催化裂化裝置緊急停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

催化裂化裝置緊急停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

油擠出裝置具有高溫、高壓、易爆、易爆等特點(diǎn)。因此，應(yīng)確保設(shè)備的安全運(yùn)行，必須安裝一套必要的緊急停車系統(tǒng)，以確保設(shè)備的安全運(yùn)行。緊急停車系統(tǒng)ESD又叫安全儀表系統(tǒng)SIS,是一種獨(dú)立于生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)用于裝置的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí)直接發(fā)出保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)對(duì)工藝流程、大型機(jī)組設(shè)備實(shí)行緊急停車或聯(lián)鎖保護(hù),以避免造成巨大損失。永坪煉油廠50×104t/a催化裂化裝置原來(lái)的緊急停車系統(tǒng)使用一套小型PLC,程序固化在ROM中,故障率高,維護(hù)難度大,沒(méi)有人機(jī)界面,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足安全生產(chǎn)的需要。2009年初經(jīng)過(guò)招標(biāo)等程序,最后確定采用德國(guó)HIMA公司生產(chǎn)的H41/51q-HRS系統(tǒng)對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。2009年4月開(kāi)始該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組態(tài),8月和10月分別進(jìn)行了FAT驗(yàn)收和SAT驗(yàn)收,2010年3月初至4月中旬,在永坪煉油廠裝置大修期間完成了該系統(tǒng)的安裝、調(diào)試,并于4月12日投入使用,保證了催化裂化裝置的一次開(kāi)車成功。到目前為止,該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。1h41/97q系統(tǒng)的容錯(cuò)功能HIMA的H41/51q系統(tǒng)為CPU四重化結(jié)構(gòu)(QMR),即系統(tǒng)的中央控制單元共有四個(gè)微處理器,每二個(gè)微處理器集成在一塊CU模件上,再由2塊同樣的CU模件構(gòu)成冗余的中央控制單元。HIMA的1oo2D結(jié)構(gòu)產(chǎn)品已獲得AK6/SIL3的安全認(rèn)證。采用雙1oo2D結(jié)構(gòu),即2oo4D結(jié)構(gòu)的目的是為用戶提供最大的實(shí)用性,其容錯(cuò)功能使得系統(tǒng)中任何一個(gè)部件發(fā)生故障,均不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。與傳統(tǒng)的三重化結(jié)構(gòu)相比,它的容錯(cuò)功能更加完善。H41/51q系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu),中央機(jī)架部分包括中央單元、通訊模塊和電源模件組成。每個(gè)51q系統(tǒng)能擴(kuò)展16個(gè)I/O子機(jī)架,每個(gè)I/O子機(jī)架可容納16個(gè)I/O模塊。系統(tǒng)的SOE功能可對(duì)系統(tǒng)本身的故障或?qū)е侣?lián)鎖停車的各種事件進(jìn)行記錄,SOE事故記錄分辨率為ms級(jí),最多可以存儲(chǔ)100,000條事件記錄。2esd-rom系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1充填故障診斷系統(tǒng)過(guò)程點(diǎn)永坪煉油廠50×104t/a催化裂化裝置ESD系統(tǒng)硬件由一臺(tái)控制站、一臺(tái)工程師站(兼操作員站、SOE站)、一臺(tái)操作站、兩面輔助操作臺(tái)及通訊網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備組成,控制站與操作站采用RS485進(jìn)行通信。HIMAH41/51q系統(tǒng)具備完備的冗余、容錯(cuò)技術(shù);電源設(shè)備、控制站處理器、I/O卡件、各級(jí)網(wǎng)絡(luò)通訊部件和總線均為1:1冗余配置。HIMA系統(tǒng)兩個(gè)冗余的卡件同時(shí)運(yùn)行,一旦主控制硬件出現(xiàn)故障時(shí)被切除,后備控制硬件能自動(dòng)不間斷控制,所以HIMA系統(tǒng)冗余卡件無(wú)故障修復(fù)時(shí)間限制。