石油化工电气仪表安全供电系统探析张采凤

石油化工电气仪表安全供电系统探析张采凤

(中国石化管道储运有限公司天津输油处天津300451)

摘要:随着社会的发展和科技的进步,石油化工工业以迅猛的势头大步前进。石油化工产业在生产石油的各类产品时是处于高温高压、易燃易爆的恶劣条件下的,安全隐患较大,并且石油化工电气仪表对供电系统的安全可靠的性能要求较高。所以需要针对石油化工企业在供电安全的现状及特点进行比较细致的分析与研究,从而提出一些及理论和实用性于一身的方案供石油化工企业参考探讨,然后从其中得到更加具有安全可靠性的生产方法。

关键词:石油化工;电气仪表;安全供电系统

引言

石油化工产品的生产环境具有高温高压、易燃易爆的特点,对生产工艺自动化控制的安全性和可靠性要求极高。随着科学技术地不断发展,各种自动化、高精确度、安全性好的电气仪表在石油化工生产中有着广泛应用,极大地提高了生产的安全性,进而促进生产效率地提升。

1石油化工电气仪表供电系统的特点

1.1石油化工供电类型

在石油化工生产过程中,按照生产工艺的控制功能和类型,主要包括:1)DCS分散测控系统;2)安全监测的SIS仪表控制系统;3)生产现场的温度仪表、压力器、流量仪器、行程仪器、压力变送器等;4)生产中的中央操控站、各种辅助性监测仪表等;5)电控阀、PLC控制器及其他220V供电压的仪表设备。

1.2各个测控仪表系统供电的特性

生产中各种测控仪表的系统供电特性均存在差异,包括:1)DCS分散控制系统。该系统是石油化工生产过程中最为重要的仪表设备控制系统,被称为系统控制的中枢神经。为保证该系统安全、可靠运行,该类型的仪表控制系统在研发中就考虑其单回路供电的不可靠性,而在这些仪表内均设置双回路不同电源供电。这些仪表设备系统内部的冗余电源设置形式,要求在实际运行中必须应用双回路电源同时供电,在断电时仍可正常稳定运行,极大提高了供电的安全性和稳定性。2)SIS仪表安全监控系统。该系统和上文的DCS系统是一致的,同样采用双回路冗余配置电源,并配备双电源的调整设备,以确保供电安全和稳定。

2影响石油化工电气仪表供电系统安全运行的因素

2.1操作层面的因素

2.1.1工作人员素质良莠不齐

一般来说,越是精细的仪表仪器,就对工作人员的要求越高。而石油化工工业中的电器仪表安全供电系统不仅精细复杂,而且规模较大,就更要求工作人员有熟练规范的技术以及面对突发情况的及时应变能力。然而部分工作人员素质不高,不但在操作中安全意识淡漠,作风马虎,对故障的出现不能及时处理,而且在发生意外事件时,处理问题不及时不果断,因此,就非常容易造成安全事故的发生。

2.1.2未能严格遵循相关的规章制度

石油化工行业中关于设备安全方面的规章制度很多,有安全操作规程、定期巡检制度、设备维护保养制度等。这些规章制度都是针对之前曾经出现的生产事故来制定的,因此,应当是相关工作人员必须严格遵守的安全规范,不认真、不严格执行,就会给生产活动埋下隐患。当然这与企业自身的文化以及工作人员的责任心等个人素质密切相关。

2.2设备自身原因

2.2.1仪表仪器设备本身容易出现一些故障石油化工工业中电力系统涉及

多个仪表仪器,失之毫厘差之千里,这种精细度较高的设备若测量结果出现些微失误,对整个电力系统而言,最终的后果的差别可能是巨大的。仪表仪器在运行过程中自身某些部位的介质堵住了测量引线,因为阀杆卡调节,阀芯不能运作,或者吊钩卡住等比较细节上的原因,或者仪表自身的老化、温度对仪表运行的影响,轻则可能造成仪表测量数据不准确,重则有发生失火、爆炸的危险。

2.2.2仪表供电方面存在的安全隐患

对石油化工工业中供电系统做了简单描述,部分设备需要双回路电源供电,而外围设备则单回路供电便可以满足需求。仪表系统的供电电源主要包括220VAC、110VAC、24V三种等级。第一等级是由不间断电源供电,并经低压断路器控制,形成若干分支回路,再经过转化、变压,产生后两个等级的电源,从而给对应需求的仪表设备供电。毫无疑问,这一过程比较复杂,而且对不同的仪表仪器要做个性化处理。

3石油化工测控仪表供电系统优化改进方案

3.1DCS、PLC等双路供电仪表系统的电源冗余配置方案

由于DCS.PLC.STS等测控仪表系统,是整个石油化工生产工艺中仪表控制核心,对其供电的安全可靠性要求非常高。而控制站是DCS.PLC.STS等测控系统最为重要的控制单元,在正常情况下只要控制站其供电电源处于正常运行工况,即便其他组成单元出现短时间断电也不会给生产仪表装置带来较大的影响。囚此,采取有效措施保证控制站的供电安全可靠性,在很大程度上就能保证生产仪表装置在实际运行过程中不会出现较大的安全事故。由于控制站在整个测控仪表系统中的重要性,在优化改进过程中,对其所有关键部分的供电均采取冗余+容错控制力一式。囚此,控制站的冗余电源系统按照两个来源不同且独立的电源,只要其中任一供电回路供电正常,则整个仪表测控系统中很多关键性单元就会具有较高运行安全可靠性。控制站双电源冗余+容错供电模式,如图1所不:

此种冗余电源供电力一案,较为简单、经济地实现了直流仪表电

源冗余可靠安全供电,确保仪表运行的安全可靠性。

3.3单路220V交流供电仪表系统电源配置方案

对于生产工艺中的压力、流量、位移、在线分析仪、以及一些小型独立P1,C控制系统而言,其供电可靠性重要程度相对高DCS系统、PLC系统、控制站等要偏低,且其出现短暂断电,对整个石油化工生产工艺不会带来巨大影响。囚此,从技术、经济等角度出发,认为采取市电单路电源进行供电就可以满足仪表用电需求。单路电源最经济、较可靠的供电力一案。在供电力一案中配置了STS(静态转换开关)后,整个供电系统的供电安全可靠性要远高于UPS不间断电源系统。同时此种供电力一案中,一旦UPS电源出现故障时,STS转换开关会在内部电路闭锁控制下自动将电源切到市电中,由市电经隔离、稳压电路进行供电,便于在不停电提高仪表供电安全可靠性的基础上,对UPS电源进行抢修维修。

结束语

随着石油化工的发展,石油化工生产的控制系统规模不断增大、集中,形成包含众多的测控电子仪器的控制系统。为保证石油化工企业生产中电气仪表发挥对生产参数的测量和控制作用,保证石化产品的安全生产,需要提高电气仪表的供电系统安全性。

参考文献:

[1]仲红月.石油化工电气仪表安全供电系统探讨[J].环球市场,2016,(20):122.

[2]刘刚.石油化工电气仪表安全供电系统探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(20):8139-8140.

[3]翟龙,蒋亚锋.石油化工电气仪表安全供电系统探讨[J].商品与质量,2016,(20):240.

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