石油煉化系統(tǒng)安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用

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摘要：介紹了石油煉化的概念，指出安全儀表系統(tǒng)在石油煉化系統(tǒng)當(dāng)中的重要性。介紹了基于安全等級(jí)完整等級(jí)的應(yīng)用原則，指出安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，預(yù)測(cè)了安全儀表系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：安全儀表系統(tǒng)；石油煉化系統(tǒng)；具體應(yīng)用

整個(gè)石油煉化過(guò)程都需要在高溫、高壓、易爆、易燃的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行，并且最終的成品以及過(guò)程當(dāng)中使用到的材料也屬于液態(tài)或者氣態(tài)的易燃易爆物質(zhì)，很容易發(fā)生泄漏以及揮發(fā)。其次，在含硫原油的加工比例逐年提高的背景之下，硫化氫已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在現(xiàn)在的石油煉化過(guò)程當(dāng)中，導(dǎo)致金屬設(shè)備被腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)不斷加大。除此之外，整個(gè)石油煉化工作具有連續(xù)性以及復(fù)雜性。大多數(shù)石油加工生產(chǎn)的工序較多，過(guò)程較為復(fù)雜，所以需要長(zhǎng)周期連續(xù)作業(yè)，一旦一個(gè)生產(chǎn)程序發(fā)生失誤，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)車(chē)間甚至全場(chǎng)停工。資金和技術(shù)密集也是石油煉化行業(yè)的顯著特點(diǎn)。石油煉化過(guò)程需要使用到許多高新的技術(shù)以及相關(guān)的設(shè)備，同時(shí)石油行業(yè)也是資金型產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是技術(shù)還是設(shè)備都需要大量的資金。

1安全儀表系統(tǒng)在石油煉化系統(tǒng)當(dāng)中的重要性

1.1提高了石油煉化系統(tǒng)的安全性

一般情況下，石油化工工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中所應(yīng)用的物料易燃易爆的風(fēng)險(xiǎn)較大，當(dāng)其處在溫度較高，壓力較大的環(huán)境當(dāng)中時(shí)，安全事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著增大。并且隨著石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，石油煉化系統(tǒng)的規(guī)模較之前相比也有了明顯的增加趨勢(shì)，工作人員在操作的時(shí)候風(fēng)險(xiǎn)不斷提高。為了進(jìn)一步提高工作人員的生命安全以及設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需要更加重視安全系統(tǒng)的應(yīng)用，并且要促進(jìn)安全系統(tǒng)使用率的不斷提高。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的實(shí)際的安全應(yīng)用進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)置，可以保證操作環(huán)境以及操作人員的安全，并且還能夠避免機(jī)械設(shè)備的性能在滿(mǎn)足一定條件之后受到損傷。在整個(gè)石油煉化系統(tǒng)當(dāng)中，安全儀表系統(tǒng)從始至忠都扮演著至關(guān)重要、不可代替的角色。

1.2對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)

安全儀表系統(tǒng)主要是由傳感器、邏輯運(yùn)算器以及最終執(zhí)行原件共同組成的，其中傳感器主要是負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)任務(wù)，邏輯運(yùn)算器主要負(fù)責(zé)控制工作，而最終執(zhí)行原件則負(fù)責(zé)執(zhí)行最后的指令。安全儀表系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)測(cè)，并且針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中存在的危險(xiǎn)進(jìn)行報(bào)警提示，操作者在收到通知之后，可以立刻對(duì)已經(jīng)預(yù)定的程序進(jìn)行執(zhí)行，從而最大限度地避免安全事故的發(fā)生，最終事故所造成的危害也能夠有效降低。所以技術(shù)人員在設(shè)計(jì)安全儀表系統(tǒng)的過(guò)程當(dāng)中，需要將石油化工原料方面的變化有機(jī)結(jié)合起來(lái)，始終嚴(yán)格遵守繁雜的生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量以及其他方面的要求，保證安全儀表系統(tǒng)的規(guī)范性和科學(xué)性。并且還要將安全儀表系統(tǒng)在化工生產(chǎn)裝置當(dāng)中的應(yīng)用作為最終依據(jù)，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，從而最大限度地保證煉化過(guò)程當(dāng)中的安全性以及通暢性，確保設(shè)備能夠正常的運(yùn)作，并且提高操作人員的生命健康安全保障，進(jìn)一步對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事故進(jìn)行科學(xué)有效的控制，最大程度地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2基于安全等級(jí)完整等級(jí)的應(yīng)用原則

