關(guān)于石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 ， 河南 開封 475004)

石油化工中電氣儀表的正常運(yùn)作，對天然氣等能源的加工、供應(yīng)有重要意義，因此電氣儀表的供電系統(tǒng)也尤為重要。本文主要對其供電系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)簡述，探討供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，并深入分析供電系統(tǒng)存在的意義，以提出相關(guān)的改善對策，達(dá)到提升供電系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性的研究目的。

1 石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)

電氣儀表是指對電氣參數(shù)進(jìn)行測量、對電能質(zhì)量等進(jìn)行監(jiān)測評估的電氣參數(shù)測量控制設(shè)備。石油化工涉及到石油、天然氣等物質(zhì)的加工煉制，是我國主要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，對推動我國國民經(jīng)濟(jì)有重要作用。因而利用電氣儀表對所供能源情況進(jìn)行監(jiān)測、控制尤為重要，通過相應(yīng)的監(jiān)測、分析，可有效控制相關(guān)能源的輸送、供應(yīng)情況，減少能源浪費(fèi)等狀況的發(fā)生。通過石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)，避免石油化工所供產(chǎn)品出現(xiàn)爆炸、燃燒等狀況，有效保障城鄉(xiāng)居民的生命安全，保障其能源使用的安全度。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 電氣儀表的準(zhǔn)確性

由于石油化工涉及到的能源供應(yīng)、輸送均有一定的危險性，因此不同量級的能源量均有不同的危險系數(shù)及危險因素。在石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，尤為重視電氣儀表的精準(zhǔn)度，確保石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)在達(dá)到所設(shè)定的危險量級時，能精準(zhǔn)給予一定的預(yù)防、安全處理，包括安全聯(lián)鎖等，以預(yù)防、阻止危險事故的發(fā)生，有效減少供應(yīng)、輸送能源所致的損害。

2.2 電氣儀表功能的健全穩(wěn)定

電氣儀表除能精準(zhǔn)有效地反饋監(jiān)測能源的相關(guān)數(shù)據(jù)外，還需確保石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)各功能作用的健全穩(wěn)定，包括預(yù)警功能及對監(jiān)測數(shù)據(jù)在各區(qū)間所涉及危險的安全處理，保障其各功能的有效性，使其能更自動化地幫助人們消除相關(guān)危險隱患，保障能源運(yùn)輸、使用過程中的安全性，確保所用儀器能有效適應(yīng)其工作現(xiàn)場的應(yīng)用情況。

2.3 電氣儀表的維護(hù)維修與擴(kuò)展

由于石油化工涉及物質(zhì)的危險系數(shù)較高，因此為確保石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)監(jiān)測控制的精準(zhǔn)度及其功能作用的穩(wěn)定有效性，還需定期對電氣儀表進(jìn)行維護(hù)、維修與擴(kuò)展，尤其是運(yùn)行周期較長的設(shè)備，易出現(xiàn)老化、監(jiān)測控制功能落后等狀況，則需重視對相關(guān)電氣儀表的維護(hù)、維修及擴(kuò)展工作，在降低電氣儀表更換成本的同時，能保障其應(yīng)用的安全度。

3 存在的安全問題

由于我國主要涉及的供電電壓有交流電壓220 V和直流電壓24 V。在供電過程中，經(jīng)由低壓斷路器監(jiān)測、控制，并經(jīng)由變壓器達(dá)到電能輸送、供應(yīng)的目的。因此就我國當(dāng)前的供電情況而言，主要存在3項(xiàng)問題：①24 V直流電壓直流電氣儀表未采用冗余式配置方式。②PLC控制器、DCS分散測控系統(tǒng)未采用雙回路供電，而是在分線上通過并聯(lián)方式，達(dá)到同時對兩個電路供電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的；然而一旦一方分線出現(xiàn)問題，則易導(dǎo)致短路等狀況的發(fā)生風(fēng)險。如UPS電源故障、斷路器中斷等，均會導(dǎo)致相應(yīng)分線安置的電氣儀表在此分線處形成封閉供電環(huán)路，最終導(dǎo)致短路等狀況發(fā)生。③按當(dāng)前常見系統(tǒng)設(shè)置，一旦照明、排風(fēng)等設(shè)備出現(xiàn)短路，則會嚴(yán)重影響其整體的安全供電系統(tǒng)及電能的正常運(yùn)輸與供應(yīng)。即照明、排風(fēng)等設(shè)備的電路同安全供電系統(tǒng)的電路為同一條，則照明、排風(fēng)處出現(xiàn)問題，會影響整條線路的功能，最終會影響安全供電系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

