SIS在乙烯裝置改造上的應用

石油化工自動(dòng)..化2004,4:5工程設計及標準AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRYSIS在乙烯裝置改造上的應用李冰(中石化上海工程有限公司.上海200120)摘要:SIS(安全儀表系統)的設計在石化工程設計中顯得尤為重要.該系統的配置合理與否,直接影響到裝置的安全運行。針對乙烯裝置改造,對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;整體安全等級;I廠(chǎng)危害和可操作性研究;中圖分類(lèi)號:TP273文獻標識碼:B文章編號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(cháng)而復解算器和執行機構三方面內容。并不是簡(jiǎn)單地僅雜,且屬易燃易爆危險裝置,對安全要求極高。國僅考慮緊急停車(chē)安全聯(lián)鎖系統ESD-PLC及其相內在20世紀80年代引進(jìn)的300 kt/a乙烯裝置,到關(guān)卡板是否達到取得SIL-3級認證。在對SIS進(jìn)目前為止已相繼通過(guò)采用不同方式的并聯(lián)生產(chǎn)線(xiàn)行設計時(shí)，可采用的標準為IEC61508, 61511和方式,擴容至650~700 kt/a規模。由于各裝置的ISA84.01。在標準采用時(shí)應注意,ISA和IEC標火炬未作擴建,若同時(shí)停車(chē),相當于原來(lái)兩套裝置準的配置要求有所不同。如對執行器的配置,按的火炬氣排量通過(guò)火炬,后果將不堪設想。本文將ISA標準,某乙烯裝置SIS需配置兩臺串聯(lián)控制閥針對某典型乙烯擴容裝置，闡述如何合理采用門(mén),這種配置顯然大大增加了用戶(hù)的投資成本,但SIS,將火炬氣同時(shí)排放的風(fēng)險降至允許的程度。是若采用IEC標準則完全不同,詳見(jiàn)后述.1采用SIS的必要性.該裝置典型的SIL-3級回路配置如下。根據裝置實(shí)際情況,新、老乙烯生產(chǎn)線(xiàn)同時(shí)停1)現場(chǎng)檢測器?，F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,這就部閥需單獨設置,且采用鉛封閥,信號接至ESD-意味著(zhù)新、老乙烯生產(chǎn)線(xiàn)同時(shí)停車(chē)的風(fēng)險也相應存PLC內進(jìn)行模擬量3取2表決，保證取樣信號的在。根據HAZOP( Hazard and Operability Stud-可靠性。其他現場(chǎng)相關(guān)- -次儀表亦采用3個(gè)檢測y)工廠(chǎng)危害和可操作性研究風(fēng)險分析報告結果,火元件,以實(shí)現3取2表決.炬不可能承擔如此大的排放負荷，將可能造成嚴重2)執行器。SIL-3 級回路的輸出信號,須通過(guò)的后果。根據這樣的現狀,首先在工藝上采取了相獲得SIL-3級認證的卡板直接驅動(dòng)現場(chǎng)電磁閥,中應調整方案,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絲，否則會(huì )因其無(wú)安全熱源和裂解爐進(jìn)料等切斷閥門(mén),以及其他相應的緊認證,造成系統安全等級下降。為實(shí)現可靠切斷物急停車(chē)安全聯(lián)鎖措施。為了確保生產(chǎn)裝置的人員料,同時(shí)又節約投資,采用1臺現場(chǎng)聯(lián)鎖控制閥配和設備安全、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,電磁閥常勵磁常通,失緊急停車(chē),避免災難性事故的發(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(chē)。停車(chē)條以對整個(gè)裝置進(jìn)行保護。分析計算結果要求SIS件滿(mǎn)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到SIL3級的整體安全水平。停收稿日期:2004-06-08車(chē)失效等級PFD (Probability of Failure on De人,1984年畢業(yè)于華mand)為2. 7E- -04.東化I中國煤化工,多年來(lái)一直從事石系統的合理配置SIS的配置,必須綜合考慮現場(chǎng)檢測器、邏輯化行業(yè)儀電室主任工程師,高級工程師。MYHC NM H G團上海工程公司任石油化工自動(dòng)化2004 年號,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,但獨立于DCS控制網(wǎng)。DCS操20 mA的模擬關(guān)(開(kāi))信號，以確保安全聯(lián)鎖閥門(mén)作站只能讀取ESD-PLC的數據,不可對其進(jìn)行操動(dòng)作。為及時(shí)獲得該閥門(mén)的故障信息,通過(guò)采用作。ESD-PLC設置獨立的工程師站,實(shí)現編程和Hart信號轉換器與智能定位器配合,將閥位運行事件報警記錄、打印等功能。系統具備在線(xiàn)修改、和故障診斷的數字信號,通過(guò)Hart信號轉換器轉在線(xiàn)下載、卡件在線(xiàn)插拔等功能。