石油化工自動(dòng)..化2004,4:5工程設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRYSIS在乙烯裝置改造上的應(yīng)用李冰(中石化上海工程有限公司.上海200120)摘要:SIS(安全儀表系統(tǒng))的設(shè)計(jì)在石化工程設(shè)計(jì)中顯得尤為重要.該系統(tǒng)的配置合理與否,直接影響到裝置的安全運(yùn)行。針對(duì)乙烯裝置改造,對(duì)sIS的合理配置進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。關(guān)鍵詞:安全儀表系統(tǒng);整體安全等級(jí);I廠危害和可操作性研究;中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào)10-73242004040005-0Safety Instrumented System Applied in Ethylene Plant RevampingLI Bing(Sinopec Shanghai Engineering Co. ,Ltd. ,Shanghai,200120 ,China)Abstract:It is very important for the design of safety instrumented system in petrochemical engineering.Whether the system configuration is reasonable or not,it will affect the safety running of the plant. Thearticle is to instruct the SIS design on Ethylene plant revamping.Keywords: safety instrumented system; safety integrity level; hazard and operability study乙烯裝置是石油化工的龍頭,工藝流程長(zhǎng)而復(fù)解算器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三方面內(nèi)容。并不是簡(jiǎn)單地僅雜,且屬易燃易爆危險(xiǎn)裝置,對(duì)安全要求極高。國(guó)僅考慮緊急停車安全聯(lián)鎖系統(tǒng)ESD-PLC及其相內(nèi)在20世紀(jì)80年代引進(jìn)的300 kt/a乙烯裝置,到關(guān)卡板是否達(dá)到取得SIL-3級(jí)認(rèn)證。在對(duì)SIS進(jìn)目前為止已相繼通過采用不同方式的并聯(lián)生產(chǎn)線行設(shè)計(jì)時(shí)，可采用的標(biāo)準(zhǔn)為IEC61508, 61511和方式,擴(kuò)容至650~700 kt/a規(guī)模。由于各裝置的ISA84.01。在標(biāo)準(zhǔn)采用時(shí)應(yīng)注意,ISA和IEC標(biāo)火炬未作擴(kuò)建,若同時(shí)停車,相當(dāng)于原來兩套裝置準(zhǔn)的配置要求有所不同。如對(duì)執(zhí)行器的配置,按的火炬氣排量通過火炬,后果將不堪設(shè)想。本文將ISA標(biāo)準(zhǔn),某乙烯裝置SIS需配置兩臺(tái)串聯(lián)控制閥針對(duì)某典型乙烯擴(kuò)容裝置，闡述如何合理采用門,這種配置顯然大大增加了用戶的投資成本,但SIS,將火炬氣同時(shí)排放的風(fēng)險(xiǎn)降至允許的程度。是若采用IEC標(biāo)準(zhǔn)則完全不同,詳見后述.1采用SIS的必要性.該裝置典型的SIL-3級(jí)回路配置如下。根據(jù)裝置實(shí)際情況,新、老乙烯生產(chǎn)線同時(shí)停1)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)器?，F(xiàn)場(chǎng)變送器采用3個(gè),取壓根電停儀表風(fēng)和停冷凝水的可能性是存在的,這就部閥需單獨(dú)設(shè)置,且采用鉛封閥,信號(hào)接至ESD-意味著新、老乙烯生產(chǎn)線同時(shí)停車的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)存PLC內(nèi)進(jìn)行模擬量3取2表決，保證取樣信號(hào)的在。根據(jù)HAZOP( Hazard and Operability Stud-可靠性。其他現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)- -次儀表亦采用3個(gè)檢測(cè)y)工廠危害和可操作性研究風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告結(jié)果,火元件,以實(shí)現(xiàn)3取2表決.