大型化工項(xiàng)目罐區(qū)SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)分享

1、型化工工程罐區(qū)SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)大型化工工程罐區(qū)SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)近年來隨著技術(shù)的開展,化工工程和煉油工程的規(guī)模越來越大,其配套的罐區(qū)也越來越大,雜.而不同于一般的油庫,其操作比擬頻繁,誤操作可能性較大,而誤操作引起的后果也比擬嚴(yán)失、對(duì)環(huán)境造成破壞.因此罐區(qū)設(shè)計(jì)中對(duì)于可燃、毒害介質(zhì)的平安限制要尤其重視.本文主要介套罐區(qū),根據(jù)可燃、毒害介質(zhì)的特性和儲(chǔ)存量進(jìn)行重大危險(xiǎn)源的辨識(shí),綜合考慮平安和投資,采SIS進(jìn)行平安限制.關(guān)鍵詞：平安儀表系統(tǒng)；重大危險(xiǎn)源辨識(shí)；罐區(qū)0引言一直以來,化工工程的罐區(qū)一般根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),而此標(biāo)準(zhǔn),并沒有要求設(shè)置工工程的罐區(qū)不同于一般的石油庫或者儲(chǔ)藏庫,它的特點(diǎn)是：單罐罐容

2、小、介質(zhì)種類復(fù)雜、毒害一般較小,儲(chǔ)罐的儀表設(shè)置都比擬簡單,介質(zhì)本身的危險(xiǎn)性往往被無視.本工程設(shè)計(jì)中,充分考慮了介質(zhì)的危險(xiǎn)性并兼顧投資要求,對(duì)于屬于重大危險(xiǎn)源介質(zhì)的儲(chǔ)罐系統(tǒng)SIS,用于防冒罐的高高液位聯(lián)鎖限制.1設(shè)置SIS系統(tǒng)的必要性化工工程罐區(qū)的介質(zhì)種類復(fù)雜,可燃毒害介質(zhì)多,發(fā)生事故后危害巨大.罐區(qū)一旦發(fā)生事故都產(chǎn)生影響,連帶著相關(guān)裝置都需要停產(chǎn),損失不小.減少罐區(qū)的平安事故可以更好的保證工廠的正常生產(chǎn),提升效益.不因節(jié)省初次投入而增大現(xiàn)行化工工程配套的罐區(qū)大多采用分散限制系統(tǒng)DCS進(jìn)行操作限制及連鎖.DCS系統(tǒng)具易操作、易擴(kuò)展及維護(hù)方便等特點(diǎn),但是并不適用于平安限制.對(duì)于化工工程罐區(qū)要比一般

3、油庫的概率就更大.這時(shí)采用一套平安性更高的、容錯(cuò)水平強(qiáng)、具有故障自診斷功能、順序事件記錄表系統(tǒng)SIS就十分必要了.2021年8月5日,國家平安生產(chǎn)監(jiān)督治理總局發(fā)布第40號(hào)令,要求涉及毒性氣體、液化氣者二級(jí)重大危險(xiǎn)源,配備獨(dú)立的平安儀表系統(tǒng)SIS2確定SIS系統(tǒng)的設(shè)置原那么2.1 對(duì)儲(chǔ)罐及介質(zhì)分類本工程共有儲(chǔ)罐55座,儲(chǔ)罐規(guī)格從2萬立到200立大小不等,其中球形儲(chǔ)罐24座,立式圓質(zhì)涉及甲醇、乙烯、丙烯、丙烷、丁烯、己烷、剩余碳四、剩余碳五MTBE、正丁醇、異丁醇、堿液等20余種.2.2 對(duì)于重大危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)根據(jù)?危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)?GB18218-2021,重大危險(xiǎn)源的辨識(shí)依據(jù)是物質(zhì)的危

4、元內(nèi)存在的危險(xiǎn)物質(zhì)為多品種時(shí),那么按1式計(jì)算,假設(shè)滿足式a,那么定為重大危險(xiǎn)源：£十反十十%21&ra式中：q1,q2,qn每種危險(xiǎn)化學(xué)品實(shí)際存在量,t;Q1,Q2,Qn與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對(duì)應(yīng)的臨界量,t罐區(qū)分析結(jié)果見表1.表1危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源構(gòu)成Table1Hazardchemicalsignificantdangeroussource1印號(hào)裝置"名旅邛名稱£學(xué)占整金1'£E鼻杳構(gòu)成危般化學(xué)一審?fù)廖３龘?dān)=St=ku1遍砌£巴茨如1-HJ結(jié)田解eg540】裙粉靜加軌"1_i仁工Q|PjPn二值的Jw>15區(qū)向懦

