柴油加氢改质装置中安全仪表系统SIS的应用探讨

闫军伟 谢乾

摘 要：在石油化工行业里，有害、易燃易爆的物质随处可见，危险时有发生。因此，各企业、组织和部门都在积极探索设计一种较为安全的仪表系统SIS，从而确保石油化工企业发生装置或者人员的安全问题。本文针对柴油加氢改质装置的安全监控问题，首先介绍了柴油加氢改质及安全仪表系统SIS的工艺背景，探索一种将安全仪表系统SIS应用于其生产监控过程的方法。为石油化工企业中，安全仪表系统相关从业人员提供一种应用参考。

关键词：柴油加氢改质装置；安全仪表系统；应用；

引言

在2003年卫生部下发的《高毒物品目录》里，将硫化氢、氨等物质列为高毒。然而，现在的柴油加氢装置里，极易出现有毒有害而且易燃易爆的物质，对环境、设备和工作人员产生了巨大的安全隐患，很容易出现生产事故。因此，为了确保在整个生产流程中的安全性问题，需要设计开发一种安全仪表系统SIS，保证环境、设备和工作人员的安全。该安全仪表系统，要求能够在柴油加氢改质装置的开启与停止、正常工作以及维护的期间内，实施的进行安全性检测与监控，保障环境、设备与操作人员的安全。这种安全检测与监控，包含了柴油加氢改质装置自身的设备故障、操作人员的操作失误以及其它不可抗环境因素导致的安全隐患等引发的安全性问题。一旦发现后，安全仪表系统能够及时发现问题并且进行警告，必要时进行应急处理。其应急处理是通过给出响应的控制信号，是生产装置实现安全联锁或者停机，从而避免危险的继续产生或者扩散，进而将危险程度减到最小。这也为相关工作员快速准确的采取措施解决问题提供了宝贵的时间。本文将对柴油加氢改质装置中安全仪表系统的应用进行简要的探讨。

1 安全仪表系统发展

在柴油加工与处理的行业领域里，收到这个行业客观条件的限制与生产原料具有高危性的特点，容易发生一些安全事故，从而对环境、设备和工作人员造成巨大的伤害。为了保证环境、财产与人员安全，安全仪表系统（包括紧急停车系统、燃烧器管理系统、火灾和气体安全系统、高完整性压力保护系统等）的概念被提出，并且逐渐的形成、发展与应用在了高危工业生产领域里，成为了自动化工程领域的一个重要组成部分。直到近几年以来，安全仪表系统才在我国慢慢的出现并且推广开来。但是由于出现时间晚，重视程度不足等问题，导致我国的安全仪表系统设计研究与具体应用水平还处于初期阶段，无论是自主研发，还是应用维护等方便还有许许多多的问题。因此国内的生产厂家大都直接采用了国外成熟可靠的安全仪表系统产品直接应用到了自己的企业生产中。

2 SIS应用在柴油加氢改质装置的意义

在石化产业中，生产工艺较为复杂，安全性需求较高。而对于环境和人类自身而言，安全性是最为重要的一方面。因此安全仪表系统在化工及炼油行业的生产过程具有重要的应用价值。在柴油的加氢改质过程里，许多因素，包括认为因素、设备因素以及环境因素等，均容易造成工艺参数发现异常变化。当某参数超出安全限定值时，不仅生产处的产品质量、产量会受到影响，还可能引发安全事故，造成环境、财产与人员的损害。为了保证柴油加氢改质装置正常工作，需要其具备对异常工况的应急处理能力和安全警告能力等，从而在发生事故时，不仅提醒相关工作人员，还能够自行进行安全性处理，实现安全保护功能。安全仪表系统对柴油加氧装置的安全可靠工作具有不言而喻的重要性。

3 柴油加氢改质装置SIS系统应用

3.1 总体方案

整个SIS系统有三部分组成，包括现场仪表层、控制层以及管理层。其中，现场仪表层一般由检测的传感器和仪表（包括温度、流量、压力、液面高度等）以及最终执行机构（电磁控制阀）两部分构成；SIS的控制层是由控制器和逻辑控制算法组成；管理层由控制站、工程师站、SOE站等部分组成。柴油加氢改质装置的控制室处于中心控制室里。SIS系统具备报警时间记录功能（SOE），通过冗余的网络连接到SIS系统。工程师站用于SIS系统的调试与维护；SOE站进行事件记录；操作员站进行HMI画面屏幕显示。

整个系统需要实现的功能包括：装置的联锁保护控制；生产过程监控与报警；关键事件顺序记录；人机交互界面的通信等。

3.2 具体调试过程

具体调试过程如下：

首先需要对每一个模拟输入量均进行检测，查看其是否具有正常的工作、报警以及连锁功能。当模拟量在正常的范围内时，则输入的信号数值时绿色；当该信号达到了一级报警数值时，输入的信号颜色变更为黄色，便于警告，在过程报警栏中进行报警提示；当该检测信号达危险值的时候，指示灯颜色会变成红色，并且在联锁回路中的连接线有原有的颜色转变为红色，说明此时已经触发了联锁。

单一联锁回路调试：在所有连锁条件均可以正常工作的前提下，对现场和设置在中央控制室辅助操作平台上的紧急制动停机开关进行单独调试，模拟联锁。不断的检查对应的输出信号引发的动作，是否按照设计期望动作进行。

三取二联锁回路调试：在所有连锁条件均能够正常运行的前提下，对每个联锁点进行模拟连锁信号调试，这个时候，被控制的执行元件应该不会动作；在此基础上，分别同时选取两个不同的联锁点进行模拟联锁信号控制，此时执行元件会正常动作，而且动作到位。这说明连锁回路能够正常工作。

总结

在柴油加工与处理的行业领域里，收到这个行业客观条件的限制与生产原料具有高危性的特点，容易发生一些安全事故，從而对环境、设备和工作人员造成巨大的伤害。本文针对柴油加氢改质装置的安全监控问题，首先介绍了柴油加氢改质及安全仪表系统SIS的工艺背景，在分析SIS应用于柴油加氢改制装置中的意义后，提出了一种SIS系统框架，并针对该系统进行了联锁回路调试过程简介。本文对柴油加氢改制装置中的SIS系统分析与讨论，对相关化工行业的安全生产与制造提出了一种新的思路，为安全仪表系统在该行业中的广泛应用提出一种可能性，为相关从业人员学习与使用SIS系统提供了一种参考。

参考文献

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[3]黄步余，范宗海，马蕾.《石油化工安全仪表系统设计规范》解读[J].石油化工自动化，2013，49（06）：1-9.

作者简介

闫军伟（1985.11--）；性别：男，籍贯：山东省济宁人，民族：汉族，学历：本科，在职研究生，硕士学位。毕业于山东科技大学；现有职称：助理工程师

（作者单位：江苏新海石化有限公司）