石油化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與可靠性

石油化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與可靠性摘要：社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得人們對(duì)現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的各項(xiàng)產(chǎn)品性能提出了更高的要求，而且在生活質(zhì)量不斷提高的背景下，也有越來越多的人關(guān)注在日常生活當(dāng)中各種產(chǎn)品的安全性。最近這幾年化工企業(yè)生產(chǎn)事故發(fā)生的概率相對(duì)較高，這里意味著化工行業(yè)的從業(yè)者面臨著巨大的安全威脅。所以安全儀表系統(tǒng)獲得了更多的關(guān)注以及應(yīng)用，它作為安全生產(chǎn)保護(hù)鏈當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)，具備監(jiān)測預(yù)警的功能，可以對(duì)石油化工的安全運(yùn)行起到重要作用。所以要想保證石油化工生產(chǎn)過程的安全性，就需要重視安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題，保證設(shè)計(jì)過程能遵循高標(biāo)準(zhǔn)的要求，保證儀表系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和安全性，從而為化工行業(yè)的工作者的生命安全提供保障。關(guān)鍵詞：石油化工；安全儀表系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；可靠性引言隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石化行業(yè)發(fā)展迅速，與此同時(shí)，石化生產(chǎn)過程中存在的安全隱患也隨之增加。擁有一套可以檢測設(shè)備異常行為并根據(jù)可能出現(xiàn)的潛在危險(xiǎn)采取措施的系統(tǒng)至關(guān)重要。為此，特提出了安全儀表系統(tǒng)（SIS）在化工裝置中的設(shè)計(jì)應(yīng)用。1石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循的原則1.1可靠準(zhǔn)確性石油化工安全儀表可發(fā)揮的作用具有一定的獨(dú)特性，要想保證石油生產(chǎn)過程的安全性及有效性，在對(duì)安全儀表系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就必須要保證儀表系統(tǒng)自身運(yùn)行的狀態(tài)，能夠長時(shí)間保持安全運(yùn)行的模式。所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員就需要根據(jù)石油生產(chǎn)過程的相關(guān)內(nèi)容，以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)各類元件的選擇等多個(gè)數(shù)據(jù)，為安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行綜合考量，保證儀表系統(tǒng)的安全性及可靠性。如果儀表能夠在正常的情況下長期處于安全平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中，那么工作人員因其他因素而出現(xiàn)操作失誤的情況或因?yàn)楣潭ü收系膯栴}，使得其系統(tǒng)受到其他因素的影響，那么系統(tǒng)也可以保證安全運(yùn)行狀態(tài)。1.2功能健全穩(wěn)定安全儀表裝置的價(jià)值要想得到完整的體現(xiàn)，在進(jìn)行安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，工作人員就需要針對(duì)石油化工產(chǎn)業(yè)的儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)信息等多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行深入的了解，通過分析相應(yīng)的要求，盡可能在安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上滿足石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)期間的各個(gè)安全預(yù)警，以及人們對(duì)安全預(yù)警等各個(gè)層面的需求。為了保證化工裝置安全儀表性能的穩(wěn)定性，使得各個(gè)系統(tǒng)在做工時(shí)始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析，并開展基礎(chǔ)工作操作，在使用時(shí)可以對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，也可以整體提高儀表的適應(yīng)程度。1.3安全故障性原則石油化工企業(yè)安裝的裝置，安全儀表應(yīng)該是安全故障型的裝置，如果安全儀表的系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，那么現(xiàn)場工作人員就需要進(jìn)行非歷史停車設(shè)計(jì)操作。簡單地說就是高品質(zhì)的SIS的可用性可以達(dá)到100%的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，但是受到多種因素的影響會(huì)使得它的故障發(fā)生問題難以避免，因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部故障發(fā)生問題的概率根本無法和零相同。從該角度分析它的可用性不可能達(dá)到100%這一數(shù)值。一旦SIS出現(xiàn)故障問題之后，它的系統(tǒng)可以自行進(jìn)入到安全的狀態(tài)當(dāng)中去，避免因?yàn)橥ｋ姷仁鹿剩沟蒙a(chǎn)裝置出現(xiàn)進(jìn)入危險(xiǎn)境地。1.4維護(hù)以及擴(kuò)展在安全儀表系統(tǒng)日常使用期間，相關(guān)工作人員應(yīng)該重視儀表的維護(hù)和保養(yǎng)工作，保證儀表的安裝工序盡可能簡單保證它使用過程的便捷性，安全性和運(yùn)營時(shí)間的長度，這樣才可以使得它的維護(hù)過程比較方便簡單。所有的安全儀表系統(tǒng)都需要以儀表監(jiān)測和預(yù)警要求作為基礎(chǔ)，所以工作人員需要在最大限度上將整個(gè)系統(tǒng)儀表的安全數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而達(dá)到提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)收益的目的。