采用3個(gè)表決通換成DCS能夠接受的4~20 mA模擬信號和觸點(diǎn)道的主CPU系統,3取2表決輸出,容錯模式為3-信號,使必要的功能得以實(shí)現。閥位返回信號與2-0,即1個(gè)容錯,一旦1個(gè)表決通道的元件發(fā)生故DCS輸出控制信號進(jìn)行比較,發(fā)出偏差報警,并同障,轉為2取1 表決模式。輸入卡板:對所有聯(lián)鎖時(shí)獲得故障診斷信息?？刂崎y異常和故障診斷報輸人信號,其卡板為3重化形式;輸出卡板:停車(chē)回警在DCS內實(shí)現。路輸出全部用3重化卡板,SIL-3級回路配有熱備3)邏輯解算器(Logic solver) 部分。采用卡板,輸出直接驅動(dòng)電磁閥,輸出至報警燈點(diǎn),選用ESD-PLC來(lái)實(shí)現該功能,該系統須獲得滿(mǎn)足IEC普通繼電器卡板;遠程擴展卡板:全部選用3重化要求的SIL-3級認證,并確保采用的系統每塊卡板卡板。亦有相應的證書(shū)。獨立于DCS實(shí)現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(chē)和聯(lián)鎖功能(如:裂解爐、壓縮機、反應器、緊急設備聯(lián)鎖點(diǎn)盡可能分配在同一卡板上。對3取2排放等)。系統采用雙路供電,-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。系統配置為3重冗余TMR,即3冗.內。原則上ESD輸人卡板接受正常狀態(tài)閉合觸余CPU、3冗余系統內部通訊、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(kāi)。出卡等。聯(lián)鎖信號、手動(dòng)停車(chē)信號、1/O信號采用3結束語(yǔ)在線(xiàn)熱備卡。報警信號、復位信號、選擇開(kāi)關(guān)旁通SIS的配置,并不是可靠性越高越好,要尋求.開(kāi)關(guān)信號的I/O卡,降低配置要求,不采用熱備方的是一種最優(yōu)配置。達到停車(chē)失效等級PFD要求式進(jìn)行備用。整套ESD-PLC通過(guò)專(zhuān)用通訊卡與的等級前提下,合理配置經(jīng)濟實(shí)用的系統。浙江中控培訓中心為用戶(hù)開(kāi)設《分散型控制系統的防雷》講座閃電是自然界強大的脈沖放電現象。據有關(guān)資料的介紹,地球上平均每秒鐘就有100次云對地的閃電和數量更多的云對云的放電。它已成為諸如水澇、阜災、地震、臺風(fēng)等十大自然災害之- ,給人類(lèi)帶來(lái)了巨大的損失。云對地的閃電- -直擊雷的高電壓、強電流侵入各處,襲擊人，破壞建筑物、輸電網(wǎng),引發(fā)森林火災是很常見(jiàn)的事。伴隨養由電產(chǎn)生的雷電電磁脈沖(感應雷),以電磁感應和靜電感應的作用.通過(guò)信號電纜、電源電纜、通信電纜和接地裝置等將雷電波(即商電位)引人,對迅速發(fā)展起來(lái)的電子.信息、控制設備的破壞和危害,是20世紀90年代以來(lái)雷電災害最顯著(zhù)的特征。它的成災率更高,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(lái),浙江中控技術(shù)股份有限公司的用戶(hù),包括許多從國外引進(jìn)的分散型控制系統每年都有許多起雷害事故。生產(chǎn)裝置的控制系統--旦遭受雷擊,輕則損壞控制系統,重則造成停產(chǎn),直接經(jīng)濟損失巨大。它引起人們的深思:雷電災害有什么特征?它給控制系統帶來(lái)什么危害?如何依靠技術(shù)進(jìn)步來(lái)減少這種災害?兩年多前,該公司領(lǐng)導就組織有關(guān)人員對分散型控制系統的防雷做了大量的現場(chǎng)分析和研究,也多次受有關(guān)單位的邀請去雷擊現場(chǎng)進(jìn)行案例調查,從中積累了許多寶貴的經(jīng)驗和知識，包括偝助其他行業(yè)里的防雷手段。特別對自動(dòng)化工程實(shí)施過(guò)程中應采取的諸如等電位聯(lián)接、屏蔽技術(shù)、合理布線(xiàn)、防止反擊、防雷區(LPZ)的劃分以及電涌保護器(SPD)的使用等技術(shù),該公司已制定了相應的設計規范(企業(yè)標準)。一門(mén)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防雷的這個(gè)范疇里,已進(jìn)入了自由王國的領(lǐng)域,但有決心和同行們一起來(lái)攻克這個(gè)技術(shù)壁壘。2004年3月18日由該公司領(lǐng)導主持的工作會(huì )議上,決定對該公司的廣大用戶(hù)介紹這方面的技術(shù)--開(kāi) 設《分散型控.制系統的防雷)講座。講座就雷電的基本知識、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)行全面而詳細的闡述。6月2日,浙江中控培訓中心舉辦了首次《分散型控制系統的防雷)講座,共有60余名用戶(hù)參加了培訓,同時(shí)還.就有關(guān)的問(wèn)題一起進(jìn)行了熱烈的討論。該講座已得到用戶(hù)們的首肯。培訓中心還將進(jìn)一步整理和充中國煤化工子,也歡迎國內的同行們前來(lái)參加。MHCNMH G限公司培訓中心