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压力变送器

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关于中小型危化品罐区压力变送器的设计及应用

作时间:2019-09-19  来源:  编辑:
   
摘 要:现代社会,化工装置的规模在逐步扩大,国家对安全、环境保护等方面的要求也更加严格。由于化学工厂有许多材料都是危险化学品,存在较大的安全风险。对此,在具体的化工生产过程中要想合理降低和避免化工装置的风险,就要选择有效的SIS系统(压力变送器系统)与罐区安全控制技术,保证装置的合理有效运行。首先对SIS与DCS集成技术原理进行阐述,然后分析中小型危化品罐区SIS的应用,希翼对相关人士有所帮助。
0引言
在对罐区生产过程进行控制时,主要采用DCS系统对储罐温度、压力以及液位等参数进行控制。在罐区的化工装置中,有许多的危险化学品,这些危险化学品是重点的监督控制对象,需要根据相关的规范标准,通过分辨识别、计算方式确定罐区内部危险化学品中单危险源的等级[1]。随后根据HAZOP、LOPA分析确定罐区安全完整性等级,并且根据事故后果的严重程度和发生率进行评估,还要根据风险矩形阵图表得出压力变送器应该达到SIL级别。非常后按照我国的相关法律和法规的具体要求对SIS系统进行设置。
在日常的生产中,SIS系统所处的监视状态是静止的,此时倘若罐区发生安全事故,BPCS系统的保护功能就会失去效果,SIS系统动作也会停止,还会对紧急事故切断,联锁控制,保证其在生产的过程中安全装置停止运行,或自动进入到预先设定的安全状态下,对罐区安全水平进行提高,保证其安全稳定的生产和运行,防止事故发生和扩大。
1.SIS系统是由罐区设计现场的仪表、逻辑控制仪器和实行元件等几个部分组成。该系统好立存在于DCS系统,主要是通过使用SIL认证PLC系统联锁控制,将其与DCS直接的通信,促使DCS系统不能直接在SIS系统写入数据。同时要想避免DCS系统与SIS系统信号接线发生差错,SIS系统应将控制机柜、工程师站以及冗余电源等装置进行合理配置,使用的App、硬件以及仪表必须采用正式版本[2]。此外还要根据国家的相关规定,以认证防爆、计量以及压力容器等设备为主,千万不能够使用其他试验产品,SIS与DCS集成包括以下几种类型。
1.1 MODBUS集成
这一集成方式是在控制仪器辅助作用下衔接SIS和DCS系统的,且将SIS数据传输到DCS系统中。关于该种集成方式可以将其总结成不同种类,一般采用不同的组态工具、不同的控制措施,不同的人机界面以及不同的20190919093054.jpg控制网络等。该集成方式存在的非常大缺陷是成本比较高,在石化行业中得不到大范围使用。
1.2 OPC集成
该种类型的集成方式是SIS和DCS系统利用面向过程控制的OPC技术,对系统与设备间的通信进行实现,进而就为SIS系统提供一些必需的数据。从现状来看,该集成采用的服务器都是从国外进口的,价格较贵,所以
在我国中小型石油化工企业中没有得到大范围使用。
1.3 SIS系统与DCS系统的无缝集成该种类型的集成方式是SIS和DCS系统在物理方面的集成,控制和安全程序相互好立,且同时实行。这种类型的集成方式使用一样控制网络和组态工具,数据在交换时也十分方便和便利,不需要添加一些其他接口,同时因为使用一样的监督控制设备和操作平台,那么在实际操作中就会更加方便和快捷。关于SIS系统其位号在接收DCS系统信号时出炉,就能实现变量资源的共同分享,并且不需要再添加组态,而无缝集成方式既可以节约人力资源,也可以节约物力资源,所以具有良好的经济性,与之前两种相比,该集成方式性能更优。
2中小型危化品罐区SIS的应用
2.1裂解C5球罐区中SIS的应用
齐隆化工球罐区在存储物质材料过程中采用裂解C5馏分,因为其有固有的物质材料,所以存在的安全风险是不容易忽视。近些年来,在国外和国内发生的重大化工危险品事故与仪表失去效果或者设置不恰当有关系,要想确保化工企业安全稳定的运行,SIS系统是非常后一道有效防火墙。
2.1.1实现裂解C5球罐区压力变送器功能
在球罐区工艺操作压力达到了一定设定数值时,前往火炬气管道上面的调节阀门会自动开启,如果调节阀门出现故障会造成压力不断上升,此时在灌顶设置两个安全阀门就会自动起跳,向火炬线泄漏压力。与此同时还应该设置一条DN65旁路,并且在紧急状况下通过人工控制方式向火炬系统泄漏压力,还应该在控制室内部设置液位报警系统,倘若液位太高达到设定数值时,进料阀应该自行和紧急的切断;倘若液位太高,达到设定数值时,出料阀就会自行和紧急地切断,进而保证罐体不被抽瘪[3]。
2.1.2评估球罐区风险和分析SIL定量
根据球罐区的具体情况对评估风险矩阵表进行制定,包括经济损失、环境污染以及人员受伤死亡。同时按照IEC61511和IEC61508标准采用SIL定量对风险结果进行分析,其中压力变送器失去效果引起的人员伤亡人数为7~9人,为了确保人员的安全,应该根据人员风险控制矩阵表进行分析,使得压力变送器功能达到SIL3。在此过程中如果发生事故,就会使得环境受到污染,引发区域发生事故,要想有效地保护环境安全,压力变送器功能应达到SIL2,但是如果压力变送器失去效果,就会造成C5球罐区发生事故,造成严重的经济损失,损失金额超过4 000千万元;要想实现经济安全,压力变送器功能应达到SIL3。从以上内容可以知道,在我厂C5球罐区的SIS系统应该满足SIL3,球罐区的安全保护功能才能得以实现。
2.2 SIS与DCS无缝集成存在的问题
(1)仪表选型和设置存在的问题。在联锁回路中有一部分液体位置仪表输出信号时开关量,这种类型的传感器有很高的故障率、很低的可靠性。
(2)SIS与DCS仪表和设备共同使用存在的问题。在联锁回路中有一部分仪表与DCS系统共同享用,这样就会促使失效程度非常严重,尤其是紧急切断阀门和进出材料阀门存在共同享用问题[4]。
(3)罐区压力变送器附带报警设定器,这样就会对SIS系统的反应速度进行延缓。
2.3满足压力变送器功能的解决方法
在压力变送器系统中现场二次仪表是一个非常薄弱的部分,在选择仪表型号的时候应该尽可能选择使用附带危险自动诊断和平均危险失效率比较小的仪表。球罐区压力变送器应该选择冗余设置,尽可能不要设置安全栅,取消报警设定器,就能简化压力变送器系统中的环节。紧急切断阀门应该进行冗余配置,并且要与控制系统分离开,对安全功能的重要作用进行体现。SIS系统在运行的过程中要开启SOEApp,SOE事件在日期来临之前要导出来,还要定期采用PST对终端实行机构和传感器进行测试,这样就可以方便消除没有检测到的故障,保证SIS系统运行的时效性和安全性[5]。
3结语
综上所述,化工装置正在朝着大型化和集约化的方向不断发展,如果发生安全事故就会造成非常严重的损失和死亡,进而给经济、环境以及社会造成严重损失。任何化工事故都会对社会造成影响,制约化工行业的发展,而SIS系统是化工行业安全生产的非常后一道防线,所以化工行业一定要加强SIS系统的管理和应用,采取相应措施加强SIS与DCS集成的罐区安全控制,只有这样才能确保行业的发展、社会的进步。
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