淺析化工裝置中儀表聯鎖系統的應用

陳超 趙小春

摘 要：儀表聯鎖是現在化工生產中比較常用的一種控制措施，可以對控制系統中檢測結果進行停機控制。化工裝置中儀表聯鎖主要是通過安全儀表系統來實現控制功能，對化工生產過程中存在的異常情況進行監測，為避免發生安全事故，一旦出現生產故障則通過控制系統直接進行停機控制，保證了生產流程的規范性，有效控制事故影響范圍，提高了化工生產安全性。文章分析了化工裝置中儀表聯鎖系統應用現狀，并針對存在的問題提出了相應的解決措施。

關鍵詞：化工生產；儀表聯鎖；化工裝置

中圖分類號：TP214 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）03-0050-02

在化工行業生產技術與設備不斷更新發展的背景下，自控管理技術在應用上更為廣泛，基于化工生產危險性特征，對于化工裝置的生產安全性要求也越來越高，儀表聯鎖系統在化工裝置中的應用需要做更進一步的研究。對于化工裝置中儀表聯鎖系統的應用，需要從工藝操作、生產要求以及裝置開工等方面進行研究，完成對生產過程中各設備運行安全的監測與控制，減少事故的發生，并通過有效控制事故影響范圍來提高生產效率。

1 化工生產中儀表聯鎖的應用分析

化工生產具有一定特殊性，對生產安全管理的要求更高，為保證化工裝置運行安全，選擇用儀表聯鎖的方式進行檢測管理，可以及時發現運行中存在的故障，并采取措施進行處理，減少故障造成的影響。儀表聯鎖裝置是通過機械、電氣、電子、液壓以及氣動等組合方式，實現整個生產工藝機械部分操控的相互聯鎖，即利用操控機構完成機械裝置電源以及閥門的控制，這樣就可以在故障發生前對其進行制約管理，同時保證多個系統的運行安全性。通過儀表聯鎖的應用，可以接通兩個以上相互干擾的系統運行模式，有效避免了化工裝置在生產流程中出現的失誤，保證上一個流程在完全完成的情況下才可以進入到下一個流程。實際上就是利用控制儀表來避免出現錯誤操作，并實現溫度、工藝參數、電壓以及流速等內容的安全聯鎖，可以及時安全停車，對提高石油化工工藝安全性具有重要意義。

2 儀表聯鎖運行原理分析

儀表聯鎖只有在化工裝置運行到特定情況下才會觸發保護動作，即設備危險部位停止運行時安全裝置才會進行保護。對于部分生產規模比較小的化工企業，其生產工藝與化工裝置運行存在的危險性比較小，選擇應用普通的聯鎖機構既可以滿足生產要求。而對于部分生產規模較大的化工裝置，應設置獨立的DCS裝置，對運行裝置進行安全聯鎖與緊急制動管理，通過系統管理更安全快速的在危險中停車。按照安全設計規范，在進行儀表聯鎖系統設計時，應將安全系統與過程控制系統區分開進行獨立設計，隨著各類新型技術與設備在化工生產中的應用，專用的制動與儀表安全系統已經可以實現DCS系統的獨立性，在化工裝置安全運行時，機械制動與安全儀表控制系統處于靜態狀態，并且不需要人為干預，成為脫離于DCS系統的獨立安全保護系統。相對獨立安全系統，即可以長期處于在線狀態，一旦化工裝置出現異常即可及時向控制系統發出保護信號，這樣在系統控制范圍內就可以采取相應的動作，保證裝置在故障中停車。

3 化工裝置儀表聯鎖設計措施

3.1 儀表選型與檢測

在對化工裝置儀表聯鎖進行設計時，需要針對實際生產條件，就聯鎖條件進行檢測分析，并選擇合適的儀表，是保證儀表聯鎖系統設計可靠性的重要條件。如果沒有提前就化工裝置運行狀態進行檢測，很有可能會導致裝置在運行后因為微小的問題而發生安全事故。并且要結合不同化工裝置特點，來合理確定儀表類型，避免選擇不當，增加危險源。另外，對于聯鎖切斷閥的選擇還應做好對閥門泄漏量的研究管理，避免因為生產工藝造成的泄露而發生爆炸。例如，少量雙氧水遇到部分介質會發生劇烈反應，在生產時必須要保證選擇的閥門泄漏量滿足規范要求，應選擇用緊密級雙偏心或者三偏心切斷閥。

