制氢装置安全仪表系统工程设计.pdfVIP

谶 羧恭 P石油化工设计 etrochemical Design 制氢装置安全仪表系统工程设计 唐雅蓉 (中国石化工程建设公司，北京 100101) 摘要：制氢装置涉及易燃易爆气体和较高的操作温度和压力，对生产过程的安全性要求比较高，相应 地对装置的安全仪表系统设计要求也比较高。笔者结合工程实践，对安全仪表 系统的总体逻辑结构作了 简要介绍；对安全仪表系统一些主要的设计原则作 了详细说明；对制氢装置安全仪表系统的联锁控制方 案设计，安全仪表系统选型，联锁逻辑设计以及组态和调试等过程进行了具体的讨论；并且叙述 了在制氢 装置安全仪表系统的设计过程中的设计经验和遵循的标准规范。 关键词：安全仪表系统 安全联锁系统 紧急停车系统 联锁逻辑 制氢装置 安全仪表系统 (SafetyInstrumentSystem)，也 时，被控制系统或设备 自动转入预定安全状态。 称安全联锁系统 (SafetyInterlockSystem)或紧急 开关类检测仪表在正常工况和供电条件下其接点 停车系统(EmergencyShutdownSystem)，是石油化 应是闭合的或导通状态的，联锁执行机构应是带弹 工装置安全生产的保护系统 j。 簧复位的单作用方式(Fc或FO)，电磁阀或中间继 安全仪表系统主要 由信号检测部分、逻辑处 电器正常状态是励磁的。根据具体的工艺过程，系 理部分和动作执行部分构成。信号检测部分用于 统发生故障时，这些仪表或设备应处在安全状态。 检测联锁输入信号。联锁输入信号对联锁输出的 1．3 采用冗余容错结构 影响，或者说联锁输出对联锁输人信号的响应，就 容错是指系统在元部件出现故障时，仍能继 是联锁逻辑关系，这种联锁逻辑关系由逻辑处理 续运行的能力。容错系统应具有检测和报告故障 部分实现，通常由软件实现，一般采用布尔运算。 的能力，同时在局部故障状态下依然能持续正常 联锁动作执行部分由一些执行联锁动作的设备组 运行。安全仪表系统，需要在硬件结构上采用冗 成，当联锁被触发时，这些设备完成具体的联锁动 余结构实现容错，通常采用三重化冗余结构。 作，实现对装置和人员安全等的保护。 1．4 中间环节最少 从联锁信号检测到联锁逻辑计算再到联锁动 1 安全仪表系统设计原则 作执行，应尽可能减少中间环节，减少由中间环节 1．1 独立性原则 带来的出错的可能。在防爆等级许可的情况下， 安全仪表系统原则上应与过程控制 系统 尽量采用隔爆型仪表，减少 由于安全栅而产生的 (DCS)分离而独立设置。在正常情况下安全仪表 故障源 ，减少误停车。 系统是”静止的”，不采取任何动作，但是当参数发 生异常波动或故障时，它会按照已定的程序采取 2 制氢装置安全仪表系统设计 相应的联锁动作，使装置停在安全水平线上。安 2．1 安全仪表系统选型 全仪表系统的安全等级要高于过程控制系统 制氢装置涉及易燃易爆气体和较高的操作温 (DCS)。特别是复杂装置和重要机组的安全仪表 系统更应独立于DCS之外，使之不依赖于DCS就 收稿 日期：2010—09—13。 作者简介：唐雅蓉，女 ，1997年毕业于齐齐哈尔大学工 能独立完成紧急停车及安全联锁功能。