5、前WIKI和嘛擊F危降源內(nèi)院Tfl3»三三巒1410的2411加立總牡叱注上HI1篁R展己烷11正丁唐RiiHl異丁IF8002.3確定各種介質(zhì)的重大危險(xiǎn)源分級(jí)根據(jù)?危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督治理暫行規(guī)定?國家平安生產(chǎn)監(jiān)督治理總局第40號(hào)白行分級(jí)2.亞-日中式Fq1,q2,qn每種危險(xiǎn)化學(xué)品實(shí)際存在在線量單位：噸；Q1,Q2,Qn與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對(duì)應(yīng)的臨界量單位：噸；BlB2,Bn與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)；a該危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源廠區(qū)外暴露人員的校正系數(shù),本工程區(qū)外1000m范圍內(nèi)無常住人口,故取0.5.對(duì)本工程危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的分級(jí)情況見表2.表2危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的分級(jí)

6、情況Table2Classificationofmajordangeroussourceofdangerouschemicals存ktf總墟南后所Qn<號(hào)名柞電解譯師T網(wǎng)書Mb1lb1剌除碇五1匕垸1迎1隼年1次16七孤君抽1RO13X1軾經(jīng)三箍15Ml200t依比由蛤i,55肉餅1,5前200諾K1>訕t+WJ丁於T1.1初m鐘1工11HJ汽和宛已悼1的70正了醉1mni1SWf)孫永河難1aoo根據(jù)計(jì)算結(jié)果及下表確定罐區(qū)構(gòu)成一級(jí)重大危險(xiǎn)源,其中涉及的介質(zhì)有甲醇、甲醇水等質(zhì)的儲(chǔ)罐平安聯(lián)鎖設(shè)置獨(dú)立的平安儀表系統(tǒng)SISo3儲(chǔ)罐儀表的設(shè)置一般儲(chǔ)罐儀表的設(shè)置應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟、可選

7、擇范圍廣、維護(hù)及校驗(yàn)方便、免維護(hù)面.結(jié)合介質(zhì)特性工程的投資情況、全工程的自動(dòng)化水平等綜合考慮.本工程首先通過進(jìn)行危險(xiǎn)與可操作性HAZOP分析結(jié)果,確定各罐組的SIL等級(jí),根據(jù)設(shè)置.以1臺(tái)SIL1級(jí)的乙烯儲(chǔ)罐為例,見圖1.圖1乙烯儲(chǔ)罐PID圖Fig.1PIDethylenestoragetank該儲(chǔ)罐共設(shè)置兩臺(tái)液位計(jì)：1臺(tái)為伺服液位計(jì)、1臺(tái)為雷達(dá)液位計(jì)、1臺(tái)外貼式超聲波液位開壓力變送器、1臺(tái)壓力表.2臺(tái)液位計(jì)中伺服液位計(jì)選用高精度計(jì)量及用來做儲(chǔ)罐計(jì)量,雷達(dá)液位計(jì)為限制及用于與高液罐根閥.從PID圖中可以看出從PID圖中可以看出雖然增加了SIS系統(tǒng),但是接入其中的信號(hào)并不多DI、一點(diǎn)DO.其余信號(hào)

8、仍然在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行檢測(cè)及報(bào)警.設(shè)計(jì)的SIS系統(tǒng)具體聯(lián)鎖限制如下：當(dāng)儲(chǔ)罐的液位計(jì)或液位開關(guān)任一液位高于設(shè)定值時(shí),SI儲(chǔ)罐罐根切斷閥,預(yù)防儲(chǔ)罐罐液位繼續(xù)升高,引發(fā)冒罐危險(xiǎn)1.4SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 SIS系統(tǒng)的設(shè)置原那么罐區(qū)SIS系統(tǒng),作為全廠SIS系統(tǒng)的組成局部,根據(jù)裝置的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)罐區(qū)內(nèi)重要的平安聯(lián)鎖及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù).SIS系統(tǒng)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室,設(shè)置獨(dú)立的限制器,以保證人員及生產(chǎn)裝置、的平安.SIS系統(tǒng)的平安綜合等級(jí)根據(jù)相應(yīng)的要求進(jìn)行考慮.SIS系統(tǒng)根據(jù)DINVVDE0801和DTW或AK6平安認(rèn)證的SIL3級(jí)的平安可編程序限制器(ProgrammableLogicController-