炬不可能承擔(dān)如此大的排放負(fù)荷，將可能造成嚴(yán)重2)執(zhí)行器。SIL-3 級(jí)回路的輸出信號(hào),須通過的后果。根據(jù)這樣的現(xiàn)狀,首先在工藝上采取了相獲得SIL-3級(jí)認(rèn)證的卡板直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)電磁閥,中應(yīng)調(diào)整方案,增加了阻斷排放、切斷精餾塔再沸器間不可接輸出繼電器和保險(xiǎn)絲，否則會(huì)因其無安全熱源和裂解爐進(jìn)料等切斷閥門,以及其他相應(yīng)的緊認(rèn)證,造成系統(tǒng)安全等級(jí)下降。為實(shí)現(xiàn)可靠切斷物急停車安全聯(lián)鎖措施。為了確保生產(chǎn)裝置的人員料,同時(shí)又節(jié)約投資,采用1臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)鎖控制閥配和設(shè)備安全、保證裝置在事故情況下的安全聯(lián)鎖和置兩套串聯(lián)電磁閥的方式,電磁閥常勵(lì)磁常通,失緊急停車,避免災(zāi)難性事故的發(fā)生,必須采用SIS電排氣,兩個(gè)串聯(lián)電磁閥以確保安全停車。停車條以對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行保護(hù)。分析計(jì)算結(jié)果要求SIS件滿足時(shí)，由ESD-PLC同時(shí)發(fā)出兩個(gè)DO聯(lián)鎖信的可靠性必須達(dá)到SIL3級(jí)的整體安全水平。停收稿日期:2004-06-08車失效等級(jí)PFD (Probability of Failure on De人,1984年畢業(yè)于華mand)為2. 7E- -04.東化I中國(guó)煤化工,多年來一直從事石系統(tǒng)的合理配置SIS的配置,必須綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)器、邏輯化行業(yè)儀電室主任工程師,高級(jí)工程師。MYHC NM H G團(tuán)上海工程公司任石油化工自動(dòng)化2004 年號(hào),與此同時(shí)DCS亦需向該控制閥發(fā)出4 mA或DCS控制網(wǎng)聯(lián)接,但獨(dú)立于DCS控制網(wǎng)。DCS操20 mA的模擬關(guān)(開)信號(hào)，以確保安全聯(lián)鎖閥門作站只能讀取ESD-PLC的數(shù)據(jù),不可對(duì)其進(jìn)行操動(dòng)作。為及時(shí)獲得該閥門的故障信息,通過采用作。ESD-PLC設(shè)置獨(dú)立的工程師站,實(shí)現(xiàn)編程和Hart信號(hào)轉(zhuǎn)換器與智能定位器配合,將閥位運(yùn)行事件報(bào)警記錄、打印等功能。系統(tǒng)具備在線修改、和故障診斷的數(shù)字信號(hào),通過Hart信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)在線下載、卡件在線插拔等功能。采用3個(gè)表決通換成DCS能夠接受的4~20 mA模擬信號(hào)和觸點(diǎn)道的主CPU系統(tǒng),3取2表決輸出,容錯(cuò)模式為3-信號(hào),使必要的功能得以實(shí)現(xiàn)。閥位返回信號(hào)與2-0,即1個(gè)容錯(cuò),一旦1個(gè)表決通道的元件發(fā)生故DCS輸出控制信號(hào)進(jìn)行比較,發(fā)出偏差報(bào)警,并同障,轉(zhuǎn)為2取1 表決模式。輸入卡板:對(duì)所有聯(lián)鎖時(shí)獲得故障診斷信息?？刂崎y異常和故障診斷報(bào)輸人信號(hào),其卡板為3重化形式;輸出卡板:停車回警在DCS內(nèi)實(shí)現(xiàn)。路輸出全部用3重化卡板,SIL-3級(jí)回路配有熱備3)邏輯解算器(Logic solver) 部分。采用卡板,輸出直接驅(qū)動(dòng)電磁閥,輸出至報(bào)警燈點(diǎn),選用ESD-PLC來實(shí)現(xiàn)該功能,該系統(tǒng)須獲得滿足IEC普通繼電器卡板;遠(yuǎn)程擴(kuò)展卡板:全部選用3重化要求的SIL-3級(jí)認(rèn)證,并確保采用的系統(tǒng)每塊卡板卡板。亦有相應(yīng)的證書。獨(dú)立于DCS實(shí)現(xiàn)裝置中的緊急為了使故障影響最小化,同一聯(lián)鎖單元或相關(guān)停車和聯(lián)鎖功能(如:裂解爐、壓縮機(jī)、反應(yīng)器、緊急設(shè)備聯(lián)鎖點(diǎn)盡可能分配在同一卡板上。對(duì)3取2排放等)。系統(tǒng)采用雙路供電,-路UPS供電,一輸人表決聯(lián)鎖,3個(gè)輸人點(diǎn)分配在不同輸人卡板路隔離供電。系統(tǒng)配置為3重冗余TMR,即3冗.