煉油裝置控制室設計探討

楊先豪

（洛陽瑞澤石化工程有限公司 河南 洛陽 471003）

1 煉油裝置及其自控發(fā)展

近些年來煉油裝置一直朝著大型化方向發(fā)展， 無論是工藝還是設備本身的技術發(fā)展， 都充分體現(xiàn)出大型化在包括單位投資和操作費用方面的綜合優(yōu)勢。 大型化是煉油裝置提高其勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，降低能耗和物耗的一項重要措施。進入21 世紀以來，世界各國都在調(diào)整煉油裝置布局，關閉競爭乏力的中小型煉油廠，同時進行老廠的改造或擴建，以提高其勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益、降低能耗和物耗。 我國也在產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目錄（2011 年本）中規(guī)定新建1000 萬噸/年以下常減壓列為限制類投資項目，引導煉油行業(yè)向大型化方向發(fā)展。

集散型控制系統(tǒng)（簡稱DCS）有著管理集中、風險分散的特點，在煉油裝置大規(guī)模使用近30 年來，無可爭議地成為了控制系統(tǒng)首選。 盡管現(xiàn)場總線技術發(fā)展也很迅速，卻由于技術和使用習慣等方面的原因，新一代現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)目前還停留在對控制可靠性要求不是很高或者非爆炸危險場所，由煉油廠生產(chǎn)過程的危險性特征，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在煉油廠的使用相當少，有限的應用也僅限于儲運罐區(qū)等監(jiān)控要求不是很高的場合。

2 控制系統(tǒng)及控制室設置現(xiàn)狀

集散型控制系統(tǒng)（簡稱DCS）信號傳輸以單回路模擬信號為主，模擬信號遠距離傳輸?shù)男盘査p性，又極大地限制了控制的集中。 以往做法是每套裝置設置一個控制室或者相鄰幾套裝置設置一個區(qū)域控制室，把全廠按區(qū)域劃分成多個部分來控制。 以至于形成一些比較有特點的名稱：一聯(lián)合控制室、二聯(lián)合控制室、儲運控制室、公用工程控制室，等等。 這樣做雖然有利于信號傳輸?shù)目煽啃圆⒐?jié)約電纜材料和電纜施工費用，但是由于各個控制室自成體系，互相獨立，形成信息孤島，不便于整體統(tǒng)籌。 即使有些煉油廠用通訊方式將各控制室信息相連，也因為沒有有效的指揮管理機制而發(fā)揮不了多大作用，流于形式。 在實際生產(chǎn)中為協(xié)調(diào)上下游裝置、單元間的物料的供需矛盾，只能放大生產(chǎn)和儲運過程中的保險余量，全廠生產(chǎn)效率較低。 此種布置雖已逐步淘汰，但還在不少煉油廠尤其是山東地煉使用。

3 新建煉油廠控制系統(tǒng)設計

近幾年來，隨著計算機技術的發(fā)展，自控系統(tǒng)的水平均已能實現(xiàn)工藝裝置和配套系統(tǒng)（單元）控制、管理、經(jīng)營一體化。 各工藝裝置、儲運系統(tǒng)、以及公用工程設施基本上也都采用統(tǒng)一的集散型控制系統(tǒng)（簡稱DCS）進行過程控制、檢測和操作管理。 由以前的崗位或裝置操作變?yōu)橄到y(tǒng)操作，實現(xiàn)集中監(jiān)視、控制和管理。 將工藝過程相關的裝置甚至全廠所有裝置或單元的控制系統(tǒng)集中起來，形成流程化操作，使項目范圍內(nèi)各裝置或單元的監(jiān)視、控制、操作和管理融為一體，區(qū)域之間的生產(chǎn)、管理信息流集中共享。 改變以前各裝置之間形成信息孤島，使之連成一個統(tǒng)一的有機整體，區(qū)域之間的生產(chǎn)、管理信息流集中共享，從而為實現(xiàn)新體制及現(xiàn)代化的企業(yè)管理打下堅實的物質(zhì)基礎。

