(duì)相關(guān)化工行業(yè)的安全生產(chǎn)與制造提出了一種新的思路，為安全儀表系統(tǒng)在該行業(yè)中的廣泛應(yīng)用提出一種可能性，為相關(guān)從業(yè)人員學(xué)習(xí)與使用SIS系統(tǒng)提供了一種參考。

參考文獻(xiàn)

[1]夏陽(yáng)光，陶剛，張禮敬.基于FFTA-LOPA的化工裝置安全儀表系統(tǒng)SIL確定方法[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2016，12（06）：142-146.

[2]楊永光，金常青，崔黎寧，王曉莉.安全儀表系統(tǒng)中傳感器冗余配置方式的分析[J].石油化工自動(dòng)化，2014，50（01）：14-16+34.

[3]黃步余，范宗海，馬蕾.《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》解讀[J].石油化工自動(dòng)化，2013，49（06）：1-9.

作者簡(jiǎn)介

閆軍偉（1985.11--）；性別：男，籍貫：山東省濟(jì)寧人，民族：漢族，學(xué)歷：本科，在職研究生，碩士學(xué)位。畢業(yè)于山東科技大學(xué)；現(xiàn)有職稱(chēng)：助理工程師

（作者單位：江蘇新海石化有限公司）