關(guān)于石油化工電氣儀表安全供電系統(tǒng)特點(diǎn)的研究

吳海

摘要：在石油化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，電氣儀表安全穩(wěn)定運(yùn)行是保證生產(chǎn)作業(yè)能夠順利進(jìn)行的重要指標(biāo)。供電系統(tǒng)的工作狀況對(duì)于電氣儀表的安全運(yùn)行，具有重要影響，但因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)所涉及到的部門(mén)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(yùn)行過(guò)程中存在的缺陷以及隱患都檢查出來(lái)，然后對(duì)原因進(jìn)行綜合分析并提出提高供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的策略，進(jìn)而保障電氣儀表系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：石油化工、電氣儀表、安全供電系統(tǒng)、特點(diǎn)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(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)自動(dòng)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(lái)我國(guó)現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以分散控制系統(tǒng)為代表的自動(dòng)化儀表設(shè)備在現(xiàn)今石油化工生產(chǎn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，對(duì)石化產(chǎn)品的安全性起到了重要的保障作用。對(duì)此，就需要我們能夠把握重點(diǎn)，通過(guò)問(wèn)題的把握提出針對(duì)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(nèi)容

在石油化工企業(yè)中，具有著數(shù)量、類(lèi)型非常多的儀器儀表設(shè)備，且具有著非常精密的特點(diǎn)，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(cè)控系統(tǒng)以及分散控制系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的兩個(gè)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(shè)備實(shí)現(xiàn)儀表設(shè)備的供電。

2.系統(tǒng)特點(diǎn)

在該供電系統(tǒng)中，其具有著以下特點(diǎn)：第一，DCS 分散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是整個(gè)石化儀表設(shè)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(dāng)中能夠具有更高的可靠性以及安全性，在對(duì)該類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研發(fā)時(shí)，就已經(jīng)對(duì)單回路供電方式可能存在著不足以及安全隱患進(jìn)行了充分的考慮，并在其結(jié)構(gòu)中對(duì)冗余供電電源回路進(jìn)行了設(shè)置，保證其在運(yùn)行中不會(huì)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(yùn)行中則需要以二回路電源方式進(jìn)行供電，即無(wú)論在何種狀態(tài)下，只要系統(tǒng)二路供電電源不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)出現(xiàn)斷電情況，整個(gè)系統(tǒng)則能夠以非常穩(wěn)定、高效的方式得到運(yùn)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(lèi)似，也通過(guò)雙回冗余方式對(duì)電源進(jìn)行配置;第三，雙電源并電。很多測(cè)量?jī)x表在具體投入到使用之后，在運(yùn)行過(guò)程中并不會(huì)對(duì)電源瞬間波動(dòng)情況產(chǎn)生較大的影響，而對(duì)于參與聯(lián)鎖運(yùn)行的監(jiān)測(cè)儀表來(lái)說(shuō)，該種情況的出現(xiàn)則很可能使信號(hào)出現(xiàn)瞬時(shí)消失的情況，進(jìn)而使聯(lián)鎖系統(tǒng)出現(xiàn)拒動(dòng)或者誤動(dòng)現(xiàn)象。在這種情況下，為了保證儀表設(shè)備能夠獲得更為可靠、更為準(zhǔn)確的信號(hào)采集結(jié)果，在對(duì)供電電源進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，則可以選擇雙電源并聯(lián)方式進(jìn)行供電，以此保證儀表設(shè)備在穩(wěn)定電力供應(yīng)的情況下安全運(yùn)行;第四，對(duì)于電控閥以及PIC控制而言，如果其參與了系統(tǒng)緊急停車(chē)以及安全保護(hù)功能，則也需要對(duì)雙電源冗余方式進(jìn)行應(yīng)用。

