關于石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)特點的研究

吳海

摘要：在石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，電氣儀表安全穩(wěn)定運行是保證生產(chǎn)作業(yè)能夠順利進行的重要指標。供電系統(tǒng)的工作狀況對于電氣儀表的安全運行，具有重要影響，但因為供電系統(tǒng)所涉及到的部門以及生產(chǎn)單位比較多，所以其存在許多安全隱患。因此石油化工企業(yè)需要將系統(tǒng)運行過程中存在的缺陷以及隱患都檢查出來，然后對原因進行綜合分析并提出提高供電系統(tǒng)安全運行的策略，進而保障電氣儀表系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

關鍵詞：石油化工、電氣儀表、安全供電系統(tǒng)、特點研究

引言：石油化工生產(chǎn)具有著易燃易爆以及高壓高溫等特點，在實際生產(chǎn)中，對自動化控制功能的安全性以及可靠性具有非常高的要求。隨著近年來我國現(xiàn)代控制技術、傳感器技術以及計算機技術的發(fā)展，以分散控制系統(tǒng)為代表的自動化儀表設備在現(xiàn)今石油化工生產(chǎn)中得到了非常廣泛的應用，對石化產(chǎn)品的安全性起到了重要的保障作用。對此，就需要我們能夠把握重點，通過問題的把握提出針對性的解決措施。

一.石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)概述

1.系統(tǒng)內容

在石油化工企業(yè)中，具有著數(shù)量、類型非常多的儀器儀表設備，且具有著非常精密的特點，如溫度儀表、壓力變送器、液位儀表以及分析儀表等，且配備有集控操作站以及工程師站。在企業(yè)化工生產(chǎn)中，儀表測控系統(tǒng)以及分散控制系統(tǒng)是應用最為廣泛的兩個系統(tǒng)。而在電源方面，則主要由控制系統(tǒng)、220V AC交流電源或者電控閥設備實現(xiàn)儀表設備的供電。

2.系統(tǒng)特點

在該供電系統(tǒng)中，其具有著以下特點：第一，DCS 分散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是整個石化儀表設備系統(tǒng)的重要核心系統(tǒng)。為了保證該系統(tǒng)在石化企業(yè)生產(chǎn)當中能夠具有更高的可靠性以及安全性，在對該類系統(tǒng)進行設計與研發(fā)時，就已經(jīng)對單回路供電方式可能存在著不足以及安全隱患進行了充分的考慮，并在其結構中對冗余供電電源回路進行了設置，保證其在運行中不會出現(xiàn)電源虧電的情況。在該種冗余電源配置方式中， 系統(tǒng)在運行中則需要以二回路電源方式進行供電，即無論在何種狀態(tài)下，只要系統(tǒng)二路供電電源不會出現(xiàn)同時出現(xiàn)斷電情況，整個系統(tǒng)則能夠以非常穩(wěn)定、高效的方式得到運行;第二，SIS安全儀表系統(tǒng)。該系統(tǒng)的電源配置方式同DCS系統(tǒng)類似，也通過雙回冗余方式對電源進行配置;第三，雙電源并電。很多測量儀表在具體投入到使用之后，在運行過程中并不會對電源瞬間波動情況產(chǎn)生較大的影響，而對于參與聯(lián)鎖運行的監(jiān)測儀表來說，該種情況的出現(xiàn)則很可能使信號出現(xiàn)瞬時消失的情況，進而使聯(lián)鎖系統(tǒng)出現(xiàn)拒動或者誤動現(xiàn)象。在這種情況下，為了保證儀表設備能夠獲得更為可靠、更為準確的信號采集結果，在對供電電源進行設計規(guī)劃時，則可以選擇雙電源并聯(lián)方式進行供電，以此保證儀表設備在穩(wěn)定電力供應的情況下安全運行;第四，對于電控閥以及PIC控制而言，如果其參與了系統(tǒng)緊急停車以及安全保護功能，則也需要對雙電源冗余方式進行應用。

