如何提升石油化工儀表供電系統的安全性

馬駿

中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司輸氣管理處 四川成都 610000

儀表系統供電只有確保了安全穩定化的運轉，才可以確保石油化工裝置的安全化生產。不但要考慮到系統外設備裝置，且還得要考慮到供電系統的穩定性，熟悉并了解設備的性能，通過合理化的供電方式來確保系統得以正常化運行。雖然我國石油化裝置系統的供電方式還有諸多問題需要解決，然而在科學技術不斷進步與發展的過程之中，新的供電設備而逐步運用在石油化工之中，供電方式也會逐步趨于完善化，以此來促進石油化工走向可持續發展道路[1]。

1 石油化工儀表供電系統及安全要求

1.1 供電系統組成

供電系統根據劃分依據的不同可以進行不同的分類：根據測量控制的類型劃分主要包括分布式控制系統（即DCS）、儀表安全測量控制系統（即SIS），SIS 系統包括溫度裝置、壓力裝置、流量裝置、行程裝置、在線分析測量裝置、執行裝置、電磁閥門、壓力變送裝置等；根據化工生產作業流程劃分主要包括集中控制中心、技術工作中心和諸多輔助測量控制儀表裝置等；根據生產工作現場劃分主要包括可編輯邏輯控制裝置、電控閥門和其他電源供電儀表裝置等；整個生產線還包括很多質量監測設備和分析裝置。

1.2 安全供電系統的要求

分布式控制系統DCS，是化工企業生產作業中儀表裝置系統的主要控制中心，為了使DCS 系統在化工生產過程中保持良好的運行，在對DCS 系統進行初期的設計時，就需要考慮到回路供電系統所擁有的不穩定性，也就是說不僅需要在構建DCS 時安裝不同的電源，還要布置冗余供電電源回路。一般來說，為保證儀表設備不受斷電等問題的影響，冗余電源元件已安裝在各個裝置之中，這也就間接要求使用供電系統使用二回路電源來進行供電，才能保證供電工作的正常、穩定、安全運行。基于DCS 的石油化工儀表控制系統的軟件設計，必須要建立一個體系成熟的數據庫[2]。經過DCS 分布式控制的石油化工儀表數據通過分級管理，提高石油化工儀表的控制精度。基于DCS 的石油化工儀表控制系統軟件具體流程如圖1 所示。

2 石油化工儀表供電系統中存在的安全隱患

通常，石油化工電氣儀表的安全隱患主要包括以下幾種：

（1）24VDC 直流供電儀表沒有采用冗余配置的模式；（2）DCS 系統和 PLC 系統的儀表沒有采用雙回路模式，而是采用在分子線路上將兩個電源并聯的方法實現供電，如果斷開了斷路器，UPS 電源發生故障問題，或者外部的電網中斷，電氣儀表就會形成一個封閉的供電線路，從而造成短路。（3）如果照明設備和風扇設備等出現了供電短路現象時，會引起整個供電系統斷電。因此，要實現一個安全、可靠的石油化工供電系統，就要加強供電系統的優化設計工作、安裝調試工作以及維護工作，積極的采取各種有效措施進行防護，以降低故障發生率，從而保障石油化工供電系統的安全和穩定。

3 提升石油化工儀表供電系統安全性的途徑

3.1 雙路供電配置

對于石化企業的生產流程、作業流程來說，SIS、可編程邏輯控制、分布式控制等是最為重要的對象和內容。在實踐中一定要確保儀表供電系統具有足夠的可靠性與安全性。這里的控制中心是SIS、可編程邏輯控制、分布式控制等測量系統內部最為重要的一部分單元。絕大多數條件下，在控制中心能夠穩定運行時，其他單元就算是發生了嚴重的斷電現象也不會對儀表設備造成過多的影響與干擾。

面對這樣的條件和背景，此時就需要用科學、有效、合理的手段控制與保障控制中心供電足夠可靠、足夠安全。用這樣的方式和手段減少故障概率、隱患概率。在控制中心中測量控制儀表的地位十分特殊，完善過程中，最重要的就是供電容錯和冗余選擇融合。

3.2 直流儀表配置

石化企業作業生產環節，直流電主要依靠的是 24V 設備提供電能。為了保障直流儀表本身的供電系統可以保障安全，在實踐當中就需要選擇有著獨立性的直流穩壓電源負責供電。電源輸出整機部位有必要增加大功率二極管，實現電源隔離追求。依靠 220V 電源為其源源不斷的供電。在電源回路中來回供電，結合直流電源、交流電源大功率二極管、電路有效配置供電冗余。

3.3 單路電氣配置

對于石化企業在作業環節中遇到的各種問題，在線分析、流量控制、壓力控制、可編程邏輯裝置需要將重心放在安全性管理。假設爆發短時間停電那么石化企業的安全生產、穩定生產就會遇到很大的問題和影響。對此需要同時參考經濟以及技術這兩項條件、兩項內容[3]。以此為參照點確定不間斷電源在供電后的儀表用電需求獲得滿足。在供電系統當中有必要安裝靜態開關。相對來說，電氣儀表系統安全性往往要高于傳統電源。假設供電計劃當中的 UPS陷入故障或是異常，那么靜態轉換開關就會將狀態切回不間斷供電。在隔離不間斷電源以后獲得穩定電壓，提高與保障儀表系統的供電穩定性和安全性，留出足夠多的時間和空間用于電源的搶修與維護。

3.4 提高總電源可靠性和安全性

決定石化企業儀表供電系統能否可靠、安全的關鍵點在于需要可靠、安全的總電源。石化企業有必要選擇質量好、性能穩定且能力達標的電源。用這樣的電源為石化生產提供足夠的電力。此外還要用 UPS 以及市電供電兩種模式，提高系統穩定性和安全。