萬麗梅

（九江石化設(shè)計工程有限公司南昌分公司，江西南昌 330096)

現(xiàn)在的石油化工行業(yè)逐漸步入了自動化時期，隨之而來的問題就是要更加關(guān)注安全問題，加大相關(guān)管理制度的力度。在石油化工行業(yè)的設(shè)備運輸路途中也要保證沒有問題，而且必須在生產(chǎn)時就對安全儀表系統(tǒng)的質(zhì)量做好把控，保證質(zhì)量方面沒有問題，同時確保不會出現(xiàn)意外的事故。

1 建立石化安全儀表系統(tǒng)的基本原則

1.1 確保儀表系統(tǒng)可靠且穩(wěn)定

安全儀表系統(tǒng)是十分特殊的，而且它的功能也比較獨特，所以在設(shè)計該系統(tǒng)時，第一要務(wù)就是系統(tǒng)安全、可靠、且穩(wěn)定的運行。這是開發(fā)儀器安全系統(tǒng)時必須遵守的重要原則。為了實現(xiàn)該原則，必須仔細(xì)考慮系統(tǒng)設(shè)計，包括組件選擇，軟件編程和其他因素，以確保設(shè)備的絕對系統(tǒng)安全。在啟動和停止生產(chǎn)設(shè)備測量系統(tǒng)的階段以及執(zhí)行和維護(hù)期間，必須能夠保證人員的健康安全和設(shè)備的環(huán)境安全。對于任何可能導(dǎo)致故障的不可抗力因素，安全工具系統(tǒng)必須給出正確的判斷和適當(dāng)?shù)闹噶睿⑶夷軌蛟谑鹿食霈F(xiàn)的第一時間進(jìn)行阻止，以防止事故更加嚴(yán)重或波及范圍更大，并最大限度地減少損害和后期維護(hù)成本。

1.2 安全儀表系統(tǒng)必須有三個特性

三個特性是指穩(wěn)定、安全和科學(xué)。石化企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營過程中，必須保證系統(tǒng)具備這些特性，這樣才能保證生產(chǎn)項目及時有序的完成。在企業(yè)建立初期就應(yīng)建立安全儀表系統(tǒng)。還必須結(jié)合行業(yè)發(fā)展進(jìn)度而進(jìn)行適當(dāng)?shù)母隆z查和處理，以確保儀表系統(tǒng)更加穩(wěn)定并且與時俱進(jìn)，最主要的是可以滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在開始設(shè)計系統(tǒng)時，就應(yīng)考慮過程各個部分之間的特定通信措施，以及各種組件的選擇，以確保每個組件都能滿足安全儀表系統(tǒng)的具體要求。在實際設(shè)計期間，為確保安全儀表系統(tǒng)始終保持良好的工作狀態(tài)，應(yīng)充分分析特殊的工作條件對儀表的影響，并擴(kuò)大操作員的綜合能力，以在操作過程中做好分析工作，避免影響公司內(nèi)部管理。影響安全儀表系統(tǒng)的因素很多，因此，在一段時間的設(shè)計中，必須首先提高石化行業(yè)儀表的穩(wěn)定性，加強(qiáng)儀表系統(tǒng)本身的管理和維護(hù)，并合理控制各種可能的突發(fā)事件。

2 安全儀表系統(tǒng)的可靠性和容錯性設(shè)計

對于儀表系統(tǒng)的設(shè)計，如果涉及了石油化工系統(tǒng)，則開發(fā)人員必須事先保護(hù)已經(jīng)測試過的設(shè)備，同時對與設(shè)備操作相關(guān)的過程及行為進(jìn)行徹底的分析。根據(jù)評估的內(nèi)容，將詳細(xì)介紹用于評估整體安全儀表以及其安全系統(tǒng)的工作中。此外，如果在分析和評估過程中發(fā)現(xiàn)了安全性較低的儀表系統(tǒng)，則必須將系統(tǒng)設(shè)計集成到DCS中，以便智能地控制系統(tǒng)設(shè)計的成本。另外，對于故障率高的設(shè)備及儀表，在生產(chǎn)中的不當(dāng)使用不僅會構(gòu)成很大的威脅，而且直接影響生產(chǎn)訂單的發(fā)貨，此有必要進(jìn)行安全工具系統(tǒng)的設(shè)計。同時檢查特定周期功能的安全指標(biāo)，保證生產(chǎn)的安全性和可靠性[1]。

3 石油化工安全儀表系統(tǒng)的計劃和實際運行

3.1 分類和型號的選擇

在儀器安全系統(tǒng)中，技術(shù)的選擇也不同?？梢赃x擇簡單的操作技術(shù)、電子技術(shù)、可編程技術(shù)，當(dāng)然也可以使用更復(fù)雜的混合技術(shù)。當(dāng)帶有安全設(shè)備的系統(tǒng)選擇電子和電氣技術(shù)時，繼電器是在此狀態(tài)下完成整個邏輯連鎖過程的主要工具。但是，這只能滿足相對簡單的安全性要求。對于較復(fù)雜的技術(shù)，它們不能及時解決，因此這兩種技術(shù)都有一定的局限性。既然工業(yè)安全的重要性變得越來越重要，PES技術(shù)的成熟使其成為各種系統(tǒng)應(yīng)用程序的首選。領(lǐng)先的制造企業(yè)已開始采用PES技術(shù)來實現(xiàn)安全連鎖功能。但是仍有一些限制。繼電器不能在以下狀態(tài)下使用：計時器功能和阻止功能；使用高負(fù)載，頻繁的狀態(tài)更改和龐大的邏輯系統(tǒng)時[2]。

