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淺析中小型危化品罐區壓力變送器的設計及應用

發布時間:2020-02-20  瀏覽:892次  字號:  

現代社會,化工裝置的規模在逐步擴大,國家對安全、環境保護等方麵的要求也更加嚴格。由於化學工廠有許多材料都是危險化學品,存在較大的安全風險。對此,在具體的化工生產過程中要想合理降低和避免化工裝置的風險,就要選擇有效的SIS係統(壓力變送器係統)與罐區安全控製技術,保證裝置的合理有效運行。今天威卡壓力變送器小編首先對SIS與DCS集成技術原理進行闡述,然後分析中小型危化品罐區SIS的應用,希望對相關人士有所幫助。
威卡壓力變送器無菌連接的圓筒型隔膜密封
  在對罐區生產過程進行控製時,主要采用DCS係統對儲罐溫度、壓力以及液位等參數進行控製。在罐區的化工裝置中,有許多的危險化學品,這些危險化學品是重點的監督控製對象,需要根據相關的規範標準,通過分辨識別、計算方式確定罐區內部危險化學品中單危險源的等級。隨後根據HAZOP、LOPA分析確定罐區安全完整性等級,並且根據事故後果的嚴重程度和發生率進行評估,還要根據風險矩形陣圖表得出壓力變送器應該達到SIL級別。非常後按照我國的相關法律和法規的具體要求對SIS係統進行設置。
  在日常的生產中,SIS係統所處的監視狀態是靜止的,此時倘若罐區發生安全事故,BPCS係統的保護功能就會失去效果,SIS係統動作也會停止,還會對緊急事故切斷,聯鎖控製,保證其在生產的過程中安全裝置停止運行,或自動進入到預先設定的安全狀態下,對罐區安全水平進行提高,保證其安全穩定的生產和運行,防止事故發生和擴大。
  1.SIS係統是由罐區設計現場的儀表、邏輯控製儀器和執行元件等幾個部分組成。該係統好立存在於DCS係統,主要是通過使用SIL認證PLC係統聯鎖控製,將其與DCS直接的通信,促使DCS係統不能直接在SIS係統寫入數據。同時要想避免DCS係統與SIS係統信號接線發生差錯,SIS係統應將控製機櫃、工程師站以及冗餘電源等裝置進行合理配置,使用的軟件、硬件以及儀表必須采用正式版本。此外還要根據國家的相關規定,以認證防爆、計量以及壓力容器等設備為主,千萬不能夠使用其他試驗產品,SIS與DCS集成包括以下幾種類型。
  1.1MODBUS集成
  這一集成方式是在控製儀器輔助作用下銜接SIS和DCS係統的,且將SIS數據傳輸到DCS係統中。關於該種集成方式可以將其總結成不同種類,一般采用不同的組態工具、不同的控製措施,不同的人機界麵以及不同的20190919093054.jpg控製網絡等。該集成方式存在的非常大缺陷是成本比較高,在石化行業中得不到大範圍使用。
  1.2OPC集成
  該種類型的集成方式是SIS和DCS係統利用麵向過程控製的OPC技術,對係統與設備間的通信進行實現,進而就為SIS係統提供一些必需的數據。從現狀來看,該集成采用的服務器都是從國外進口的,價格較貴,所以
  在我國中小型石油化工企業中沒有得到大範圍使用。
  1.3SIS係統與DCS係統的無縫集成該種類型的集成方式是SIS和DCS係統在物理方麵的集成,控製和安全程序相互好立,且同時執行。這種類型的集成方式使用一樣控製網絡和組態工具,數據在交換時也十分方便和便利,不需要添加一些其他接口,同時因為使用一樣的監督控製設備和操作平台,那麽在實際操作中就會更加方便和快捷。關於SIS係統其位號在接收DCS係統信號時出爐,就能實現變量資源的共同分享,並且不需要再添加組態,而無縫集成方式既可以節約人力資源,也可以節約物力資源,所以具有良好的經濟性,與之前兩種相比,該集成方式性能更優。
