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综述石油化工产业中安全仪表系统的作用

2020-05-08 440 上传者：管理员

摘要：石油化工生产在现代工业中起到举足轻重的作用，但同时石化生产存在较高的安全风险，一旦发生事故将造成灾难性的后果。为保证石油生产安全，必须增加安全仪表系统在石油生产中的应用，建立生产安全管理系统。就安全仪表系统在石油化工装置的应用进行分析并提出一些建议，可为安全仪表系统在石油化工装置的应用提供理论参考。

关键词：
化工安全
化工工业
安全仪表系统
石油化工
装置
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随着我国经济的高速发展，石油在国民生产中的需求越来越大，石油化工产业得到迅速的发展，与此同时石化生产过程的安全风险也越来越多。一套能够检测装置的异常动作，并对可能发生的潜在危害作出相应动作的系统是必不可少的。安全仪表系统(SIS)正是基于该目的被提出来的。

1、安全仪表系统简介

SIS是英文Safety instrumented system的简称，翻译成中文的意思是安全仪表系统，它包括安全联锁系统、紧急停车系统、有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等，广泛应用于石油、化工等流程工业中。安全仪表系统用于监视生产装置或独立单元的操作，当生产正常时，SIS处于休眠或静止状态。一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时，SIS能够瞬间准确动作，使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。安全仪表系统在工厂开车、停车、出现工艺参数(如温度、压力、流量、液位等)扰动以及正常维护期间，能够对人员和设备安全提供有效可靠的安全保护。

2、现有石油化工安全仪表系统的特点

SIS安全仪表系统(ESD系统)中的逻辑控制器是由电气、电子、可编程电子技术构成的逻辑运算处理设备。SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器的出现，为关键控制和安全保护的应用提供了可靠的技术保证[1l。传统的PLC称为常规PLC，SIS称为安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器称为安全PLC。在研发的安全理念上，与常规PLC截然不同。

SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器在技术上的显著特点是：系统必须有极高的可靠性，通过冗余等措施避免整个系统的功能失效；如果出现某种失效状态，它必须是可以预警的、安全的方式出现，保证能够检测出99%以上的内部元器件潜在的危险失效；SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器与常规PLC的不同，还体现在通过第三方的权威认证，例如，德国的TuV的认证，仪表满足国际功能安全标准严格的安全和可靠性要求。当今世界的SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器一般采用硬件冗余和故障容错为基础的表决技术，如2outof3，或者采用基于诊断技术，如l00lD，l002D，以及2004D等。

3、石油化工安全仪表系统设计原则

3.1 可靠性原则

石油化工生产环境比较恶略，设计安全系统时，要求安全仪表具有较高的抗干扰能力，实现在复杂的坏境下也能长期稳定运行。在硬件选择上，选择知名的厂家品牌，保证安全仪表的使用效果，同时在编写软件程序的时候，要充分考虑各逻辑之间的关系，避免仪表在生产的过程中因为人为的失误发生安全事故。

3.2 独立性原则

安全仪表系统应独立于基本过程控制系统，独立完成安全保护功能。安全仪表系统的检测元件，控制单元和执行机构应单独设置。如果工艺要求同时进行联锁和控制的情况下，安全仪表系统和BPCS应各自设置独立的检测元件和取源点。如需要，SIS安全仪表系统应能通过数据通信连接以只读方式与DCS通信，但禁止DCS通过该通信连接向安全仪表系统写信息。SIS安全仪表系统应采用冗余电源，由独立的双路配电回路供电。应避免安全仪表系统和BPCS的信号接线出现同一接线箱，中间接线柜和控制柜内。

3.3 故障安全原则

当SIS安全仪表系统的元件、设备、环节或能源发生故障或者失效时，SIS安全仪表系统设计应当使32艺过程能够趋向安全运行或者安全状态。

3.4 适应性原则

设计时要充分考虑仪表安装使用环境，某些安全仪表，对使用环境有比较高的要求，例如CCD传感器需要在合适的光线环境中才能发挥其检测功能，温度传感器要考虑现场的温度范围，光电传感器要考虑现场油污环境等等，因此在设计安全系统时，要首先对安装环境进行实地考察，充分考虑可能存在的干扰因素，发现不能满足时及时更改设计思路，确保项目的后续进度。

3.5 规范性原则

安全仪表安装位置的设计，不仅需要符合国家及地方要求的的安装规范，而且要保证安装美观，稳固，设计线缆分布图时，要简洁明了，标记清晰，方便后期施工人员的安装调试工作。根据设计的简便和实用性原则，对设的仪表要能够满足简单安装、长期维护、稳定性高的特点^[2]。

4、安全仪表系统应用中存在的问题

4.1 安装问题

安全仪表系统的安装需要的线缆种类和规格很多，不同的线缆之间可能会存在干扰，安装中存在的问题主要表现在，线缆凌乱，线缆的标记不准确，不清晰，一旦出现故障查起线路来比较麻烦，另外强电跟弱电标记不清晰的话很容易造成触电等安全事故。

4.2 调试问题

安全仪表系统的种类比较多，不同厂家的安装、调试和使用要求不一样，对调试技术人员的学习理解能力要求比较高，通常出现的问题表现为，调试过程中调试人员由于技术、经验不足等原因，忽略了调试过程中的细节问题，导致自控仪器的使用效果达不到理想的状态，甚至有可能出现安全事故。另外还经常出现没对系统调试进行相关检查，仪表接线不够强，仪表记录不规范，不完整等问题。

5、安全仪表系统应用中质量控制措施

安全仪表系统是确保企业正常生产的关键，其质量必须得到保证，因此从施工的安装调试，到后期设备的运行维护，都必须制定严格的质量控制措施来确保却正常运行^[3]。安全仪表系统应用中质量控制措施可以总结为以下几点：

1)安装前要深刻把握系统的设计理念，理解系统的设计原理，安装技术人员应认真研究图纸，深入了解图纸与图纸之间的关系，认真理解设计思路，明确施工内容，掌握施工过程中应注意的技术和安全问题。2)严格遵守施工制定的计划，不可随意更改安装内容，遇到没有把握的问题，要及时跟设计人员进行沟通，确认无误再进行安装调试，明确施工各方面的内容，确保施工质量。3)加强安全仪表系统调试技能的培训与学习，针对日常工作中凸显的理论基础薄弱、调试技术经验欠缺等问题，公司内部应该加强员32调试技术的培训工作。

6、总结

安全仪表系统对在石油化工生产企业安全地进行生产起到决定性的作用，本文介绍了安全仪表系统的概念及其设计原则，并分析了安全仪表系统在安装调试过程中存在的问题，并提出了一些解决思路，为安全仪表系统的应用提供理论借鉴意义。

参考文献：

[1]白晓婷.石油化工安全仪表系统的设计与可靠性分析[J].化工管理,2019,18:85-86.

[2]焦春锋.安全仪表系统在输油气管道中的应用[J].化工管理,2019,17:59.

[3]魏灿程.石油化工安全仪表系统的设计与可靠性分析[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(05):45-46.

柴福义.安全仪表系统在石油化工装置的应用分析[J].云南化工,2020,47(1):113-114.