關(guān)于大型石化裝置安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計分析

張小波

摘要：本文重點針對大型石油化工裝置當中的安全儀表系統(tǒng)設(shè)計進行系統(tǒng)性的分析和探討，主要針對SIS系統(tǒng)進行分析，介紹了安全儀表系統(tǒng)等級的設(shè)定以及工作回路的設(shè)計方法，保證化工裝置安全儀表的穩(wěn)定工作。

關(guān)鍵詞：石化裝置;安全儀表;設(shè)計分析

在我國一些大型的石油化工企業(yè)當中，內(nèi)部經(jīng)常會存在很多易燃易爆的危險化學品，同時在內(nèi)部的工作環(huán)境當中經(jīng)常會處于一種高溫或者是高壓的工作環(huán)境下。在石油化工的日常生產(chǎn)和運營過程當中，安全儀表是其中一個非常重要的設(shè)備，對監(jiān)測化工生產(chǎn)的條件和穩(wěn)定性、保護工作人員的人身安全都有著非常重要的意義。在石油化工的眾多設(shè)備當中，其中存在很多危險性的操作，在日?；ぎa(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，必須要對各個不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的可操作性進行系統(tǒng)的分析和掌握，對生產(chǎn)過程當中的安全防護系統(tǒng)以及安全流程的生產(chǎn)等級進行詳細的評估，充分保證化工安全儀表在生產(chǎn)過程中的功能發(fā)揮，保證整個化工生產(chǎn)設(shè)計、化工系統(tǒng)建設(shè)以及運行生產(chǎn)過程當中的維護變更工作的順利進行。

1.石化裝置安全儀表在化工生產(chǎn)中的運用

當前我國社會經(jīng)濟的發(fā)展速度不斷加快，石油化工產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也在不斷的擴張，內(nèi)部生產(chǎn)和設(shè)計工作的指標正在不斷的提高。所謂的卡邊操作就是實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程當中對APC的有效控制，就對化工企業(yè)的生產(chǎn)安全性有著重要的意義。

1.1安全儀表系統(tǒng)構(gòu)成

依照相關(guān)規(guī)定當中的制定標準，在化工生產(chǎn)過程當中，安全儀表系統(tǒng)主要針對的是生產(chǎn)流程當中各個安全儀表功能的實現(xiàn)，通常情況下安全儀表是通過各種型號的傳感器、邏輯系統(tǒng)、運算器以及相關(guān)的硬件設(shè)施所構(gòu)成。

1.2 SIS的變遷

SIS在20世紀60年代初通過PLC技術(shù)基礎(chǔ)之上所研發(fā)出來，SIS通過繼電器系統(tǒng)所構(gòu)成。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電器當中所存在的一些安全隱患問題越來越明顯，因此在實際的使用過程當中很難達到一種實時性和安全性的工作要求。直到20世紀70年代末，在繼電器技術(shù)發(fā)展速度不斷提升的情況下，內(nèi)部故障安全防護系統(tǒng)已經(jīng)誕生。這種防護系統(tǒng)的設(shè)定，有效提高了化工生產(chǎn)的安全性以及整體性。從90年代后期，通過在運行系統(tǒng)當中設(shè)定了雙重防護模式，以三重模塊的TMR技術(shù)在化工生產(chǎn)當中的充分運用，保證了整個化工生產(chǎn)流程的穩(wěn)定性，同時這也是SIS技術(shù)在國外一些發(fā)達的石化生產(chǎn)國家當中得到了普遍的使用的主要原因。

1.3 SIS的安全生命周期

在安全儀表的功能性方面，主要是針對傳統(tǒng)意義上安全儀表的整個回路進行設(shè)定，安全儀表的功能性主要分為傳感器邏輯、系統(tǒng)運算、硬件設(shè)施以及整個回路的完整性所構(gòu)成。

在SIS的安全工作周期當中，通過國家的相關(guān)標準所提出的內(nèi)容，將安全生產(chǎn)的內(nèi)容落實到了生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)當中，真正實現(xiàn)了安全評估、安全控制以及安全管理的化工生產(chǎn)模式。在整個化工生產(chǎn)的流程當中，重點強調(diào)的是安全生產(chǎn)內(nèi)容，這也是相關(guān)管理工作人員必須要重視的工作內(nèi)容之一，在化工生產(chǎn)的全周期當中主要包含了初步的生產(chǎn)設(shè)計階段，生產(chǎn)過程當中的危險因素分析，生產(chǎn)風險評估模式等。在生產(chǎn)過程當中需要對內(nèi)部的安全性影響因素進行科學的論證，保證安全系統(tǒng)的功能得以充分的發(fā)揮。依照我國相關(guān)的化工生產(chǎn)標準規(guī)定，已經(jīng)充分制定出了相關(guān)的安全生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)范，對化工生產(chǎn)過程當中的可行性實驗進行了有效的實施，充分建立起了化工生產(chǎn)的維護工作流程，在進行安全評估的時候，對安全系統(tǒng)的控制以及操作維護有著重要的保障。如果在生產(chǎn)工藝上進行了改進，那么需要對安全防護工作當中存在的不足之處進行彌補，保證整個化工生產(chǎn)流程的穩(wěn)定進行。

