探析安全儀表系統(tǒng)在石油煉化系統(tǒng)中的應(yīng)用

張明

摘 要 近年來，隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和完善，進(jìn)一步促進(jìn)化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是石油化工方面逐漸走在了工業(yè)發(fā)展的最前沿。在石油化工工業(yè)的發(fā)展過程中，石油煉化系統(tǒng)的完善是促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)，同時也是石油化工行業(yè)立足于市場的條件。本文主要就安全儀表系統(tǒng)在石油煉化系統(tǒng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析，以期能夠進(jìn)一步提升石油煉化的安全性和可靠性，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)以及社會效益。

關(guān)鍵詞 安全儀表系統(tǒng)；石油煉化系統(tǒng)；應(yīng)用

前言

在石油生產(chǎn)中，安全是最為重要的也是最為基礎(chǔ)的工作目標(biāo)。在該項(xiàng)工作中，僅僅依靠人力的方式是不夠的，還需要能夠通過能夠?qū)Ξ惓幼鬟M(jìn)行檢測裝置的配備實(shí)現(xiàn)潛在危險的監(jiān)測。安全儀表系統(tǒng)即具有這樣的作用，通過其科學(xué)應(yīng)用對石油的安全生產(chǎn)具有重要意義。

1 石油煉化的概念

石油煉化的工業(yè)步驟主要有：常壓蒸餾和減壓蒸餾、原油的脫鹽、煉廠氣加工、脫水、催化裂化、催化重整、延遲焦化、加氫裂化。在原油一次加工以及二次加工的每個生產(chǎn)設(shè)備都有氣體生成，所有都稱之為煉廠氣。從組成上來講，是由氫和甲烷和由2個碳原子構(gòu)成的乙烷、乙烯，還有由3個碳原子構(gòu)成的丙烷、丙烯；由4個碳原子構(gòu)成的丁烷、丁烯等等構(gòu)成的；這些都是應(yīng)用在生產(chǎn)汽油的原料以及石油化工原料等等化工產(chǎn)品上的。煉油廠氣的生產(chǎn)主要作用就是分離和使用煉廠氣。在它分離化工原料后會增加比重，然而，分離后得到的高純度丙烯，也可當(dāng)作聚丙烯使用，分離后得到的高純度的乙烯也可當(dāng)作乙苯使用[1]。

2 石油煉化系統(tǒng)中運(yùn)用安全儀表系統(tǒng)的必要性分析

石油化工工業(yè)屬于典型流程工業(yè)，生產(chǎn)過程中所使用的大部分物料均屬于易燃易爆物，須在高溫高壓條件下進(jìn)行操作，極易出現(xiàn)安全事故。且石油化工生產(chǎn)過程中，隨著設(shè)備及其規(guī)模逐漸大型化，設(shè)計(jì)操作的指標(biāo)越來越靠近安全的臨界點(diǎn)，這在一定程度上，增加了安全事故發(fā)生的可能性。因此，增加安全系統(tǒng)的安全性和可靠性已勢在必行。此外，在設(shè)計(jì)安全儀表系統(tǒng)過程中，同時還應(yīng)考慮石油化工工業(yè)生產(chǎn)的原料變化、過程復(fù)雜性，最終產(chǎn)品質(zhì)量要求、裝置及其設(shè)備規(guī)模、環(huán)境等各個方面的因素，這對于降低石油煉化系統(tǒng)風(fēng)險、提升系統(tǒng)安全性和可用性，顯得尤為重要。由此可見，安全儀表系統(tǒng)是保障石油企業(yè)運(yùn)行安全和可靠不可或缺的一種手段和方法[2]。

3 基于安全完整性等級中的運(yùn)用原則

近年來，隨著裝置的增加，對安全儀表系統(tǒng)的安全等級研究也越來越多，SIL便是其中一項(xiàng)。在對安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行選擇時，需確定安全儀表系統(tǒng)的SIL，這是由于裝置危險度越高，其對安全儀表系統(tǒng)安全等級的要求也就越高。因此，采用SIL確保石油煉化系統(tǒng)中安全儀表系統(tǒng)操作的安全以及危險識別，顯得尤為重要。

