關于石油化工電氣儀表安全供電系統設計

王為能

摘要：近些年我國石化企業的發展速度十分顯著，在石化企業生產過程中會遇到很多風險要素。石化企業作業過程中面臨著易爆易燃、高壓高溫等危險，為了減少人員受傷就需要重視對自動化系統的利用，要確保自動化系統足夠穩定和可靠。在保障了以上條件滿足以后，才能夠確保石化作業安全與順利。石化企業一定要充分考慮電氣儀表的安全供電系統合理性使用，深入研究，以便減少電氣儀表供電負荷、供電風險。創造最大化效益。

關鍵詞：石油化工;電氣儀表;安全供電系統

引言

石油化工中電氣儀表的正常運作，對天然氣等能源的加工、供應有重要意義，因此電氣儀表的供電系統也尤為重要。本文主要對其供電系統進行相關簡述，探討供電系統的主要特點，并深入存在的安全問題，以提出相關的改善對策，達到提升供電系統穩定性、安全性的研究目的。

1化工電氣儀表供電主要特點

1.1分散控制系統

為使系統達到一定的安全穩定性，系統在設計時不再采用以往的單回路的供電模式，而是使用的雙回路供電模式。因為使用了雙回路供電模式，保證了系統不受斷電的影響，即使斷電，也可正常使用。

1.2STS系統

所謂的STS系統，實際上與分散控制系統差不多，采用的供電模式都是雙回路的，并且在供電的同時有配套的調整裝置，使供電過程安全穩定。若在供電過程中電源發生瞬時的波動，對儀表的影響并不會很大，而對變送器則不然，會使變送器被干擾到。

1.3供電系統安全隱患

供電系統在安全方面的隱患主要有：（1）沒有為直流供電的電氣儀表設置相對應的冗余電源。（2）沒有根據規定進行雙回路電源的設置，而只是在分支的線路上將電源設置為并聯的模式，使回路能被供電，一旦發生異常情況，就會出現短路故障的現象。（3）假如電路中的風扇以及照明設備發生短路現象，就會出現系統斷電。所以，要想確保電力系統安全可靠，就要提前設計好，并組織好安裝工作同時做好維護工作，具體情況下采取具體措施來保護系統，將安全風險扼殺在萌芽狀態，避免發生安全事故。

2存在的安全問題

由于我國主要涉及的供電電壓有交流電壓220V和直流電壓24V。在供電過程中，經由低壓斷路器監測、控制，并經由變壓器達到電能輸送、供應的目的。因此就我國當前的供電情況而言，主要存在3項問題：①24V直流電壓直流電氣儀表未采用冗余式配置方式。②PLC控制器、DCS分散測控系統未采用雙回路供電，而是在分線上通過并聯方式，達到同時對兩個電路供電的系統設計目的;然而一旦一方分線出現問題，則易導致短路等狀況的發生風險。如UPS電源故障、斷路器中斷等，均會導致相應分線安置的電氣儀表在此分線處形成封閉供電環路，最終導致短路等狀況發生。③按當前常見系統設置，一旦照明、排風等設備出現短路，則會嚴重影響其整體的安全供電系統及電能的正常運輸與供應。即照明、排風等設備的電路同安全供電系統的電路為同一條，則照明、排風處出現問題，會影響整條線路的功能，最終會影響安全供電系統的正常運作。

3安全分析及相應問題的改善對策

3.1優化總電源

包括采用>10kVA的供電電源，以確保在市區內的電能供應、運輸過程中能給予相應電氣儀表一定的電力支持，保障市區內整體的供電穩定性及安全性。同時除常規的一路UPS供電方式外，還可同時運用兩個UPS電源進行供電，以達到并行供電的石油化工電氣儀表安全供電系統設計目的。

3.2優化雙回路供電模式

由于當前石油化工電氣儀表安全供電系統主要涉及有SIS儀表控制安全監測系統、DCS分散測控系統、PLC控制系統這幾種類型，因此需重視這三種系統供電的安全度與可靠性。在石油化工電氣儀表安全供電系統設計過程中，加入雙回路供電系統設計方案，即同時設立兩個獨立的電源，利用冗余配置方式及容錯控制方式，將這兩個電源有分設成主電源及冗余電源。由于兩個電源相對獨立，則一旦某一電源出現故障，則可立即采用另一電源進行供電，以提升石油化工電氣儀表安全供電系統的穩定性，確保輸送、供應電能的穩定性及可靠性，有效減少停電等狀況的發生幾率。則供應電源的穩定，能確保相關電氣儀表的有效運作，避免因供電問題而影響相關儀表設備的運行，避免因電氣儀表監測、控制不到位，而增加石油化工涉及能源物質運輸、供應過程中的危險系數。

3.3直流供電儀表的冗余配置優化

直流供電儀表的冗余配置優化方面，主要包括在直流24V儀表供電中加入交流/直流（AC/DC）轉換裝置，即交流電變直流電設備，有效地將交流220V轉化為直流24V，以便于市區內的用電、供電。同時在直流24V的并聯供電過程中，則各電流輸出的正極處加入大功率解耦二極管，以達到隔離供電系統設計的目的，且可形成一定的供電冗余配置形式，能有效提升其整體的供電安全度。則通過冗余配置模式的設定、改善，在提升石油化工電氣儀表安全供電系統安全度的同時，能節省其系統改善所需的經濟成本，提升石油化工企業的基本利益。

3.4單路電氣儀表供電系統配置計劃

在化工企業的生產過程中，對于日常的流量控制儀表、壓力控制儀表、較獨立的可以進行編輯的邏輯控制裝置以及在線分析設備而言，最重要的是儀表供電系統的安全性，一旦發生斷電，即便是短暫的，也會使化工生產企業遭受損失。針對以上情況，對經濟和技術進行權衡考慮后，基本可以斷定如果使用了不間斷電源來進行供電，那么儀表本身的用電量就能實現。除此之外，運用了此種供電計劃，其中較好的方面是在UPS出現問題時候，靜態轉換開關會自動切換至不間斷的電源，因為儀表供電系統被安全保護，因此可以實現對電源的及時搶修，恢復正常供電。

3.5220V供電儀表電源供電方式的優化

溫度儀表、壓力變送器、行程儀等屬輔助類監測儀器，對相應供電系統的安全性、穩定性要求不高，且即使出現短暫斷電，相關儀器停止運作，也不會對其整體的石油化工涉及能源運輸、供應情況造成過多影響，也不易增加石油化工涉及能源使用情況的危險系數，但也需重視此類儀器的供電情況，以提升其儀器運作的有效性。在此類儀器設備的供電線路設計過程中，直接將交流220V的城市電網作為此類設備的電源，則能有效降低石油化工企業的經濟成本，提升其整體的經濟效益。同時可在此基礎上安置一個靜態轉換開關，則能實現兩種總電源供電方式的有效切換，提升其供電系統的安全性，利于其儀表設備的正常、有效運作。

結束語

綜上所述，由于石油化工多涉及到石油、天然氣等原料物質的加工、運輸、供應等，而石油、天然氣等物質的運用均具有一定的危險系數，是易燃易爆類危險物品，因此需重視對此類能源的監測、控制。通過石油化工電氣儀表，可有效監測、控制石油等能源的加工、運輸情況，能有效反應儀表設備監測到的相關數據，且具有一定的自動化功能，能在能源物質涉及到一定危險因素時，給予一定的安全處理，以保障居民、企業員工的生命安全，降低能源爆炸、燃燒等事故的發生風險，因此需重視石油化工電氣儀表安全供電系統，以提升其整體的安全度。

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