典型的煉化裝置為安全設(shè)置的層層保護(hù)措施，主要包括工藝過(guò)程設(shè)計(jì)，基本調(diào)節(jié)，過(guò)程報(bào)警，操作員監(jiān)視，安全儀表系統(tǒng)以及所在社區(qū)緊急響應(yīng)等。其中安全儀表系統(tǒng)的最后一層保護(hù)更是至關(guān)重要。現(xiàn)階段許多石油煉化系統(tǒng)當(dāng)中都增加了工廠危害以及可操作性的研究，其中包含了儀表安全度等級(jí)確定的內(nèi)容，使得儀表安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加科學(xué)完善，可以避免在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中發(fā)生安全性能達(dá)不到要求，或者采取過(guò)多安全保護(hù)的現(xiàn)象。

3安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

3.1保證安全儀表系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性

在石油企業(yè)當(dāng)中，儀表系統(tǒng)工作的環(huán)境較為復(fù)雜，所以不能夠經(jīng)常進(jìn)行更換，因此儀表安全系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)能否達(dá)到長(zhǎng)期保證穩(wěn)定運(yùn)行的效果就顯得十分重要。要想保證儀表系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的安全性和穩(wěn)定性，需要全面考慮設(shè)計(jì)情況，在硬件的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及軟件程序的運(yùn)行等方面進(jìn)行全面考慮，一旦設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤的操作或者失去了供電，都要保證儀表系統(tǒng)能夠自行糾正或者自行學(xué)習(xí)，進(jìn)一步保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2確保儀表應(yīng)予維護(hù)和拓展石油化工行業(yè)對(duì)于安全性的要求較高。石油煉化的整個(gè)過(guò)程需要在高溫高壓易燃易爆的環(huán)境下進(jìn)行，并且整個(gè)過(guò)程當(dāng)中使用到的材料也屬于易燃易爆的揮發(fā)性氣體和液體，為了保證工作人員以及企業(yè)的安全，需要采取針對(duì)性的防護(hù)措施。為了及時(shí)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程以及相關(guān)材料和設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，大多數(shù)石油煉化系統(tǒng)都會(huì)使用到針對(duì)性的安全儀表，進(jìn)一步監(jiān)測(cè)各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)參數(shù)。所以應(yīng)當(dāng)加大對(duì)安全儀表系統(tǒng)的維護(hù)和拓展，定期對(duì)其進(jìn)行維修和檢查，并且還要盡可能減少安全儀表的使用數(shù)量，便于工作人員進(jìn)行檢修。

3.3安全儀表系統(tǒng)在石油煉化當(dāng)中的應(yīng)用

石油化工工業(yè)屬于典型的流程工業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中使用到的材料大多屬于易燃易爆的物體，并且需要在高溫高壓的環(huán)境下進(jìn)行操作，發(fā)生爆炸等安全事故的風(fēng)險(xiǎn)較大。在石油化工裝置的規(guī)模逐漸擴(kuò)大的背景之下，設(shè)計(jì)操作指標(biāo)離安全臨界點(diǎn)也越來(lái)越近，使得發(fā)生危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)不斷加大，整個(gè)石油化工生產(chǎn)過(guò)程都對(duì)安全系統(tǒng)提出了新的要求。石油化工工程的生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的安全性會(huì)受到原料的變化、最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求、裝置規(guī)模，以及設(shè)備、人身、環(huán)境的保護(hù)等因素的影響，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行使當(dāng)?shù)匕踩刂?，?duì)安全系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置就顯得十分重要。在石油煉化過(guò)程當(dāng)中增加安全儀表系統(tǒng)的安全性以及可靠性已經(jīng)勢(shì)在必行。除此之外，為了進(jìn)一步保證石油煉化系統(tǒng)的安全，還需要結(jié)合石油煉化過(guò)程當(dāng)中使用到的原料的各種變化、石油煉化的具體過(guò)程、石油煉化環(huán)境以及各個(gè)方面的因素，只有將這些影響因素控制在可控范圍之內(nèi)，才能夠保證整個(gè)石油煉化系統(tǒng)的安全性。所以說(shuō)一套合理的，完整的安全儀表系統(tǒng)，能夠有效地降低整個(gè)石油煉化系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)提高系統(tǒng)裝置的可用性，在石油等行業(yè)，安全儀表系統(tǒng)已經(jīng)成為保證企業(yè)安全可靠運(yùn)行的必備方法之一。