9、PLC)完打(EmergencyShut-Down-ESD)和緊急泄壓(EmergencyDepression-EDP)SIS系統(tǒng)根據(jù)故障平安型數(shù)據(jù)通訊.SIS系統(tǒng)設(shè)工程師站,SOE站,相應(yīng)的報(bào)警及操作通過輔助操作臺(tái)上開關(guān)、按鈕、聲光和DCS系統(tǒng)的操作站來完成.罐區(qū)SIS系統(tǒng)具有報(bào)警事件順序記錄功能(SOE),在中央限制室和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室各設(shè)置一套工程組態(tài)、下裝、調(diào)試和日常維護(hù)以及報(bào)警事件順序的記錄.中央邏輯限制器、輸入/輸出卡件、SIS系統(tǒng)內(nèi)部的平安網(wǎng)絡(luò)、供電單元、與DCS系統(tǒng)通信白構(gòu).SIS系統(tǒng)應(yīng)配有HART信息采集器,用于采集現(xiàn)場(chǎng)智能儀表HART信息,并通訊至AMS系:SIS與DCS通信卡必

10、須是冗余配置,且冗余的兩個(gè)通信接口不應(yīng)在同一塊通信卡上.冗余數(shù)據(jù)切換,并可進(jìn)行系統(tǒng)診斷報(bào)警.在切換時(shí)不允許有數(shù)據(jù)喪失.通信系統(tǒng)為限制站與限制站之間、工作站提供可靠的高速數(shù)據(jù)傳輸.傳輸速率不小于100Mbps.SIS系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議,冗余容與DCS通信協(xié)議為MODBUSRTU或TCP/IP.DCS系統(tǒng)為主站,SIS系統(tǒng)為從站.所有部件都應(yīng)抗每米10毫伏場(chǎng)強(qiáng)的電磁及無線電干擾.SIS系統(tǒng)具有時(shí)鐘同步的性能,SIS系統(tǒng)限制器的時(shí)鐘在系統(tǒng)上電和更換時(shí)鐘卡件后,能夠自時(shí)鐘同步信號(hào)來自于DCS系統(tǒng).根據(jù)?石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?進(jìn)行儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì).SIL3回路的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室)側(cè)配置防雷電

11、浪涌保護(hù)器.在工廠調(diào)試完成后,有20%已經(jīng)接好線的輸入/輸出(I/O)點(diǎn)作為備用；在端子接線柜中,有用；在系統(tǒng)機(jī)柜中,有20%的裕量空間用于安裝I/O卡件.在工廠調(diào)試完成后,處理器、數(shù)據(jù)存貯器和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載最高不超過40%;電源單元的50%;應(yīng)用軟件和通信系統(tǒng)有30%的擴(kuò)展水平.4.2 SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本工程采用冗余、容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的故障平安型SIS系統(tǒng),平安等級(jí)到達(dá)SIL3.根據(jù)圖2罐區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,可見：罐區(qū)單元主要硬件設(shè)備為：1臺(tái)系統(tǒng)柜、3臺(tái)輔助柜端子柜、2臺(tái)SOE工程師站、2臺(tái)交換機(jī)、1臺(tái)打印機(jī).建區(qū)SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案：1巾,一r-rnH嗽號(hào)f圖2SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖Fig.2SISsystemnetworkdiagram4.3 SIS系統(tǒng)軟件要求1軟件組態(tài)：編程語言應(yīng)符合IEEC61131-3工業(yè)標(biāo)準(zhǔn).2軟件組態(tài)的平安性：采用PROM或EPROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)應(yīng)用軟件,提供預(yù)防未被授權(quán)人員應(yīng)能在線修改及下裝./在線程序調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)裝置的維護(hù)3編