2.大型石化裝置儀表系統(tǒng)的設(shè)計分析

DCS通常情況下在工作過程當中是通過人機界面來進行操作，在化工生產(chǎn)流程當中以信息通信線路和現(xiàn)場的控制平臺所構(gòu)成整個監(jiān)控系統(tǒng)。SIS系統(tǒng)則是通過傳感器以及內(nèi)部的邏輯運算器等形成了系統(tǒng)監(jiān)測的三個重要構(gòu)成部分。

DCS在工作過程當中主要實現(xiàn)的是一種主動性和動態(tài)化的，貫穿在整個工作流程當中的化工檢測和化工的運算控制工作，對化工生產(chǎn)過程當中所表現(xiàn)出一種的動態(tài)化工作性質(zhì)。

2.1SIS與DCS的區(qū)別

DCS系統(tǒng)在工作過程當中主要實現(xiàn)的是一種調(diào)節(jié)性控制功能，保證化工生產(chǎn)在一種連續(xù)性和生產(chǎn)順序方面的有效性，而SIS監(jiān)測系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的狀態(tài)表現(xiàn)比較穩(wěn)定，他和批量化工生產(chǎn)的控制流程存在一定的差異在。生產(chǎn)過程當中實現(xiàn)了一種順序性控制和工藝聯(lián)鎖控制的模式，機械內(nèi)部產(chǎn)生系統(tǒng)故障的時候，系統(tǒng)本身會產(chǎn)生間接性電源中斷，此時通過安全儀表內(nèi)部系統(tǒng)可以預(yù)先進行斷電動作的保證，這樣可以使得相關(guān)工作人員在故障產(chǎn)生之前進行合理的控制，保證生產(chǎn)設(shè)備及時轉(zhuǎn)入到一種安全的工作狀態(tài)。

2.2安全儀表的系統(tǒng)交換

在安全儀表系統(tǒng)當中需要設(shè)定一個相對獨立的控制系統(tǒng)，在化工生產(chǎn)過程當中需要獨立的完成安全保障功能，通過安全儀表進行系統(tǒng)軟件的檢測，可以對系統(tǒng)內(nèi)部的控制單元和設(shè)備結(jié)構(gòu)進行實時性檢測，如果在生產(chǎn)工藝要求合理的情況下，通過安全儀表的合理控制，對系統(tǒng)運行過程當中各個不同的檢測單元進行信息的提取。比如通過檢測內(nèi)部工作元件，對DCS信號進行收集，然后通過系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信和DCS通信之間進行連接，但是在此過程當中需要禁止和DCS通信之間形成系統(tǒng)信息的交換。

2.3系統(tǒng)設(shè)計的獨立性

為了最大程度上保證化工生產(chǎn)工藝流程的安全性，通過對安全儀表的設(shè)定和使用需要，保證安全生產(chǎn)過程當中的穩(wěn)定可靠程度，對此依照相關(guān)的規(guī)定標準，對該項技術(shù)進行了明確的規(guī)定，對安全儀表系統(tǒng)當中存在的可靠性問題，第一種是針對安全儀表本身工作的穩(wěn)定性。另一個是安全儀表對安全化工生產(chǎn)保護的可靠性，同時還需要針對生產(chǎn)工藝的整個流程進行合理的檢測不斷的提高檢測儀器的判斷能力和執(zhí)行能力。

3.結(jié)束語：

在化工生產(chǎn)過程當中，如果機械設(shè)備產(chǎn)生故障，那么系統(tǒng)內(nèi)部很有可能產(chǎn)生電源中斷或者是一系列的操作風險。所以說相關(guān)研究人員對于化工儀表的安全性認知程度，只有在實踐中不斷提高，才能夠充分保護化工生產(chǎn)的安全性，這也是是安全儀表最重要的工作。

參考文獻

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（作者單位：南山裕龍石化有限公司）