4 基于SIL的應(yīng)用原則

SIL即安全等級完整等級，主要是指安全儀表系統(tǒng)在一定條件和時間下相關(guān)安全功能執(zhí)行的可能性。隨著裝置的不斷增加，越來越多的人逐漸投入到安全儀表系統(tǒng)的研究，如SIL。現(xiàn)階段，借助SIL可以對安全儀表機(jī)制的等級從整體上進(jìn)行評判，也就是在一定條件下確保安全系統(tǒng)的安全概率能夠達(dá)標(biāo)。在選擇安全儀表系統(tǒng)時，由于安全等級的要求會隨著裝置風(fēng)險度的升高而升高，為此需要將其SIL準(zhǔn)確的確定下來，同時由于確定過程異常復(fù)雜，便需要具備高素質(zhì)水平的技術(shù)人員全面分析裝置風(fēng)險，通過采取各種措施來對安全系統(tǒng)的裝置進(jìn)行不斷的完善，由此其中存在的安全隱患便可以得到有效避免，裝置的運(yùn)行也能夠更加的安全、穩(wěn)定且有效，待確保各項(xiàng)裝置安全以后再投入使用[3]。

5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1 檢測執(zhí)行元件設(shè)計(jì)

第一，為了對檢測元件自身的故障率進(jìn)行降低，在檢測元件選擇方面，需要選擇使用具有較高質(zhì)量與性能的產(chǎn)品，尤其是安全水平認(rèn)證以及智能產(chǎn)品更是如此；第二，執(zhí)行元件方面，對于SIL2以上等級的系統(tǒng)，則需要使用冗余配置或者獨(dú)立的執(zhí)行元件，在兩種該方式都有效時，同執(zhí)行元件冗余相比，使用具有較高可靠度的執(zhí)行元件則將具有更好的效果。執(zhí)行元件選擇方面，要選擇能夠同標(biāo)準(zhǔn)符合且獲得相關(guān)認(rèn)證的產(chǎn)品。在執(zhí)行元件具有使用冗余配置時，其具體方式有每套閥門配套冗余電磁閥以及使用冗余閥門這兩種類型。切斷回路執(zhí)行設(shè)備方面，即為以串聯(lián)方式安裝的2臺切斷閥，放空回路執(zhí)行設(shè)備方面，即為兩個以并聯(lián)方式安裝的放空閥。可以說，通過執(zhí)行元件冗余設(shè)置方式的應(yīng)用，將對系統(tǒng)的可用性以及可靠性進(jìn)行有效的提升。

5.2 系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)

在安全儀表系統(tǒng)當(dāng)中，邏輯運(yùn)算可以說是核心內(nèi)容。對于一套好的安全儀表系統(tǒng)來說，不僅需要具有合理且可靠的硬件配置，做好邏輯設(shè)計(jì)同樣關(guān)鍵。對此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中即需要對冗余檢測元件邏輯進(jìn)行合理的使用，如檢測元件三重冗余配置“3取2”等，以此對系統(tǒng)使用的可用性以及可靠性進(jìn)行滿足。在實(shí)際應(yīng)用中，需要通過觸發(fā)器邏輯電路的應(yīng)用對安全保護(hù)動作的復(fù)位以及觸發(fā)目標(biāo)進(jìn)行完成，避免出現(xiàn)安全保護(hù)動作自鎖邏輯電路情況。

6 安全儀表系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢

安全儀表系統(tǒng)在經(jīng)歷了幾個重要階段的發(fā)展以后，即氣動、繼電器、固態(tài)繼電器和PLC系統(tǒng)等，新型安全儀表系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，憑借其本身所具備的高性能和低維護(hù)成本，使其在石油煉化系統(tǒng)中具備更高的可靠性與可用性，進(jìn)而有助于促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的顯著有效提高，在企業(yè)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中扮演著重要的角色。與此同時，安全儀表系統(tǒng)由于自身的故障率比較明顯，今后在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中可以根據(jù)自身故障來對系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的檢測與診斷，并且及時地做出警示，進(jìn)而系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率便可以顯著減少，系統(tǒng)運(yùn)行的效率在一定程度上也能夠獲得不斷提升。

7 結(jié)束語

綜上所述，在石油煉化系統(tǒng)中的安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用是非常必要的，這些能夠檢測裝置的異常動作的系統(tǒng)給石油化工提供了安全保障，企業(yè)也要給予一定的重視，還要根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，采取多種安全可靠地措施，來實(shí)現(xiàn)安全的系統(tǒng)功能，這樣才能提升石油煉化的安全性和可靠性，才能促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展，以及社會經(jīng)濟(jì)效益的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳優(yōu)先.化工測量及儀表[M].北京：化工工業(yè)出版社，2010： 322-326.

[2] 陳存銀，王峰，高金吉.石化裝置安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2013，（06）：207-211.

[3] 劉瞻.石油化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2013，（01）：11-14.