650kt/a乙烯裝置ESD系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述
石油化工屬流程工業(yè),具有高溫,高壓,易燃,易爆等特征,在生產(chǎn)中具有極高的危險(xiǎn)性,因此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置的安全,穩(wěn)定,高效運(yùn)行不僅是提高效益的關(guān)鍵,而且對(duì)生產(chǎn)人員,生產(chǎn)設(shè)備,以及整個(gè)社區(qū)安全都十分重要.在新一輪乙烯改造中,揚(yáng)子石化選用了國(guó)際先進(jìn)的ESD(Emergency Shut down, 緊急停車)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝置的安全控制.
650kt/a乙烯擴(kuò)建裝置ESD系統(tǒng)由兩個(gè)層次的方式構(gòu)成:裂解爐區(qū),壓縮區(qū),急冷區(qū)和公用工程區(qū)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)控制;冷區(qū)和熱區(qū)的塔系統(tǒng)控制除要求實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制外,還要求實(shí)現(xiàn)SIS(Safety Instrumented System)控制,以確保裝置在發(fā)生電力,循環(huán)水裝置或儀表系統(tǒng)等公共故障時(shí)火炬的排放量得到有效控制.原400kt/a乙烯裝置采用的是Honeywell公司的LM(邏輯管理器)系統(tǒng)對(duì)裝置進(jìn)行聯(lián)鎖控制,因本輪改造經(jīng)費(fèi)所限該部分沒有改為安全性更好的ESD系統(tǒng).
一 乙烯ESD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
1. 系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)原則
(1)為確保裝置安全,穩(wěn)定,可靠地運(yùn)行,提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度,在擴(kuò)建的新區(qū)設(shè)計(jì)中采用兩套ESD系統(tǒng)分別控制兩個(gè)重要的區(qū)域,一套用于控制裂解爐區(qū),急冷區(qū),壓縮區(qū),加氫區(qū)和公用工程區(qū),另一套用于冷區(qū)和熱區(qū).
(2)中央控制室(CCR)在原有控制室內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)容,DCS在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容,US操作站與原系統(tǒng)保持統(tǒng)一.ESD系統(tǒng)主機(jī)安裝在新機(jī)柜(NRR)間,裝在DCS輔操臺(tái)上的按鈕,開關(guān),報(bào)警燈的控制采用遠(yuǎn)程控制站(RXM)控制,遠(yuǎn)程控制站設(shè)在CCR,CCR和NRR之間的通信由三冗余的光纜構(gòu)成.
(3)為提高程序的掃描速率,ESD系統(tǒng)內(nèi)部未設(shè)計(jì)第一事故報(bào)警程序,區(qū)分第一事故的設(shè)備選用美國(guó)Ronan公司的分體式報(bào)警器,報(bào)警器的燈屏部分安裝在輔助操作臺(tái)上,作為操作人員的一種人機(jī)界面,控制部分安裝在機(jī)柜間.
(4)本著安全高于控制的原則,所有關(guān)鍵聯(lián)鎖檢測(cè)點(diǎn)采用先進(jìn)ESD系統(tǒng),再通過SMM(安全管理器模件)與DCS中的UCN(萬能控制網(wǎng)絡(luò))通信,實(shí)現(xiàn)在US(通用操作站)上的數(shù)據(jù)顯示.
(5)新區(qū)和老區(qū)分別設(shè)計(jì)SOE(事故順序記錄儀)站,兩套ESD系統(tǒng)共設(shè)有4個(gè)SOE站,各站間用以太網(wǎng)(Enternet)相連.
(6)重要的I/O點(diǎn)全部選用熱備冗余方式,輸入卡全部選用光電隔離型,非SIL(Safety Interity Level)級(jí)的輸出卡選用繼電器隔離或光電隔離型,避免現(xiàn)場(chǎng)干擾
信號(hào)的影響.
(7)交流電源采用雙路方式供給電源模件,一路電源經(jīng)UPS(不間斷電源)供給ESD電源主模件,另一路市電電源供給ESD備用電源模件. 24V DC電源因其容量很大,分兩部分供給,一部分供給現(xiàn)場(chǎng)儀表和繼電器報(bào)警燈屏以及按鈕開關(guān)的工作電源,采用美國(guó)Acopian公司的冗余電源供給;另一部分供給現(xiàn)場(chǎng)電磁閥工作的電源,由配電所的直流電源裝置供給. 控制電磁閥的電源總線要選用鎧裝電纜,額定功率不能超出其總功率的50%,以避免電纜故障而造成大面積停車,在乙烯老區(qū)曾發(fā)生過因聯(lián)鎖電源電纜漏電而導(dǎo)致裂解爐全線停車的事故.
