关于大型石化装置安全仪表系统的设计分析

张小波

摘要：本文重点针对大型石油化工装置当中的安全仪表系统设计进行系统性的分析和探讨，主要针对SIS系统进行分析，介绍了安全仪表系统等级的设定以及工作回路的设计方法，保证化工装置安全仪表的稳定工作。

关键词：石化装置;安全仪表;设计分析

在我国一些大型的石油化工企业当中，内部经常会存在很多易燃易爆的危险化学品，同时在内部的工作环境当中经常会处于一种高温或者是高压的工作环境下。在石油化工的日常生产和运营过程当中，安全仪表是其中一个非常重要的设备，对监测化工生产的条件和稳定性、保护工作人员的人身安全都有着非常重要的意义。在石油化工的众多设备当中，其中存在很多危险性的操作，在日常化工产品的生产过程中，必须要对各个不同生产环节的可操作性进行系统的分析和掌握，对生产过程当中的安全防护系统以及安全流程的生产等级进行详细的评估，充分保证化工安全仪表在生产过程中的功能发挥，保证整个化工生产设计、化工系统建设以及运行生产过程当中的维护变更工作的顺利进行。

1.石化装置安全仪表在化工生产中的运用

当前我国社会经济的发展速度不断加快，石油化工产业的规模也在不断的扩张，内部生产和设计工作的指标正在不断的提高。所谓的卡边操作就是实现化工生产过程当中对APC的有效控制，就对化工企业的生产安全性有着重要的意义。

1.1安全仪表系统构成

依照相关规定当中的制定标准，在化工生产过程当中，安全仪表系统主要针对的是生产流程当中各个安全仪表功能的实现，通常情况下安全仪表是通过各种型号的传感器、逻辑系统、运算器以及相关的硬件设施所构成。

1.2 SIS的变迁

SIS在20世纪60年代初通过PLC技术基础之上所研发出来，SIS通过继电器系统所构成。随着科技技术的不断发展，继电器当中所存在的一些安全隐患问题越来越明显，因此在实际的使用过程当中很难达到一种实时性和安全性的工作要求。直到20世纪70年代末，在继电器技术发展速度不断提升的情况下，内部故障安全防护系统已经诞生。这种防护系统的设定，有效提高了化工生产的安全性以及整体性。从90年代后期，通过在运行系统当中设定了双重防护模式，以三重模块的TMR技术在化工生产当中的充分运用，保证了整个化工生产流程的稳定性，同时这也是SIS技术在国外一些发达的石化生产国家当中得到了普遍的使用的主要原因。

1.3 SIS的安全生命周期

在安全仪表的功能性方面，主要是针对传统意义上安全仪表的整个回路进行设定，安全仪表的功能性主要分为传感器逻辑、系统运算、硬件设施以及整个回路的完整性所构成。

在SIS的安全工作周期当中，通过国家的相关标准所提出的内容，将安全生产的内容落实到了生产各个环节当中，真正实现了安全评估、安全控制以及安全管理的化工生产模式。在整个化工生产的流程当中，重点强调的是安全生产内容，这也是相关管理工作人员必须要重视的工作内容之一，在化工生产的全周期当中主要包含了初步的生产设计阶段，生产过程当中的危险因素分析，生产风险评估模式等。在生产过程当中需要对内部的安全性影响因素进行科学的论证，保证安全系统的功能得以充分的发挥。依照我国相关的化工生产标准规定，已经充分制定出了相关的安全生产技术和生产规范，对化工生产过程当中的可行性实验进行了有效的实施，充分建立起了化工生产的维护工作流程，在进行安全评估的时候，对安全系统的控制以及操作维护有着重要的保障。如果在生产工艺上进行了改进，那么需要对安全防护工作当中存在的不足之处进行弥补，保证整个化工生产流程的稳定进行。

2.大型石化装置仪表系统的设计分析

DCS通常情况下在工作过程当中是通过人机界面来进行操作，在化工生产流程当中以信息通信线路和现场的控制平台所构成整个监控系統。SIS系统则是通过传感器以及内部的逻辑运算器等形成了系统监测的三个重要构成部分。

DCS在工作过程当中主要实现的是一种主动性和动态化的，贯穿在整个工作流程当中的化工检测和化工的运算控制工作，对化工生产过程当中所表现出一种的动态化工作性质。

2.1SIS与DCS的区别

DCS系统在工作过程当中主要实现的是一种调节性控制功能，保证化工生产在一种连续性和生产顺序方面的有效性，而SIS监测系统在生产过程中的状态表现比较稳定，他和批量化工生产的控制流程存在一定的差异在。生产过程当中实现了一种顺序性控制和工艺联锁控制的模式，机械内部产生系统故障的时候，系统本身会产生间接性电源中断，此时通过安全仪表内部系统可以预先进行断电动作的保证，这样可以使得相关工作人员在故障产生之前进行合理的控制，保证生产设备及时转入到一种安全的工作状态。

2.2安全仪表的系统交换

在安全仪表系统当中需要设定一个相对独立的控制系统，在化工生产过程当中需要独立的完成安全保障功能，通过安全仪表进行系统软件的检测，可以对系统内部的控制单元和设备结构进行实时性检测，如果在生产工艺要求合理的情况下，通过安全仪表的合理控制，对系统运行过程当中各个不同的检测单元进行信息的提取。比如通过检测内部工作元件，对DCS信号进行收集，然后通过系统内部的数据通信和DCS通信之间进行连接，但是在此过程当中需要禁止和DCS通信之间形成系统信息的交换。

2.3系统设计的独立性

为了最大程度上保证化工生产工艺流程的安全性，通过对安全仪表的设定和使用需要，保证安全生产过程当中的稳定可靠程度，对此依照相关的规定标准，对该项技术进行了明确的规定，对安全仪表系统当中存在的可靠性问题，第一种是针对安全仪表本身工作的稳定性。另一个是安全仪表对安全化工生产保护的可靠性，同时还需要针对生产工艺的整个流程进行合理的检测不断的提高检测仪器的判断能力和执行能力。

3.结束语：

在化工生产过程当中，如果机械设备产生故障，那么系统内部很有可能产生电源中断或者是一系列的操作风险。所以说相关研究人员对于化工仪表的安全性认知程度，只有在实践中不断提高，才能够充分保护化工生产的安全性，这也是是安全仪表最重要的工作。

参考文献

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[2]苏悦.化工企业仪表自动化设备的故障预防与维护措施[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（15）：15-16.

[3]孙新亮.我国石油化工仪表自动化设备的维护措施研究[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（12）：16-17.

（作者单位：南山裕龙石化有限公司）