4 控制室設計

與自控發(fā)展水平性適應，目前新建煉油廠控制室設計的通用做法是全廠設置一個中心控制室，同時又分區(qū)域設置現(xiàn)場機柜間， 控制器和I/O 卡件等放置在現(xiàn)場機柜間完成基本過程控制分散風險，操作站放置在中心控制室內(nèi)，實現(xiàn)集中控制。 現(xiàn)場機柜間與中心控制室之間用冗余光纖通過一天一地不同路徑敷設連接，以充分發(fā)揮DCS 系統(tǒng)控制集中、風險分散的優(yōu)點。 具體遵照執(zhí)行的相關標準規(guī)范有HG/T20508《控制室設計規(guī)定》（與SH3006-1999 內(nèi)容基本相同，SH3006規(guī)范現(xiàn)已有更新版本， 目前正在報批階段），SH/T3160-2009《煉油控制室抗爆設計規(guī)范》，SH/T3082-2003《煉油儀表供電設計規(guī)范》，GB50160-2008 《煉油企業(yè)設計防火規(guī)范》，SH/T3004-2011《煉油采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》等。

5 設計實例

筆者曾參與某煉油廠全廠自控設計，在進行控制室設計時，首先要參考吸取其他相關工廠或公司已有的中心控制室方案設計的優(yōu)點，并可結合項目具體情況加以優(yōu)化， 使設計方案在技術及功能上同主流技術相比不落后，設計思路上又能充分結合企業(yè)實際情況。

全廠設一座面積為54m×24m（長×寬）（下同）的中心控制室，中心控制室位于生產(chǎn)管理區(qū)，面向工藝裝置一側設抗爆墻并無門窗及其他洞口。 中心控制室房間布置如下：機柜室（18m×15m）預留供二期加氫裂化裝置、連續(xù)重整裝置用；設操作室（30m×15m）可放置75 臺操作臺供全廠所有裝置單元正常操作使用；設UPS 室（9m×6m），房間內(nèi)放置兩臺互為冗余的容量為80kVA 的UPS 給中心控制室及現(xiàn)場儀表供電）；工程師站/打印機室（6m×5m），其他為輔助性房間，輔助性房間包括：會議室、資料室、備品備件室、更衣室、廁所、交接班室、工藝值班室、消防監(jiān)控室、生產(chǎn)調(diào)度室等。 廠區(qū)內(nèi)設區(qū)域現(xiàn)場機柜間三個，由于機柜間分布比較均勻，功能相同。 且所包含的工藝裝置測量監(jiān)視和控制點數(shù)量相差不大，為簡化設計工作量及施工工作量，統(tǒng)一按一套圖中設計機柜間設計大小為24m×18m， 主要房間為： 機柜間 （18m×9m）， 外操室（9.6m×9m），UPS 室（6m×4.5m），工程師站室（6m×4.5m），輔助性房間有交接班室（6m×4.5m）及男女更衣室、廁所、工具間等。 工程師站室可兼做備品備件室。 機柜間一內(nèi)放置催化裂化裝置、MTBE 裝置、產(chǎn)品精制裝置、氣體分餾裝置及常減壓裝置；機柜間二放置酸性水汽提裝置、溶劑再生裝置及硫酸聯(lián)合裝置，并兼顧部分儲運罐區(qū)和公用工程單元；機柜間三放置汽柴油加氫精制裝置、汽油加氫脫硫裝置、制氫裝置及部分儲運單元、公用工程設施；另設一裝置機柜間，放置在焦化裝置界區(qū)內(nèi)。 機柜間信號統(tǒng)一用光纜傳輸至中心控制室，光纜采用冗余配置，一條經(jīng)電纜槽盒鋪設，另一路埋地鋪設，以確保通訊安全。 本設計方案得到業(yè)主的充分肯定。