2. 現(xiàn)場(chǎng)儀表的設(shè)計(jì)原則
(1)SIS控制部分采用了SIL3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SIL為美國(guó)ISA-S84.01標(biāo)準(zhǔn)要求的安全等級(jí)),SIL3級(jí)ESD部分的檢測(cè)儀表一律采用2oo3(3選2表決)的方式檢測(cè).如塔壓和循環(huán)水的測(cè)量都采用3臺(tái)變送器同時(shí)測(cè)量,電網(wǎng)電壓采用3個(gè)電壓檢測(cè)器同時(shí)測(cè)量,壓縮機(jī)軸位移采用3個(gè)探頭和趨近器同時(shí)監(jiān)測(cè)等.3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的信號(hào)分別送入3個(gè)不同的三重化輸入模塊(TMR),由主處理器執(zhí)行3選2表決運(yùn)算.
(2)控制裂解爐,透平泵的聯(lián)鎖和其他一些常規(guī)聯(lián)鎖則采用單臺(tái)檢測(cè)儀表,信號(hào)被送入TMR型輸入模塊.
(3)SIL3級(jí)緊急停車部分用于控制切斷閥門的電磁閥一律采用2個(gè)串聯(lián)方式設(shè)置,以防止某一個(gè)電磁閥失效而造成聯(lián)鎖動(dòng)作失效;切斷閥上應(yīng)設(shè)置閥位變送器,將閥位的準(zhǔn)確狀態(tài)及時(shí)反饋給控制室.
(4)輸入ESD的測(cè)量?jī)x表均獨(dú)立設(shè)置,不與控制回路合用,無需分配器分配.
(5)所有重要的切斷閥要求獨(dú)立設(shè)置,切斷閥均采用密封等級(jí)高的球閥,閥位開關(guān)信號(hào)由限位開關(guān)發(fā)出并傳送入DCS指示.
(6)對(duì)于塔系統(tǒng)控制加熱源的切斷閥,根據(jù)TEC(日本東洋工程公司)的計(jì)算采用調(diào)節(jié)閥與切斷閥合一的方法,如圖1所示方案1.此方案要求閥的密封等級(jí)在5級(jí)(Class 5)以上,采用上述設(shè)計(jì)經(jīng)過TEC計(jì)算,符合SIL3級(jí)要求.而如果采用方案2,將調(diào)節(jié)閥和切斷閥分開設(shè)置,不加閥位變送器,則只能達(dá)到SIL1級(jí)標(biāo)準(zhǔn),故方案2不予采用.TMR表示ESD系統(tǒng)內(nèi)三重化輸出模塊,其輸出信號(hào)與電磁閥相接,控制電磁閥的動(dòng)作;與電磁閥相連的帶有雙斜線的管線是控制閥門動(dòng)作的氣源管線.
二 ESD系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)
1. 基本結(jié)構(gòu)
根據(jù)乙烯工藝SIL3級(jí)的要求,選用的ESD系統(tǒng)必須具有TüV的AK6級(jí)認(rèn)證(TüV認(rèn)證是德國(guó)萊茵技術(shù)認(rèn)證機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)專門對(duì)電子產(chǎn)品的安全性進(jìn)行認(rèn)證,對(duì)安全型控制系統(tǒng)的認(rèn)證具有最高權(quán)威性,TüV的AK6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于IEC和ISA安全標(biāo)準(zhǔn)的3級(jí)).經(jīng)過技術(shù)交流和商務(wù)投標(biāo),最后美國(guó)Triconex公司的TRICON系統(tǒng)中標(biāo).該公司是較早生產(chǎn)ESD的專業(yè)公司,主要生產(chǎn)表決型安全系統(tǒng),該系統(tǒng)中所有軟硬件都通過了TüV的AK6級(jí)認(rèn)證. TRICON系統(tǒng)是一套從主處理器到輸入,輸出模件完全三重化的容錯(cuò)控制系
統(tǒng)。
每個(gè)I/O模件內(nèi)有3個(gè)獨(dú)立的分電路.輸入模件的每個(gè)分電路讀入過程數(shù)據(jù)
并將此信息送至各主處理器.3個(gè)主處理器可利用其專有的高速三重化總線
(TRIBus)進(jìn)行相互間的通信.每掃描一次,3個(gè)主處理器通過三重化總線與其相
鄰兩個(gè)主處理器進(jìn)行通信,達(dá)到同步;同時(shí)三重化總線可對(duì)數(shù)字輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行表
決,對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,并將模擬輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制并送到每個(gè)處理器,主處
理器執(zhí)行各種控制算法,并將運(yùn)算輸出值送到各輸出模件.除表決輸入數(shù)據(jù)外,
TRICON還表決輸出數(shù)據(jù).輸出數(shù)據(jù)的表決是在輸出模件中完成的,這樣可使其
盡可能與現(xiàn)場(chǎng)靠近,并對(duì)三總線表決與驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的最終輸出間可能發(fā)生的任何錯(cuò)
誤進(jìn)行檢測(cè)和補(bǔ)償.系統(tǒng)對(duì)每個(gè)I/O模件都有熱備模件支持,在操作中如工作模
件發(fā)生故障,能立即投入控制.熱備模件還可起到在線修復(fù)系統(tǒng)的作用.