4 安全分析及相應(yīng)問題的改善對策

石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)的安全分析及相應(yīng)問題的改善對策如下。

4.1 優(yōu)化總電源

包括采用>10 kVA的供電電源，以確保在市區(qū)內(nèi)的電能供應(yīng)、運(yùn)輸過程中能給予相應(yīng)電氣儀表一定的電力支持，保障市區(qū)內(nèi)整體的供電穩(wěn)定性及安全性。同時除常規(guī)的一路UPS供電方式外，還可同時運(yùn)用兩個UPS電源進(jìn)行供電，以達(dá)到并行供電的石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的。

4.2 優(yōu)化雙回路供電模式

由于當(dāng)前石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)主要涉及有SIS儀表控制安全監(jiān)測系統(tǒng)、DCS分散測控系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)這幾種類型，因此需重視這三種系統(tǒng)供電的安全度與可靠性。在石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，加入雙回路供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，即同時設(shè)立兩個獨(dú)立的電源，利用冗余配置方式及容錯控制方式，將這兩個電源有分設(shè)成主電源及冗余電源。由于兩個電源相對獨(dú)立，則一旦某一電源出現(xiàn)故障，則可立即采用另一電源進(jìn)行供電，以提升石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保輸送、供應(yīng)電能的穩(wěn)定性及可靠性，有效減少停電等狀況的發(fā)生幾率。則供應(yīng)電源的穩(wěn)定，能確保相關(guān)電氣儀表的有效運(yùn)作，避免因供電問題而影響相關(guān)儀表設(shè)備的運(yùn)行，避免因電氣儀表監(jiān)測、控制不到位，而增加石油化工涉及能源物質(zhì)運(yùn)輸、供應(yīng)過程中的危險系數(shù)。

4.3 直流供電儀表的冗余配置優(yōu)化

直流供電儀表的冗余配置優(yōu)化方面，主要包括在直流24 V儀表供電中加入交流/直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換裝置，即交流電變直流電設(shè)備，有效地將交流220 V轉(zhuǎn)化為直流24 V，以便于市區(qū)內(nèi)的用電、供電。同時在直流24 V的并聯(lián)供電過程中，則各電流輸出的正極處加入大功率解耦二極管，以達(dá)到隔離供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，且可形成一定的供電冗余配置形式，能有效提升其整體的供電安全度。則通過冗余配置模式的設(shè)定、改善，在提升石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)安全度的同時，能節(jié)省其系統(tǒng)改善所需的經(jīng)濟(jì)成本，提升石油化工企業(yè)的基本利益。

4.4 220 V供電儀表電源供電方式的優(yōu)化

溫度儀表、壓力變送器、行程儀等屬輔助類監(jiān)測儀器，對相應(yīng)供電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性要求不高，且即使出現(xiàn)短暫斷電，相關(guān)儀器停止運(yùn)作，也不會對其整體的石油化工涉及能源運(yùn)輸、供應(yīng)情況造成過多影響，也不易增加石油化工涉及能源使用情況的危險系數(shù)，但也需重視此類儀器的供電情況，以提升其儀器運(yùn)作的有效性。在此類儀器設(shè)備的供電線路設(shè)計(jì)過程中，直接將交流220 V的城市電網(wǎng)作為此類設(shè)備的電源，則能有效降低石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，提升其整體的經(jīng)濟(jì)效益。同時可在此基礎(chǔ)上安置一個靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，則能實(shí)現(xiàn)兩種總電源供電方式的有效切換，提升其供電系統(tǒng)的安全性，利于其儀表設(shè)備的正常、有效運(yùn)作。

5 結(jié)論

綜上所述，由于石油化工多涉及到石油、天然氣等原料物質(zhì)的加工、運(yùn)輸、供應(yīng)等，而石油、天然氣等物質(zhì)的運(yùn)用均具有一定的危險系數(shù)，是易燃易爆類危險物品，因此需重視對此類能源的監(jiān)測、控制。通過石油化工電氣儀表，可有效監(jiān)測、控制石油等能源的加工、運(yùn)輸情況，能有效反應(yīng)儀表設(shè)備監(jiān)測到的相關(guān)數(shù)據(jù)，且具有一定的自動化功能，能在能源物質(zhì)涉及到一定危險因素時，給予一定的安全處理，以保障居民、企業(yè)員工的生命安全，降低能源爆炸、燃燒等事故的發(fā)生風(fēng)險，因此需重視石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)，以提升其整體的安全度。針對以上問題，本文主要提出了優(yōu)化總電源，優(yōu)化雙回路供電模式，直流供電儀表的冗余配置優(yōu)化，單項(xiàng)交流220 V供電儀表電源供電方式的優(yōu)化等改善對策，以提升石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及安全度。