2石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)2.1執(zhí)行元件的聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的安全性能對(duì)于石油化工裝置安全儀表系統(tǒng)來說是非常重要的，其中保護(hù)系統(tǒng)就是它的系統(tǒng)安全性保護(hù)傘，它可以在出現(xiàn)相關(guān)的危險(xiǎn)因素時(shí)及時(shí)地做出保護(hù)反應(yīng)，避免外界因素對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的消極影響，并且在獲取相關(guān)的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)之后，可以及時(shí)地采取應(yīng)對(duì)措施，控制事故的發(fā)生概率。系統(tǒng)在日常運(yùn)行的過程當(dāng)中，保護(hù)系統(tǒng)會(huì)對(duì)運(yùn)行時(shí)的各個(gè)參數(shù)變化情況進(jìn)行監(jiān)測和控制，一旦外部條件或過程的相應(yīng)參數(shù)不在安全控制的范圍之內(nèi)，那么執(zhí)行元件聯(lián)鎖的保護(hù)裝置就會(huì)開展相應(yīng)的動(dòng)作，將相關(guān)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，使得相應(yīng)的參數(shù)馬上回歸安全狀態(tài)。2.2傳感器冗余的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為提高關(guān)鍵運(yùn)行裝置的可靠性需求，應(yīng)當(dāng)在關(guān)鍵部位配置冗余傳感器裝置，可提高各機(jī)組內(nèi)傳感器的運(yùn)行功能。從綜合的角度來講，冗余配置前應(yīng)分析傳感器的失效情況是否達(dá)到安全儀表功能（SIL）的控制標(biāo)準(zhǔn)，若達(dá)到壓力控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可不用進(jìn)行冗余配置。當(dāng)機(jī)組內(nèi)所使用的傳感器無法維系SIL的控制目標(biāo)時(shí)，可配置1臺(tái)冗余機(jī)組進(jìn)行協(xié)調(diào)。值得注意的是，冗余處理前應(yīng)調(diào)研裝置的安全性功能，根據(jù)聯(lián)鎖動(dòng)作狀態(tài)設(shè)定控制邏輯，有利于鞏固冗余傳感器就運(yùn)行狀態(tài)，故技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)利用“三取二邏輯”邏輯模式提高整體設(shè)計(jì)的安全性。2.3落實(shí)設(shè)計(jì)及可靠性的管理措施技術(shù)人員應(yīng)對(duì)所使用的表盤裝置、控制系統(tǒng)模型展開監(jiān)控，再結(jié)合石油化工安全儀表的功能特點(diǎn)展開統(tǒng)計(jì)測試，能消除操作過程中的風(fēng)險(xiǎn)問題。因此，技術(shù)人員應(yīng)采用風(fēng)險(xiǎn)控制的思想就對(duì)儀表的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行監(jiān)控，再利用信息化技術(shù)監(jiān)控出SIF的估算模型，可消除冗余容錯(cuò)現(xiàn)象的發(fā)生概率。另外，冗余執(zhí)行分析中，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合控制指標(biāo)、運(yùn)行圖紙進(jìn)行施工作業(yè)，可避免聯(lián)鎖控制中回路運(yùn)行不穩(wěn)定、設(shè)計(jì)不科學(xué)、違規(guī)操作現(xiàn)象的不利影響，以期消除裝置運(yùn)行安全性的問題。通過落實(shí)系統(tǒng)地設(shè)計(jì)模型，再對(duì)儀表控制原理進(jìn)行監(jiān)控分析，可鞏固整體控制裝置的運(yùn)行效率。3石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠性的優(yōu)化措施安全儀表使用設(shè)計(jì)過程中，技術(shù)人員應(yīng)探討運(yùn)行裝置及控制邏輯，結(jié)合項(xiàng)目的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及影響需求確立響應(yīng)目標(biāo)。其中，為提升儀表控制系統(tǒng)的功能性，需要技術(shù)人員評(píng)估出定量的控制概率指標(biāo)，再結(jié)合儀表運(yùn)行的概況評(píng)估事故的影響。因此，技術(shù)人員應(yīng)分析出可能會(huì)影響儀表系統(tǒng)穩(wěn)定性的步驟指標(biāo)，再利用可控的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)得到裝置的正常運(yùn)行方法。另外，在長期控制影響下，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)儀表系統(tǒng)的運(yùn)算邏輯進(jìn)行測試，評(píng)估運(yùn)算系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性，再分析控制單元和執(zhí)行單元的數(shù)據(jù)調(diào)控狀態(tài)。通過匹配裝置的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)及匹配方式，再結(jié)合關(guān)聯(lián)性邏輯計(jì)算方式分析裝置運(yùn)行及控制方面的匹配需求，有利于提高整體控制單位的運(yùn)行質(zhì)量。所以，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)監(jiān)控、分析裝置的SIL進(jìn)安全等級(jí)指標(biāo)，再對(duì)現(xiàn)有表盤運(yùn)行方式、運(yùn)行邏輯進(jìn)行實(shí)踐監(jiān)控，確保整體控制儀表可在持續(xù)運(yùn)行、持續(xù)保護(hù)的作用下進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。結(jié)束語石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合信息化技術(shù)監(jiān)控裝置的運(yùn)行邏輯、執(zhí)行及傳感需求，在宏觀設(shè)計(jì)監(jiān)控中分析數(shù)項(xiàng)目實(shí)施要點(diǎn)，再使用關(guān)聯(lián)性的控制指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，以期消除安全儀表系統(tǒng)使用方面的問題，提高石油化工安全儀表的可靠性。參考文獻(xiàn)潘穎，李忠軍.安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施過程中的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)[J].儀器儀表用戶，2019，26(06):1-5.李勝利，吳強(qiáng)，仇廣金.安全儀表系統(tǒng)測試維護(hù)的設(shè)計(jì)探討[J].石油化工自動(dòng)化，2019，55(04):49-52.