HIMAH41/51q系統(tǒng)對(duì)輸入/輸出模塊和中央處理器模塊都具有內(nèi)部故障診斷功能,并能檢測(cè)內(nèi)部工作點(diǎn)的通斷故障,系統(tǒng)可在一個(gè)掃描期內(nèi)對(duì)系統(tǒng)的全部硬件和軟件運(yùn)行進(jìn)行診斷,診斷率達(dá)99.99%。CPU和I/O卡件的故障信息均可以4位字符顯示在CU的信息窗以及系統(tǒng)的工作站上。故障模件的位置可被顯示出來(lái),如機(jī)柜號(hào)、I/O卡件的機(jī)架號(hào)、I/O槽號(hào)等?？刂普炯皺C(jī)柜放置在控制室的機(jī)柜室,在操作室內(nèi)設(shè)置1臺(tái)工程師站(兼有操作站、SOE),1臺(tái)操作站,為現(xiàn)場(chǎng)操作人員和維護(hù)人員使用?？刂普就ㄟ^(guò)系統(tǒng)RS485通訊卡分別與工程師站和操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。工程師站完成軟件組態(tài)及其下載,并兼SOE站功能,高效率記錄事件順序,方便緊急停車后進(jìn)行事故分析。輔助操作臺(tái)上安裝主要聯(lián)鎖部分報(bào)警指示燈和停車、復(fù)位按鈕。保證對(duì)裝置、機(jī)組在故障狀態(tài)下的的緊急停車。2.2電子視頻監(jiān)控系統(tǒng)在esd人機(jī)界面的應(yīng)用本基于elopiiiros本系統(tǒng)內(nèi)部軟硬件組態(tài)采用HIMA開(kāi)發(fā)的軟件ELOPII完成。該軟件是一個(gè)經(jīng)過(guò)TUV認(rèn)證,滿足SIL3應(yīng)用要求的HIMA工業(yè)化軟件包。它基于WINDOWSXP操作平臺(tái),并有著極其友好的人機(jī)操作界面。在工程師站上可以進(jìn)行ESD系統(tǒng)的在線、離線監(jiān)測(cè),監(jiān)視整個(gè)過(guò)程變量的數(shù)值和變化情況。也可通過(guò)邏輯圖畫(huà)面,觀測(cè)到邏輯處理的動(dòng)態(tài)過(guò)程。ESD的組態(tài)、維護(hù)也都通過(guò)ELOPII完成。人機(jī)界面組態(tài)采用Wizcon軟件,該軟件編制容易、靈活、功能強(qiáng)。具備流程顯示、報(bào)警顯示趨勢(shì)等功能,具備一般的操作功能。Wizcon軟件還具有SOE功能,用于在線記錄系統(tǒng)的各類報(bào)警及動(dòng)作事件,并進(jìn)行存儲(chǔ),可供查詢、追溯、打印,可以記錄的數(shù)據(jù)量大于100,000條。2.3電力系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)主體程序的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)邏輯控制的核心部分。本系統(tǒng)主體程序由裝置自保系統(tǒng)和機(jī)組自保系統(tǒng)兩大部分組成。其中機(jī)組自保系統(tǒng)又分為主風(fēng)機(jī)自保、氣壓機(jī)自保和增壓機(jī)自保三部分。以裝置自保為例,根據(jù)工藝和設(shè)備要求,裝置自保分為切斷進(jìn)料、切斷兩器、切斷主風(fēng)、切斷增壓風(fēng)四部分。相互之間聯(lián)系密切,從上圖可以看到切斷主風(fēng)的條件有以下幾個(gè):主風(fēng)流量低低限滿足兩個(gè)以上;主風(fēng)機(jī)組自保信號(hào)發(fā)出;備用主風(fēng)機(jī)自保信號(hào)發(fā)出;軟手動(dòng)切斷主風(fēng)HM1103。上述四個(gè)條件任何一個(gè)滿足,則發(fā)出切斷主風(fēng)信號(hào),并將導(dǎo)致切斷兩器、切斷進(jìn)料、切斷增壓風(fēng)等邏輯條件滿足,而切斷兩器、切增壓風(fēng)、切斷進(jìn)料。由于ESD系統(tǒng)只有在緊急停車時(shí)使用,平時(shí)正常操作時(shí)操作人員不可能經(jīng)常去監(jiān)視各個(gè)操作界面,所以ESD系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)要做到方便、快捷、直接。當(dāng)裝置發(fā)生聯(lián)鎖時(shí),讓操作人員能在最短的時(shí)間里判斷出是哪里出了問(wèn)題、出現(xiàn)問(wèn)題的原因是什么,應(yīng)該如何處理,所以畫(huà)面要做的簡(jiǎn)單直觀,顏色注釋醒目,邏輯關(guān)系一目了然。3esd系統(tǒng)自身故障引起的停車和聯(lián)鎖永坪煉油廠50×104t/a催化裂化裝置ESD系統(tǒng)在2010年4月份正式投用至今,未發(fā)生過(guò)因ESD系統(tǒng)自身故障引起的裝置停車。在幾次裝置設(shè)備故障