3.2 進(jìn)行適當(dāng)?shù)募稍O(shè)置

如果SIF級別的特定要求是3級，并且配置邏輯的實際控制就是3，則傳感器故障的可能性是達(dá)到2級，末端執(zhí)行器也是2級，并且整個系統(tǒng)安全級別是2級，因此，可以滿足相關(guān)要求。此時，冗余傳感器配置的安全級別（例如，使用冗余采取兩種方法）可以達(dá)到3級。同時，電磁閥或執(zhí)行器也可以冗余配置，以提高執(zhí)行器的安全等級，使其達(dá)到3級，使整個系統(tǒng)在使用過程中的安全性可以滿足人們的需求。操作人員應(yīng)特別注意以下事實：如果在系統(tǒng)設(shè)計中使用具有兩個傳感器和兩個冗余傳感器的結(jié)構(gòu)，則必須保證所使用的兩個傳感器的性能符合應(yīng)用程序要求的標(biāo)準(zhǔn)。一個傳感器出現(xiàn)問題將導(dǎo)致兩個傳感器的故障。與單個傳感器相比，使用帶有兩個傳感器的冗余配置不能提高SIL級別。對于具有不同功能的驅(qū)動器，冗余配置要求也將有所不同，例如，禁用了使用的驅(qū)動器功能，并且將同一管道中的兩個驅(qū)動器串聯(lián)連接。在此過程中，可以提高驅(qū)動器的SIL。如果驅(qū)動器功能不固定，并且兩個驅(qū)動器串聯(lián)在同一根管道上，則無法提高驅(qū)動器的SIL。因此，在分析具體問題的過程中，應(yīng)基于實際情況。通過冗余配置盲目更新SIL是不切實際的[3]。

3.3 對傳感器冗余的科學(xué)計劃

至于冗余配置，它在儀表系統(tǒng)中占有重要地位，也是系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容，但是，冗余設(shè)計并不適合所有傳感器。SIL被認(rèn)為是傳感器故障概率的基本要求。如果安全儀表系統(tǒng)中的傳感器符合此要求，則應(yīng)選擇集成傳感器，以便安全儀表系統(tǒng)可以滿足設(shè)計要求。當(dāng)傳感器不能滿足SIL要求時，此時應(yīng)加強(qiáng)冗余傳感器的使用。但是，在使用冗余傳感器時，必須充分考慮系統(tǒng)的安全性，同時將阻塞效應(yīng)和頻率放大作為合理使用邏輯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，必須這樣做才能確保系統(tǒng)的完全適用性?？紤]到這一點的同時，還必須確保對儀表系統(tǒng)的可靠保護(hù)，因此，在實踐中，應(yīng)正確使用邏輯結(jié)構(gòu)[4]。

3.4 邏輯運算設(shè)計

為了確保石化安全儀器的可靠性和安全性，需要具有LIL3容錯結(jié)構(gòu)或冗余結(jié)構(gòu)的可編程控制器，例如邏輯計算器。通常，此LIL3安全級別的邏輯運算符的結(jié)構(gòu)如下：兩個接受一個自我診斷1oo2D；另一個接受一個自我診斷。三自帶2自診斷2oo3；兩者都具有自我診斷功能，在這種情況下為2oo4D。容錯系統(tǒng)具有內(nèi)部冗余繼承邏輯和并行組件。并且，如果在系統(tǒng)運行時發(fā)生事故，它可以首先自動識別事故的發(fā)生，并進(jìn)入要忽略的錯誤狀態(tài)，然后繼續(xù)滿足指定功能的要求。石化系統(tǒng)的安全性涵蓋所有方面，在這里僅介紹一些基本概念作為一般性介紹。為了完成確保安全的工作，僅信任少數(shù)人的觀點是不現(xiàn)實的，為此必須有一個團(tuán)隊來進(jìn)行此工作。為了石油化學(xué)儀器儀表正常工作，設(shè)計部門需要一個專家團(tuán)隊，另外，還需要與所有者、制造商和建筑部門保持良好的關(guān)系才能創(chuàng)建一個好的工作環(huán)境。最重要的是，需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾?。只有正確的管理才能保證對安全問題的合理解決，這在整個過程中都是必需的[5]。

4 結(jié)束語

近年來，石化工業(yè)發(fā)展迅速，在不斷發(fā)展的過程中，人們應(yīng)加強(qiáng)對安全系統(tǒng)設(shè)計工作的分析。在特定的設(shè)計過程中，應(yīng)將各部分的設(shè)計與項目中的具體情況充分結(jié)合，并根據(jù)實際情況合理優(yōu)化設(shè)計方案，以確保系統(tǒng)能夠滿足開發(fā)行業(yè)的要求。