關于大型石化裝置安全儀表系統的設計分析

張小波

摘要：本文重點針對大型石油化工裝置當中的安全儀表系統設計進行系統性的分析和探討，主要針對SIS系統進行分析，介紹了安全儀表系統等級的設定以及工作回路的設計方法，保證化工裝置安全儀表的穩定工作。

關鍵詞：石化裝置;安全儀表;設計分析

在我國一些大型的石油化工企業當中，內部經常會存在很多易燃易爆的危險化學品，同時在內部的工作環境當中經常會處于一種高溫或者是高壓的工作環境下。在石油化工的日常生產和運營過程當中，安全儀表是其中一個非常重要的設備，對監測化工生產的條件和穩定性、保護工作人員的人身安全都有著非常重要的意義。在石油化工的眾多設備當中，其中存在很多危險性的操作，在日常化工產品的生產過程中，必須要對各個不同生產環節的可操作性進行系統的分析和掌握，對生產過程當中的安全防護系統以及安全流程的生產等級進行詳細的評估，充分保證化工安全儀表在生產過程中的功能發揮，保證整個化工生產設計、化工系統建設以及運行生產過程當中的維護變更工作的順利進行。

1.石化裝置安全儀表在化工生產中的運用

當前我國社會經濟的發展速度不斷加快，石油化工產業的規模也在不斷的擴張，內部生產和設計工作的指標正在不斷的提高。所謂的卡邊操作就是實現化工生產過程當中對APC的有效控制，就對化工企業的生產安全性有著重要的意義。

1.1安全儀表系統構成

依照相關規定當中的制定標準，在化工生產過程當中，安全儀表系統主要針對的是生產流程當中各個安全儀表功能的實現，通常情況下安全儀表是通過各種型號的傳感器、邏輯系統、運算器以及相關的硬件設施所構成。

1.2 SIS的變遷

SIS在20世紀60年代初通過PLC技術基礎之上所研發出來，SIS通過繼電器系統所構成。隨著科技技術的不斷發展，繼電器當中所存在的一些安全隱患問題越來越明顯，因此在實際的使用過程當中很難達到一種實時性和安全性的工作要求。直到20世紀70年代末，在繼電器技術發展速度不斷提升的情況下，內部故障安全防護系統已經誕生。這種防護系統的設定，有效提高了化工生產的安全性以及整體性。從90年代后期，通過在運行系統當中設定了雙重防護模式，以三重模塊的TMR技術在化工生產當中的充分運用，保證了整個化工生產流程的穩定性，同時這也是SIS技術在國外一些發達的石化生產國家當中得到了普遍的使用的主要原因。

1.3 SIS的安全生命周期

在安全儀表的功能性方面，主要是針對傳統意義上安全儀表的整個回路進行設定，安全儀表的功能性主要分為傳感器邏輯、系統運算、硬件設施以及整個回路的完整性所構成。

在SIS的安全工作周期當中，通過國家的相關標準所提出的內容，將安全生產的內容落實到了生產各個環節當中，真正實現了安全評估、安全控制以及安全管理的化工生產模式。在整個化工生產的流程當中，重點強調的是安全生產內容，這也是相關管理工作人員必須要重視的工作內容之一，在化工生產的全周期當中主要包含了初步的生產設計階段，生產過程當中的危險因素分析，生產風險評估模式等。在生產過程當中需要對內部的安全性影響因素進行科學的論證，保證安全系統的功能得以充分的發揮。依照我國相關的化工生產標準規定，已經充分制定出了相關的安全生產技術和生產規范，對化工生產過程當中的可行性實驗進行了有效的實施，充分建立起了化工生產的維護工作流程，在進行安全評估的時候，對安全系統的控制以及操作維護有著重要的保障。如果在生產工藝上進行了改進，那么需要對安全防護工作當中存在的不足之處進行彌補，保證整個化工生產流程的穩定進行。

2.大型石化裝置儀表系統的設計分析

DCS通常情況下在工作過程當中是通過人機界面來進行操作，在化工生產流程當中以信息通信線路和現場的控制平臺所構成整個監控系統。SIS系統則是通過傳感器以及內部的邏輯運算器等形成了系統監測的三個重要構成部分。

DCS在工作過程當中主要實現的是一種主動性和動態化的，貫穿在整個工作流程當中的化工檢測和化工的運算控制工作，對化工生產過程當中所表現出一種的動態化工作性質。

2.1SIS與DCS的區別

DCS系統在工作過程當中主要實現的是一種調節性控制功能，保證化工生產在一種連續性和生產順序方面的有效性，而SIS監測系統在生產過程中的狀態表現比較穩定，他和批量化工生產的控制流程存在一定的差異在。生產過程當中實現了一種順序性控制和工藝聯鎖控制的模式，機械內部產生系統故障的時候，系統本身會產生間接性電源中斷，此時通過安全儀表內部系統可以預先進行斷電動作的保證，這樣可以使得相關工作人員在故障產生之前進行合理的控制，保證生產設備及時轉入到一種安全的工作狀態。

2.2安全儀表的系統交換

在安全儀表系統當中需要設定一個相對獨立的控制系統，在化工生產過程當中需要獨立的完成安全保障功能，通過安全儀表進行系統軟件的檢測，可以對系統內部的控制單元和設備結構進行實時性檢測，如果在生產工藝要求合理的情況下，通過安全儀表的合理控制，對系統運行過程當中各個不同的檢測單元進行信息的提取。比如通過檢測內部工作元件，對DCS信號進行收集，然后通過系統內部的數據通信和DCS通信之間進行連接，但是在此過程當中需要禁止和DCS通信之間形成系統信息的交換。

2.3系統設計的獨立性

為了最大程度上保證化工生產工藝流程的安全性，通過對安全儀表的設定和使用需要，保證安全生產過程當中的穩定可靠程度，對此依照相關的規定標準，對該項技術進行了明確的規定，對安全儀表系統當中存在的可靠性問題，第一種是針對安全儀表本身工作的穩定性。另一個是安全儀表對安全化工生產保護的可靠性，同時還需要針對生產工藝的整個流程進行合理的檢測不斷的提高檢測儀器的判斷能力和執行能力。

3.結束語：

在化工生產過程當中，如果機械設備產生故障，那么系統內部很有可能產生電源中斷或者是一系列的操作風險。所以說相關研究人員對于化工儀表的安全性認知程度，只有在實踐中不斷提高，才能夠充分保護化工生產的安全性，這也是是安全儀表最重要的工作。

參考文獻

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（作者單位：南山裕龍石化有限公司）