內(nèi)。原則上ESD輸人卡板接受正常狀態(tài)閉合觸余CPU、3冗余系統(tǒng)內(nèi)部通訊、3冗余輸入卡和輸點(diǎn),輸出卡板為常帶電輸出方式,聯(lián)鎖時(shí)斷開。出卡等。聯(lián)鎖信號(hào)、手動(dòng)停車信號(hào)、1/O信號(hào)采用3結(jié)束語(yǔ)在線熱備卡。報(bào)警信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、選擇開關(guān)旁通SIS的配置,并不是可靠性越高越好,要尋求.開關(guān)信號(hào)的I/O卡,降低配置要求,不采用熱備方的是一種最優(yōu)配置。達(dá)到停車失效等級(jí)PFD要求式進(jìn)行備用。整套ESD-PLC通過專用通訊卡與的等級(jí)前提下,合理配置經(jīng)濟(jì)實(shí)用的系統(tǒng)。浙江中控培訓(xùn)中心為用戶開設(shè)《分散型控制系統(tǒng)的防雷》講座閃電是自然界強(qiáng)大的脈沖放電現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)資料的介紹,地球上平均每秒鐘就有100次云對(duì)地的閃電和數(shù)量更多的云對(duì)云的放電。它已成為諸如水澇、阜災(zāi)、地震、臺(tái)風(fēng)等十大自然災(zāi)害之- ,給人類帶來了巨大的損失。云對(duì)地的閃電- -直擊雷的高電壓、強(qiáng)電流侵入各處,襲擊人，破壞建筑物、輸電網(wǎng),引發(fā)森林火災(zāi)是很常見的事。伴隨養(yǎng)由電產(chǎn)生的雷電電磁脈沖(感應(yīng)雷),以電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)的作用.通過信號(hào)電纜、電源電纜、通信電纜和接地裝置等將雷電波(即商電位)引人,對(duì)迅速發(fā)展起來的電子.信息、控制設(shè)備的破壞和危害,是20世紀(jì)90年代以來雷電災(zāi)害最顯著的特征。它的成災(zāi)率更高,損失更大,因而也就成了防雷技術(shù)中一個(gè)急需解決的重要課題.近年來,浙江中控技術(shù)股份有限公司的用戶,包括許多從國(guó)外引進(jìn)的分散型控制系統(tǒng)每年都有許多起雷害事故。生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)--旦遭受雷擊,輕則損壞控制系統(tǒng),重則造成停產(chǎn),直接經(jīng)濟(jì)損失巨大。它引起人們的深思:雷電災(zāi)害有什么特征?它給控制系統(tǒng)帶來什么危害?如何依靠技術(shù)進(jìn)步來減少這種災(zāi)害?兩年多前,該公司領(lǐng)導(dǎo)就組織有關(guān)人員對(duì)分散型控制系統(tǒng)的防雷做了大量的現(xiàn)場(chǎng)分析和研究,也多次受有關(guān)單位的邀請(qǐng)去雷擊現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行案例調(diào)查,從中積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，包括偝助其他行業(yè)里的防雷手段。特別對(duì)自動(dòng)化工程實(shí)施過程中應(yīng)采取的諸如等電位聯(lián)接、屏蔽技術(shù)、合理布線、防止反擊、防雷區(qū)(LPZ)的劃分以及電涌保護(hù)器(SPD)的使用等技術(shù),該公司已制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范(企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))。一門技術(shù)的形成，往往需要多方的合作和努力。同樣,它的正確使用，也需要推廣者和使用者的密切配合。該公司尚不敢坦自在控制系統(tǒng)防雷的這個(gè)范疇里,已進(jìn)入了自由王國(guó)的領(lǐng)域,但有決心和同行們一起來攻克這個(gè)技術(shù)壁壘。2004年3月18日由該公司領(lǐng)導(dǎo)主持的工作會(huì)議上,決定對(duì)該公司的廣大用戶介紹這方面的技術(shù)--開 設(shè)《分散型控.制系統(tǒng)的防雷)講座。講座就雷電的基本知識(shí)、雷電電磁幅射、DCS的防笛.DCS防雷的案例分析等4個(gè)方面進(jìn)行全面而詳細(xì)的闡述。6月2日,浙江中控培訓(xùn)中心舉辦了首次《分散型控制系統(tǒng)的防雷)講座,共有60余名用戶參加了培訓(xùn),同時(shí)還.就有關(guān)的問題一起進(jìn)行了熱烈的討論。該講座已得到用戶們的首肯。培訓(xùn)中心還將進(jìn)一步整理和充中國(guó)煤化工子,也歡迎國(guó)內(nèi)的同行們前來參加。MHCNMH G限公司培訓(xùn)中心