3.2 聯鎖儀表安裝工藝

聯鎖儀表安裝效果也在很大程度上影響了后期系統管理的安全性與有效性，例如，塔釜壓力3取2高高聯鎖，在進行設計時必須要保證3個測量點壓力值相似，同時又可以正常反應出整個塔釜的壓力值，這樣就對測量點的位置有著嚴格的要求，必須要處于相同水平線并且相對穩定的地方。同時還應做好導壓管配管的控制，氣相介質導壓管由取壓點垂直向上接變送器不可有液袋以及U型彎，避免存在靜液柱差影響導壓。在化工裝置儀表聯鎖安裝完成后，為了保證其及時性與有效性，必須要保證其安裝監測參數最為靈敏以及能夠直接反映該裝置運行狀態的區域。

3.3 執行元件可靠性

在對化工裝置儀表聯鎖系統進行設計時，需要保證聯鎖儀表執行元件的可靠性，這樣在進行系統設計時就可以選擇用雙電磁閥串聯的方式，采用電磁閥串聯控制切斷閥的開關。選擇此種設計方式，只有當兩個電磁閥都失電的情況時，切斷閥才會失氣關閉，可以避免某一個電磁閥失效而引發聯鎖誤動作。如圖1所示，當其中一個電磁閥失電后，切斷閥就可以失氣關閉，避免因為電磁閥失效而導致聯鎖條件發生時不能對制定裝置進行安全保護，提高了儀表聯鎖系統運行的安全性。

3.4 聯鎖安全性

正常工況現場電磁閥帶電，聯鎖失電，被稱為失電聯鎖，也被稱為故障安全型。在實際情況中，聯鎖并非一定是失電聯鎖，也存在著電聯鎖的狀況，具體的判斷需要根據工藝狀況來判定。其中如果要考慮工藝設備安全的要求，必須失電才能聯鎖，這樣的聯鎖為非故障安全性，此時要綜合考慮非故障安全型可能造成的后果是否比不滿足工藝條件的嚴重。儀表聯鎖是為了工藝裝置服務，首先要最大限度地滿足工藝裝置的安全，當然，如果不是為了滿足工藝要求，就可以采用得電聯鎖。在實際具體的應用中，如某裝置工藝要求切斷閥正常處于關閉狀態，聯鎖打開切斷閥，儀表風故障時，切斷閥必須處于全開位置才能保證設備的安全，在此聯鎖回路設計中必須滿足故障安全性原則，滿足工藝安全無干擾的運行。

3.5 分布式控制

DCS系統是利用工業計算機對系統進行全面控制，即為分散性控制系統。其是建立在網絡技術與通信技術基礎上的，針對分布于現場的各個控制點、采集點與控制點聯系起來，并且把數據交由系統進行統一，一旦出現故障就會做出相應的處理動作，這類系統控制被稱為分布式控制。另外，還可以選擇用現場總線模式進行設計，即利用現場總線技術，建立完善開放型的自動化控制系統，對生產流程中各工控領域進行管理，是一種相對新型的管理模式。其中，安全型總線管理模式，應用到化工裝置檢測與控制中，可以更好的提高其運行安全性，減少系統故障的發生幾率。

4 結 語

隨著化工行業的快速發展，更多新型的技術與設備被應用到生產中，雖然生產效率得到了一定的提高，但是所面臨的安全問題并沒有得到完全的解決。儀表聯鎖是提高化工裝置生產流程管理控制的重要措施之一，其設計效果如何，在很大程度上決定了化工裝置故障發生后處理的及時性與影響效果。通過良好的設計，提高儀表聯鎖對整個生產流程中化工裝置的管理，對降低安全事故帶來的影響，提高生產效率具有重要意義。

參考文獻：

[1] 蔡偉.儀表聯鎖在化工裝置中的應用研究[J].黑龍江科學，2014，（5）.