探析安全仪表系统在石油炼化系统中的应用

张明

摘 要 近年来，随着社会主义市场经济不断发展和完善，进一步促进化工行业的迅猛发展，尤其是石油化工方面逐渐走在了工业发展的最前沿。在石油化工工业的发展过程中，石油炼化系统的完善是促进其进一步发展的基础，同时也是石油化工行业立足于市场的条件。本文主要就安全仪表系统在石油炼化系统中的运用进行分析，以期能够进一步提升石油炼化的安全性和可靠性，进而提高企业的经济以及社会效益。

关键词 安全仪表系统；石油炼化系统；应用

前言

在石油生产中，安全是最为重要的也是最为基础的工作目标。在该项工作中，仅仅依靠人力的方式是不够的，还需要能够通过能够对异常动作进行检测装置的配备实现潜在危险的监测。安全仪表系统即具有这样的作用，通过其科学应用对石油的安全生产具有重要意义。

1 石油炼化的概念

石油炼化的工业步骤主要有：常压蒸馏和减压蒸馏、原油的脱盐、炼厂气加工、脱水、催化裂化、催化重整、延迟焦化、加氢裂化。在原油一次加工以及二次加工的每个生产设备都有气体生成，所有都称之为炼厂气。从组成上来讲，是由氢和甲烷和由2个碳原子构成的乙烷、乙烯，还有由3个碳原子构成的丙烷、丙烯；由4个碳原子构成的丁烷、丁烯等等构成的；这些都是应用在生产汽油的原料以及石油化工原料等等化工产品上的。炼油厂气的生产主要作用就是分离和使用炼厂气。在它分离化工原料后会增加比重，然而，分离后得到的高纯度丙烯，也可当作聚丙烯使用，分离后得到的高纯度的乙烯也可当作乙苯使用[1]。

2 石油煉化系统中运用安全仪表系统的必要性分析

石油化工工业属于典型流程工业，生产过程中所使用的大部分物料均属于易燃易爆物，须在高温高压条件下进行操作，极易出现安全事故。且石油化工生产过程中，随着设备及其规模逐渐大型化，设计操作的指标越来越靠近安全的临界点，这在一定程度上，增加了安全事故发生的可能性。因此，增加安全系统的安全性和可靠性已势在必行。此外，在设计安全仪表系统过程中，同时还应考虑石油化工工业生产的原料变化、过程复杂性，最终产品质量要求、装置及其设备规模、环境等各个方面的因素，这对于降低石油炼化系统风险、提升系统安全性和可用性，显得尤为重要。由此可见，安全仪表系统是保障石油企业运行安全和可靠不可或缺的一种手段和方法[2]。

3 基于安全完整性等级中的运用原则

近年来，随着装置的增加，对安全仪表系统的安全等级研究也越来越多，SIL便是其中一项。在对安全仪表系统进行选择时，需确定安全仪表系统的SIL，这是由于装置危险度越高，其对安全仪表系统安全等级的要求也就越高。因此，采用SIL确保石油炼化系统中安全仪表系统操作的安全以及危险识别，显得尤为重要。

4 基于SIL的应用原则

SIL即安全等级完整等级，主要是指安全仪表系统在一定条件和时间下相关安全功能执行的可能性。随着装置的不断增加，越来越多的人逐渐投入到安全仪表系统的研究，如SIL。现阶段，借助SIL可以对安全仪表机制的等级从整体上进行评判，也就是在一定条件下确保安全系统的安全概率能够达标。在选择安全仪表系统时，由于安全等级的要求会随着装置风险度的升高而升高，为此需要将其SIL准确的确定下来，同时由于确定过程异常复杂，便需要具备高素质水平的技术人员全面分析装置风险，通过采取各种措施来对安全系统的装置进行不断的完善，由此其中存在的安全隐患便可以得到有效避免，装置的运行也能够更加的安全、稳定且有效，待确保各项装置安全以后再投入使用[3]。

5 系统设计

5.1 检测执行元件设计

第一，为了对检测元件自身的故障率进行降低，在检测元件选择方面，需要选择使用具有较高质量与性能的产品，尤其是安全水平认证以及智能产品更是如此；第二，执行元件方面，对于SIL2以上等级的系统，则需要使用冗余配置或者独立的执行元件，在两种该方式都有效时，同执行元件冗余相比，使用具有较高可靠度的执行元件则将具有更好的效果。执行元件选择方面，要选择能够同标准符合且获得相关认证的产品。在执行元件具有使用冗余配置时，其具体方式有每套阀门配套冗余电磁阀以及使用冗余阀门这两种类型。切断回路执行设备方面，即为以串联方式安装的2台切断阀，放空回路执行设备方面，即为两个以并联方式安装的放空阀。可以说，通过执行元件冗余设置方式的应用，将对系统的可用性以及可靠性进行有效的提升。

5.2 系统逻辑设计

在安全仪表系统当中，逻辑运算可以说是核心内容。对于一套好的安全仪表系统来说，不仅需要具有合理且可靠的硬件配置，做好逻辑设计同样关键。对此，在系统设计当中即需要对冗余检测元件逻辑进行合理的使用，如检测元件三重冗余配置“3取2”等，以此对系统使用的可用性以及可靠性进行满足。在实际应用中，需要通过触发器逻辑电路的应用对安全保护动作的复位以及触发目标进行完成，避免出现安全保护动作自锁逻辑电路情况。

6 安全仪表系统未来发展的趋势

安全仪表系统在经历了几个重要阶段的发展以后，即气动、继电器、固态继电器和PLC系统等，新型安全仪表系统应运而生，凭借其本身所具备的高性能和低维护成本，使其在石油炼化系统中具备更高的可靠性与可用性，进而有助于促进企业经济效益和社会效益的显著有效提高，在企业市场经济的发展过程中扮演着重要的角色。与此同时，安全仪表系统由于自身的故障率比较明显，今后在实际设计的过程中可以根据自身故障来对系统设备运行的实际状态进行科学的检测与诊断，并且及时地做出警示，进而系统出现故障的概率便可以显著减少，系统运行的效率在一定程度上也能够获得不断提升。

7 结束语

综上所述，在石油炼化系统中的安全仪表系统应用是非常必要的，这些能够检测装置的异常动作的系统给石油化工提供了安全保障，企业也要给予一定的重视，还要根据生产的实际情况，采取多种安全可靠地措施，来实现安全的系统功能，这样才能提升石油炼化的安全性和可靠性，才能促进企业的发展，以及社会经济效益的提高。

参考文献

[1] 陈优先.化工测量及仪表[M].北京：化工工业出版社，2010： 322-326.

[2] 陈存银，王峰，高金吉.石化装置安全仪表系统设计软件的开发与实现[J].安全与环境学报，2013，（06）：207-211.

[3] 刘瞻.石油化工安全仪表系统的设计[J].石油工业计算机应用，2013，（01）：11-14.