4系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1檢測(cè)執(zhí)行原件設(shè)計(jì)

為了全面降低檢測(cè)元件自身的故障率，在選擇檢測(cè)元件的時(shí)候需要使用具有較高質(zhì)量和性能的產(chǎn)品，尤其是安全水平認(rèn)證以及智能產(chǎn)品方面更是應(yīng)當(dāng)加大關(guān)注。其次在選擇執(zhí)行原件的時(shí)候，對(duì)于安全儀表系統(tǒng)二以上等級(jí)的系統(tǒng)，最好是用冗余配置或者獨(dú)立的執(zhí)行原件，當(dāng)兩種方式都產(chǎn)生效果時(shí)，同執(zhí)行軟件冗余相比，使用具有更高可靠度的執(zhí)行原件，能夠達(dá)到更好的效果。

4.2系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)

邏輯運(yùn)算屬于安全儀表系統(tǒng)當(dāng)中的核心內(nèi)容，一套性能較好的安全儀表系統(tǒng)，不僅需要具有合理并且可靠的硬件配置，完善的邏輯設(shè)計(jì)同樣是安全儀表系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。為了保證安全儀表系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)，需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)冗余檢測(cè)軟件的邏輯進(jìn)行合理的使用，比如檢測(cè)原件三重冗余配置三取二等，從而提高安全儀表系統(tǒng)的可用性和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，為了保證安全儀表系統(tǒng)自身的安全性，需要通過(guò)觸發(fā)器邏輯電路的應(yīng)用，進(jìn)一步完成對(duì)安全保護(hù)動(dòng)作的復(fù)位以及觸發(fā)目標(biāo)，避免在應(yīng)用的過(guò)程中出現(xiàn)安全保護(hù)動(dòng)作自鎖邏輯電路情況的發(fā)生。只有保證了安全儀表系統(tǒng)具有合理可靠的硬件設(shè)施以及完善的邏輯設(shè)計(jì)，才能夠提高安全儀表系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)一步保證石油煉化系統(tǒng)的安全性。

5安全儀表系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

安全儀表系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的發(fā)展，在經(jīng)歷了氣動(dòng)繼電器固態(tài)繼電器以及PLC幾個(gè)重要的發(fā)展階段之后，新型的安全儀表系統(tǒng)，憑借著自身具備的高性能以及低維護(hù)成本的優(yōu)勢(shì)，大大增強(qiáng)了自身在石油煉化系統(tǒng)中的可靠性和可用性，還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在石油企業(yè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中扮演的角色也越來(lái)越重要。與此同時(shí)安全儀表系統(tǒng)自身存在的故障率較為明顯，為了進(jìn)一步提升安全儀表系統(tǒng)的可靠性和可用性，在今后的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，需要根據(jù)自身的故障對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的講座以及診斷，并且在發(fā)生故障之后需要及時(shí)發(fā)出警報(bào)，從而減少系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率，不斷提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

6結(jié)束語(yǔ)

安全儀表系統(tǒng)在整個(gè)石油煉化系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)揮著非常重要的作用，并且隨著石油煉化系統(tǒng)使用設(shè)備數(shù)量的增加以及自身規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)安全性的要求也在不斷提高，通過(guò)合理的使用安全儀表系統(tǒng)可以有效地檢測(cè)裝置當(dāng)中的各種異常動(dòng)作，進(jìn)而保障石油化工的安全。石油煉化系統(tǒng)自身需要的材料屬于易燃易爆材料，并且操作環(huán)境較為復(fù)雜，使得石油煉化系統(tǒng)發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)不斷提高，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，如何通過(guò)有效的穩(wěn)定的安全系統(tǒng)控制石油煉化系統(tǒng)自身運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的設(shè)備穩(wěn)定性，對(duì)于石油企業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。所以企業(yè)需要結(jié)合自身生產(chǎn)的實(shí)際情況，針對(duì)需要煉化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，配備相應(yīng)的安全儀表系統(tǒng)，從而提高石油煉化系統(tǒng)的安全性。

參考文獻(xiàn)

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作者：李瑞 單位：陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司永坪煉油廠