二.供電系統(tǒng)安全運(yùn)行對(duì)電氣儀表工作的重要性

儀表類(lèi)設(shè)備主要包括壓力表，溫度計(jì)，壓力變送器以及流量?jī)x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(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)主要分為儀表測(cè)控系統(tǒng)以及分散測(cè)控系統(tǒng)，分別是SIS及DCS。首先是SIS儀表測(cè)控系統(tǒng)，其供電模式為雙回路電源供電，并且在進(jìn)行供電時(shí)，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(huì)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(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的核心部分，其能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)是否能夠正常工作并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工具有至關(guān)重要影響。在生產(chǎn)過(guò)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(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象的頻率，對(duì)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(guò)程中所有用的儀表均具有較強(qiáng)的抗干擾能力，不會(huì)被電壓以及電流所產(chǎn)生的波動(dòng)而影響，但變送器則不同會(huì)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(guò)程中自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的安全與可靠性標(biāo)準(zhǔn)非常高。而且因?yàn)楝F(xiàn)在石油化工企業(yè)中生產(chǎn)設(shè)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(fù)雜，所以在生產(chǎn)過(guò)程中非常小的風(fēng)險(xiǎn)與安全隱患，都會(huì)生產(chǎn)作業(yè)帶來(lái)非常大的影響，嚴(yán)重時(shí)時(shí)候甚至?xí)拐麄€(gè)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(shuō)供電系統(tǒng)是保證石油化工企業(yè)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

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(zhuǎn)換為24V、110V、220V三個(gè)等級(jí)的電壓，通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為24VDC，對(duì)石油化工中的直流儀表進(jìn)行供電，通過(guò)石油化工中電氣儀表中的變壓器轉(zhuǎn)換為110VAC，對(duì)石油化工電氣中相應(yīng)儀表進(jìn)行供電，采用UPS（不間斷電源）220VAC對(duì)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(jìn)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(duì)線路進(jìn)行控制。常見(jiàn)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(duì)石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)需要經(jīng)過(guò)24VDC直流供電的石油化工電氣直流儀表沒(méi)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(gè)電源對(duì)回路進(jìn)行供電， 當(dāng)在石油化工電氣儀表供電系統(tǒng)中斷路器斷開(kāi)、UPS電源故障、外部電網(wǎng)發(fā)生中斷等安全事故發(fā)生時(shí)，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(yùn)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(lái)自于儀表的供電問(wèn)題，因此，為了確保石化工程儀表供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠，必須充分做好對(duì)電源運(yùn)作系統(tǒng)及其相關(guān)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、運(yùn)行調(diào)試以及管理維護(hù)工作，積極采取有效措施進(jìn)行安全防護(hù)，避免出現(xiàn)安全事故，確保石化生產(chǎn)過(guò)程的安全、穩(wěn)定。

1.提高總電源及其線路安全、可靠水平。對(duì)于石化儀表供電系統(tǒng)而言，要確保和提升其運(yùn)行過(guò)程的安全性與可靠性，必須擁有一個(gè)安全、可靠的總電源作為基礎(chǔ)。因此，石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)選用性能穩(wěn)定、質(zhì)量過(guò)硬，并且標(biāo)準(zhǔn)在 10 kV·A以上的市電電源，為生產(chǎn)過(guò)程中各種儀表提供電力保障。

2.對(duì)電氣儀表的供電系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)化、智能化生產(chǎn)的核心系統(tǒng)，這些生產(chǎn)控制系統(tǒng)對(duì)于供電的安全、可靠有著較高要求，必須對(duì)相關(guān)儀表的供電系統(tǒng)的安全性能予以足夠重視，通過(guò)優(yōu)化電氣儀表的供電系統(tǒng)，為生產(chǎn)過(guò)程的有效控制提供安全的電力保障。

3.對(duì)直流供電儀表的冗余電源進(jìn)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(yīng)采取并聯(lián)供電的方式進(jìn)行供電。通過(guò)利用兩臺(tái)不同電源的24VDC直流穩(wěn)壓電源，以并聯(lián)的方式對(duì)儀表進(jìn)行供電。同時(shí)在每個(gè)直流電源的正極輸出端口配置一個(gè)較大功率的二極管，用于區(qū)分兩個(gè)不同電源，實(shí)現(xiàn)更好的安全管理。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在完善與優(yōu)化石化電氣儀表供電系統(tǒng)的過(guò)程中一定要牢牢結(jié)合與參照生產(chǎn)設(shè)備本身的特點(diǎn)以及供電追求，充分考慮安全技術(shù)以及用電負(fù)荷要求，要協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)條件關(guān)系。用針對(duì)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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