柴油加氫改質(zhì)裝置中安全儀表系統(tǒng)SIS的應用探討

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，危險時有發(fā)生。因此，各企業(yè)、組織和部門都在積極探索設計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題。本文針對柴油加氫改質(zhì)裝置的安全監(jiān)控問題，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應用于其生產(chǎn)監(jiān)控過程的方法。為石油化工企業(yè)中，安全儀表系統(tǒng)相關(guān)從業(yè)人員提供一種應用參考。

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

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)，對環(huán)境、設備和工作人員產(chǎn)生了巨大的安全隱患，很容易出現(xiàn)生產(chǎn)事故。因此，為了確保在整個生產(chǎn)流程中的安全性問題，需要設計開發(fā)一種安全儀表系統(tǒng)SIS，保證環(huán)境、設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)裝置的開啟與停止、正常工作以及維護的期間內(nèi)，實施的進行安全性檢測與監(jiān)控，保障環(huán)境、設備與操作人員的安全。這種安全檢測與監(jiān)控，包含了柴油加氫改質(zhì)裝置自身的設備故障、操作人員的操作失誤以及其它不可抗環(huán)境因素導致的安全隱患等引發(fā)的安全性問題。一旦發(fā)現(xiàn)后，安全儀表系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并且進行警告，必要時進行應急處理。其應急處理是通過給出響應的控制信號，是生產(chǎn)裝置實現(xiàn)安全聯(lián)鎖或者停機，從而避免危險的繼續(xù)產(chǎn)生或者擴散，進而將危險程度減到最小。這也為相關(guān)工作員快速準確的采取措施解決問題提供了寶貴的時間。本文將對柴油加氫改質(zhì)裝置中安全儀表系統(tǒng)的應用進行簡要的探討。

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，收到這個行業(yè)客觀條件的限制與生產(chǎn)原料具有高危性的特點，容易發(fā)生一些安全事故，從而對環(huán)境、設備和工作人員造成巨大的傷害。為了保證環(huán)境、財產(chǎn)與人員安全，安全儀表系統(tǒng)（包括緊急停車系統(tǒng)、燃燒器管理系統(tǒng)、火災和氣體安全系統(tǒng)、高完整性壓力保護系統(tǒng)等）的概念被提出，并且逐漸的形成、發(fā)展與應用在了高危工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域里，成為了自動化工程領(lǐng)域的一個重要組成部分。直到近幾年以來，安全儀表系統(tǒng)才在我國慢慢的出現(xiàn)并且推廣開來。但是由于出現(xiàn)時間晚，重視程度不足等問題，導致我國的安全儀表系統(tǒng)設計研究與具體應用水平還處于初期階段，無論是自主研發(fā)，還是應用維護等方便還有許許多多的問題。因此國內(nèi)的生產(chǎn)廠家大都直接采用了國外成熟可靠的安全儀表系統(tǒng)產(chǎn)品直接應用到了自己的企業(yè)生產(chǎn)中。

2 SIS應用在柴油加氫改質(zhì)裝置的意義

在石化產(chǎn)業(yè)中，生產(chǎn)工藝較為復雜，安全性需求較高。而對于環(huán)境和人類自身而言，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)過程具有重要的應用價值。在柴油的加氫改質(zhì)過程里，許多因素，包括認為因素、設備因素以及環(huán)境因素等，均容易造成工藝參數(shù)發(fā)現(xiàn)異常變化。當某參數(shù)超出安全限定值時，不僅生產(chǎn)處的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量會受到影響，還可能引發(fā)安全事故，造成環(huán)境、財產(chǎn)與人員的損害。為了保證柴油加氫改質(zhì)裝置正常工作，需要其具備對異常工況的應急處理能力和安全警告能力等，從而在發(fā)生事故時，不僅提醒相關(guān)工作人員，還能夠自行進行安全性處理，實現(xiàn)安全保護功能。安全儀表系統(tǒng)對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)應用

3.1 總體方案

整個SIS系統(tǒng)有三部分組成，包括現(xiàn)場儀表層、控制層以及管理層。其中，現(xiàn)場儀表層一般由檢測的傳感器和儀表（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)具備報警時間記錄功能（SOE），通過冗余的網(wǎng)絡連接到SIS系統(tǒng)。工程師站用于SIS系統(tǒng)的調(diào)試與維護；SOE站進行事件記錄；操作員站進行HMI畫面屏幕顯示。

整個系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能包括：裝置的聯(lián)鎖保護控制；生產(chǎn)過程監(jiān)控與報警；關(guān)鍵事件順序記錄；人機交互界面的通信等。

3.2 具體調(diào)試過程

具體調(diào)試過程如下：

首先需要對每一個模擬輸入量均進行檢測，查看其是否具有正常的工作、報警以及連鎖功能。當模擬量在正常的范圍內(nèi)時，則輸入的信號數(shù)值時綠色；當該信號達到了一級報警數(shù)值時，輸入的信號顏色變更為黃色，便于警告，在過程報警欄中進行報警提示；當該檢測信號達危險值的時候，指示燈顏色會變成紅色，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，說明此時已經(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，對現(xiàn)場和設置在中央控制室輔助操作平臺上的緊急制動停機開關(guān)進行單獨調(diào)試，模擬聯(lián)鎖。不斷的檢查對應的輸出信號引發(fā)的動作，是否按照設計期望動作進行。

三取二聯(lián)鎖回路調(diào)試：在所有連鎖條件均能夠正常運行的前提下，對每個聯(lián)鎖點進行模擬連鎖信號調(diào)試，這個時候，被控制的執(zhí)行元件應該不會動作；在此基礎(chǔ)上，分別同時選取兩個不同的聯(lián)鎖點進行模擬聯(lián)鎖信號控制，此時執(zhí)行元件會正常動作，而且動作到位。這說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，收到這個行業(yè)客觀條件的限制與生產(chǎn)原料具有高危性的特點，容易發(fā)生一些安全事故，從而對環(huán)境、設備和工作人員造成巨大的傷害。本文針對柴油加氫改質(zhì)裝置的安全監(jiān)控問題，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，并針對該系統(tǒng)進行了聯(lián)鎖回路調(diào)試過程簡介。本文對柴油加氫改制裝置中的SIS系統(tǒng)分析與討論，對相關(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)中的廣泛應用提出一種可能性，為相關(guān)從業(yè)人員學習與使用SIS系統(tǒng)提供了一種參考。

參考文獻

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作者簡介

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

（作者單位：江蘇新海石化有限公司）