  2中小型危化品罐區SIS的應用
  2.1裂解C5球罐區中SIS的應用
  齊隆化工球罐區在存儲物質材料過程中采用裂解C5餾分,因為其有固有的物質材料,所以存在的安全風險是不容易忽視。近些年來,在國外和國內發生的重大化工危險品事故與儀表失去效果或者設置不恰當有關係,要想確保化工企業安全穩定的運行,SIS係統是非常後一道有效防火牆。
  2.1.1實現裂解C5球罐區壓力變送器功能
  在球罐區工藝操作壓力達到了一定設定數值時,前往火炬氣管道上麵的調節閥門會自動開啟,如果調節閥門出現故障會造成壓力不斷上升,此時在灌頂設置兩個安全閥門就會自動起跳,向火炬線泄漏壓力。與此同時還應該設置一條DN65旁路,並且在緊急狀況下通過人工控製方式向火炬係統泄漏壓力,還應該在控製室內部設置液位報警係統,倘若液位太高達到設定數值時,進料閥應該自行和緊急的切斷;倘若液位太高,達到設定數值時,出料閥就會自行和緊急地切斷,進而保證罐體不被抽癟[3]。
  2.1.2評估球罐區風險和分析SIL定量
  根據球罐區的具體情況對評估風險矩陣表進行製定,包括經濟損失、環境汙染以及人員受傷死亡。同時按照IEC61511和IEC61508標準采用SIL定量對風險結果進行分析,其中壓力變送器失去效果引起的人員傷亡人數為7~9人,為了確保人員的安全,應該根據人員風險控製矩陣表進行分析,使得壓力變送器功能達到SIL3。在此過程中如果發生事故,就會使得環境受到汙染,引發區域發生事故,要想有效地保護環境安全,壓力變送器功能應達到SIL2,但是如果壓力變送器失去效果,就會造成C5球罐區發生事故,造成嚴重的經濟損失,損失金額超過4000千萬元;要想實現經濟安全,壓力變送器功能應達到SIL3。從以上內容可以知道,在我廠C5球罐區的SIS係統應該滿足SIL3,球罐區的安全保護功能才能得以實現。
  2.2SIS與DCS無縫集成存在的問題
  (1)儀表選型和設置存在的問題。在聯鎖回路中有一部分液體位置儀表輸出信號時開關量,這種類型的傳感器有很高的故障率、很低的可靠性。
  (2)SIS與DCS儀表和設備共同使用存在的問題。在聯鎖回路中有一部分儀表與DCS係統共同享用,這樣就會促使失效程度非常嚴重,尤其是緊急切斷閥門和進出材料閥門存在共同享用問題[4]。
  (3)罐區壓力變送器附帶報警設定器,這樣就會對SIS係統的反應速度進行延緩。
  2.3滿足壓力變送器功能的解決方法
  在壓力變送器係統中現場二次儀表是一個非常薄弱的部分,在選擇儀表型號的時候應該盡可能選擇使用附帶危險自動診斷和平均危險失效率比較小的儀表。球罐區壓力變送器應該選擇冗餘設置,盡可能不要設置安全柵,取消報警設定器,就能簡化壓力變送器係統中的環節。緊急切斷閥門應該進行冗餘配置,並且要與控製係統分離開,對安全功能的重要作用進行體現。SIS係統在運行的過程中要開啟SOE軟件,SOE事件在日期來臨之前要導出來,還要定期采用PST對終端執行機構和傳感器進行測試,這樣就可以方便消除沒有檢測到的故障,保證SIS係統運行的時效性和安全性[5]。
  結綜上所述,化工裝置正在朝著大型化和集約化的方向不斷發展,如果發生安全事故就會造成非常嚴重的損失和死亡,進而給經濟、環境以及社會造成嚴重損失。任何化工事故都會對社會造成影響,製約化工行業的發展,而SIS係統是化工行業安全生產的非常後一道防線,所以化工行業一定要加強SIS係統的管理和應用,采取相應措施加強SIS與DCS集成的罐區安全控製,隻有這樣才能確保行業的發展、社會的進步。
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