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(lái)，隨著社會(huì)主義市場(chǎng)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(guò)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(shí)也是石油化工行業(yè)立足于市場(chǎng)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(huì)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(guò)能夠?qū)Ξ惓?dòng)作進(jìn)行檢測(cè)裝置的配備實(shí)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)的監(jiān)測(cè)。安全儀表系統(tǒng)即具有這樣的作用，通過(guò)其科學(xué)應(yīng)用對(duì)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(gè)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(lái)講，是由氫和甲烷和由2個(gè)碳原子構(gòu)成的乙烷、乙烯，還有由3個(gè)碳原子構(gòu)成的丙烷、丙烯；由4個(gè)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(huì)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(guò)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(guò)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(lái)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(shì)在必行。此外，在設(shè)計(jì)安全儀表系統(tǒng)過(guò)程中，同時(shí)還應(yīng)考慮石油化工工業(yè)生產(chǎn)的原料變化、過(guò)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(gè)方面的因素，這對(duì)于降低石油煉化系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)、提升系統(tǒng)安全性和可用性，顯得尤為重要。由此可見(jiàn)，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(jí)中的運(yùn)用原則

近年來(lái)，隨著裝置的增加，對(duì)安全儀表系統(tǒng)的安全等級(jí)研究也越來(lái)越多，SIL便是其中一項(xiàng)。在對(duì)安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行選擇時(shí)，需確定安全儀表系統(tǒng)的SIL，這是由于裝置危險(xiǎn)度越高，其對(duì)安全儀表系統(tǒng)安全等級(jí)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(xiǎn)識(shí)別，顯得尤為重要。

4 基于SIL的應(yīng)用原則

SIL即安全等級(jí)完整等級(jí)，主要是指安全儀表系統(tǒng)在一定條件和時(shí)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(lái)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(duì)安全儀表機(jī)制的等級(jí)從整體上進(jìn)行評(píng)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(shí)，由于安全等級(jí)的要求會(huì)隨著裝置風(fēng)險(xiǎn)度的升高而升高，為此需要將其SIL準(zhǔn)確的確定下來(lái)，同時(shí)由于確定過(guò)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(xiǎn)，通過(guò)采取各種措施來(lái)對(duì)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(cè)執(zhí)行元件設(shè)計(jì)

第一，為了對(duì)檢測(cè)元件自身的故障率進(jìn)行降低，在檢測(cè)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(duì)于SIL2以上等級(jí)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(shí)，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(shí)，其具體方式有每套閥門(mén)配套冗余電磁閥以及使用冗余閥門(mén)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(tái)切斷閥，放空回路執(zhí)行設(shè)備方面，即為兩個(gè)以并聯(lián)方式安裝的放空閥。可以說(shuō)，通過(guò)執(zhí)行元件冗余設(shè)置方式的應(yīng)用，將對(duì)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(shuō)是核心內(nèi)容。對(duì)于一套好的安全儀表系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(duì)此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中即需要對(duì)冗余檢測(cè)元件邏輯進(jìn)行合理的使用，如檢測(cè)元件三重冗余配置“3取2”等，以此對(duì)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(guò)觸發(fā)器邏輯電路的應(yīng)用對(duì)安全保護(hù)動(dòng)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(dòng)作自鎖邏輯電路情況。

6 安全儀表系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)

安全儀表系統(tǒng)在經(jīng)歷了幾個(gè)重要階段的發(fā)展以后，即氣動(dòng)、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(huì)效益的顯著有效提高，在企業(yè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中扮演著重要的角色。與此同時(shí)，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(guò)程中可以根據(jù)自身故障來(lái)對(duì)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(cè)與診斷，并且及時(shí)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(yǔ)

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(cè)裝置的異常動(dòng)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(lái)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳優(yōu)先.化工測(cè)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(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，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.