二.供電系統(tǒng)安全運行對電氣儀表工作的重要性

儀表類設備主要包括壓力表，溫度計，壓力變送器以及流量儀等。電氣儀表所依靠的供電系統(tǒng)，主要由PLC控制器，220伏交流電源以及電控閥組成。石油化工企業(yè)在進行生產(chǎn)作業(yè)時，測控系統(tǒng)主要分為儀表測控系統(tǒng)以及分散測控系統(tǒng)，分別是SIS及DCS。首先是SIS儀表測控系統(tǒng)，其供電模式為雙回路電源供電，并且在進行供電時，若某一部分出現(xiàn)斷電的現(xiàn)象，生產(chǎn)系統(tǒng)的其他部分不會受到影響。其次則是DCS分散控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)，這也是整個生產(chǎn)系統(tǒng)中的核心部分，其能否安全穩(wěn)定運行，對于整個生產(chǎn)系統(tǒng)是否能夠正常工作并對產(chǎn)品進行加工具有至關重要影響。在生產(chǎn)過程中，其供電模式也為雙回路電源供電，這種模式能夠降低供電時出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象的頻率，對生產(chǎn)線系統(tǒng)安全影響具有重要作用。除此之外，在生產(chǎn)過程中所有用的儀表均具有較強的抗干擾能力，不會被電壓以及電流所產(chǎn)生的波動而影響，但變送器則不同會被電壓與電流的瞬間變化而影響。 石油化工企業(yè)生產(chǎn)具有高溫高壓以及易燃爆的特性，所以在生產(chǎn)過程中自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的安全與可靠性標準非常高。而且因為現(xiàn)在石油化工企業(yè)中生產(chǎn)設備需要非常多的的系統(tǒng)，并且生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)流程都比較復雜，所以在生產(chǎn)過程中非常小的風險與安全隱患，都會生產(chǎn)作業(yè)帶來非常大的影響，嚴重時時候甚至會使整個生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓。因此控制工作的重心最后還是落在供電系統(tǒng)，所以說供電系統(tǒng)是保證石油化工企業(yè)安全生產(chǎn)的基礎。

三.石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)安全性隱患

石油化工企業(yè)的電氣儀表供電系統(tǒng)的電源一般是將電網(wǎng)220VAC轉換為24V、110V、220V三個等級的電壓，通過AC/DC轉換器轉換為24VDC，對石油化工中的直流儀表進行供電，通過石油化工中電氣儀表中的變壓器轉換為110VAC，對石油化工電氣中相應儀表進行供電，采用UPS（不間斷電源）220VAC對石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)使用各種雙回路冗余配置電源儀表進行供電，并在石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)中使用低壓短（斷）路器對線路進行控制。常見的石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)的安全隱患主要表現(xiàn)在：第一，對石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)需要經(jīng)過24VDC直流供電的石油化工電氣直流儀表沒有按照要求采用冗余配置模式;第二，DCS、PLC系統(tǒng)等需要在石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)中采用雙回路電源的儀表未采用雙回路供電，而在石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)分子線路上并聯(lián)兩個電源對回路進行供電， 當在石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)中斷路器斷開、UPS電源故障、外部電網(wǎng)發(fā)生中斷等安全事故發(fā)生時，石油化工電氣儀表形成封閉的供電線路，造成短路。提高石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)的安全、正常運行，需要提高石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)的可靠性、安全性。

四.提高石油化工儀表使用安全性的建議

經(jīng)分析可知，石化工程儀表的使用隱患大多來自于儀表的供電問題，因此，為了確保石化工程儀表供電系統(tǒng)運行的安全、可靠，必須充分做好對電源運作系統(tǒng)及其相關的設計優(yōu)化、運行調試以及管理維護工作，積極采取有效措施進行安全防護，避免出現(xiàn)安全事故，確保石化生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定。

1.提高總電源及其線路安全、可靠水平。對于石化儀表供電系統(tǒng)而言，要確保和提升其運行過程的安全性與可靠性，必須擁有一個安全、可靠的總電源作為基礎。因此，石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中應選用性能穩(wěn)定、質量過硬，并且標準在 10 kV·A以上的市電電源，為生產(chǎn)過程中各種儀表提供電力保障。

2.對電氣儀表的供電系統(tǒng)進行優(yōu)化。DCS分散控制系統(tǒng)、SIS 安全儀表監(jiān)控系統(tǒng)與 PLC 系統(tǒng)，是石化自動化、智能化生產(chǎn)的核心系統(tǒng)，這些生產(chǎn)控制系統(tǒng)對于供電的安全、可靠有著較高要求，必須對相關儀表的供電系統(tǒng)的安全性能予以足夠重視，通過優(yōu)化電氣儀表的供電系統(tǒng)，為生產(chǎn)過程的有效控制提供安全的電力保障。

3.對直流供電儀表的冗余電源進行優(yōu)化配置。為保障直流儀表供電系統(tǒng)較高的穩(wěn)定性與安全性，應采取并聯(lián)供電的方式進行供電。通過利用兩臺不同電源的24VDC直流穩(wěn)壓電源，以并聯(lián)的方式對儀表進行供電。同時在每個直流電源的正極輸出端口配置一個較大功率的二極管，用于區(qū)分兩個不同電源，實現(xiàn)更好的安全管理。

結語：

綜上所述，在完善與優(yōu)化石化電氣儀表供電系統(tǒng)的過程中一定要牢牢結合與參照生產(chǎn)設備本身的特點以及供電追求，充分考慮安全技術以及用電負荷要求，要協(xié)調好經(jīng)濟以及技術條件關系。用針對性更突出的方法和配置思路，保障儀表系統(tǒng)足夠安全。讓供電系統(tǒng)能夠在石化電氣儀表中發(fā)揮最大化作用，幫助石化企業(yè)獲得更巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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