2. 主處理器的組成和硬件性能
(1)主處理器結(jié)構(gòu)
(2)主處理器性能
TRICON系統(tǒng)有3個(gè)主處理器(MP),用來控制系統(tǒng)的3個(gè)隔離的分電路,主
處理器(3006)內(nèi)含一個(gè)主CPU,一個(gè)通信CPU,一個(gè)I/O通信CPU。
每個(gè)MP內(nèi)有一個(gè)專用的I/O通信(IOP),管理MP和I/O模件間的數(shù)據(jù)交換;
另一個(gè)通信CPU(IOC)管理MP和通信模件間的數(shù)據(jù)交換.在每個(gè)輸入模件采集
數(shù)據(jù)的同時(shí),新的輸入數(shù)據(jù)通過I/O總線相應(yīng)分電路傳送到MP,存入輸入表,
通過專用TRIBus傳送到相鄰主處理器中,在傳送的同時(shí)進(jìn)行硬件表決出一個(gè)正
確的輸入值作為MP的輸入,送到應(yīng)用程序中(DI點(diǎn)采取三取二的方式,AI點(diǎn)采
取取中值的方式).CPU記錄下識(shí)別到的錯(cuò)誤,在掃描的末期用容錯(cuò)程序進(jìn)行錯(cuò)
誤分析以判斷是否為卡件故障.
(3)電源,通信總線及性能
卡件電源由位于機(jī)架最左邊的冗余電源模塊通過機(jī)架背面的冗余電
源Bus供應(yīng).機(jī)架背面共有3種總線:TRIBus,I/O Bus,通信Bus,此3種總線
的性能如表2所示.TRIBus同一個(gè)機(jī)架MP與I/O卡和通信卡件間的通信通過背
板上的三重化總線完成,不同機(jī)架間的數(shù)據(jù)交換通過機(jī)架左上角的三重化I/O電
纜完成.
3. 通信卡件及I/O卡件的性能特點(diǎn)
因乙烯裝置ESD系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)6000多點(diǎn),應(yīng)用的卡件種類較多,下面
作具體介紹.
(1)DI卡(3503E,3564)
TRICON V9系統(tǒng)有兩種DI卡:TMR(三重冗余)卡和單點(diǎn)卡.
3503E為TMR卡,有3個(gè)輸入分電路,分別處理輸入到模件上的全部數(shù)據(jù),
各路之間完全隔離,并在TRICON系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)全部采用光電隔離.3503E DI 卡
完全不間斷地診斷每個(gè)分電路,如發(fā)現(xiàn)任何故障即點(diǎn)亮卡上的FAULT,同時(shí)將本
機(jī)架和主機(jī)架電源模塊上的FAULT燈點(diǎn)亮.FAULT燈亮只說明某一個(gè)分電路有
故障,并不說明模件失效,模件的容錯(cuò)功能使之能帶著某種故障繼續(xù)正常工作.
3503E能夠自測(cè)試STACK ON(ON粘住測(cè)試),即在輸入回路中將一個(gè)開
關(guān)閉合,通過光電隔離回路讀入一個(gè)OFF值.測(cè)試時(shí),卡件內(nèi)置的微處理器讀入
OFF值前的最后數(shù)據(jù)值在通信處理器中保持.
3564為單點(diǎn)卡,它只有一個(gè)輸入電路,輸入到模件中的數(shù)據(jù)分成3路分別送
入3個(gè)MP中,具有STACK ON及STACK OFF的檢測(cè)功能,如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,
在500ms后將輸入數(shù)據(jù)置為安全狀態(tài),由于TRICON是設(shè)計(jì)成故障安全型,安全
狀態(tài)為OFF.
(2)DO卡(3664,3604E,3636R)
所有DO卡均有3路完全隔離的輸出分電路,3604E及3636R利用具有
TRICON專利的四方表決器進(jìn)行表決.3664雙通道輸出卡在兩個(gè)輸出間進(jìn)行表決,
如一致輸出結(jié)果至現(xiàn)場(chǎng),不一致則輸出安全狀態(tài)為OFF.
所有輸出卡具有OVD(Output Voter Diagnostic)檢測(cè)功能,即DO卡定期發(fā)出
一個(gè)反狀態(tài)信號(hào)以檢測(cè)輸出分電路是否故障,時(shí)間保證在2ms內(nèi),一般為500ms,
不會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)控制.
所有輸出卡均具有STACK ON及STACK OFF功能,如發(fā)現(xiàn)STACK
OFF故障,由于是故障安全型設(shè)計(jì),DO卡輸出保持故障狀態(tài),熱備卡不切換.
3636R為繼電器型輸出卡.
(3)通信卡(4329,4409)
NCM(網(wǎng)絡(luò)通信模件)網(wǎng)卡(4329)支持的通信協(xié)議如表3所示.
SMM卡(4409)是專門針對(duì)Honeywell TDC 3000而設(shè)計(jì),使TRCION系統(tǒng)作
為UCN網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子站與DCS系統(tǒng)進(jìn)行通信.功能如下:
(a)傳送所有I/O點(diǎn)至DCS;
(b)將所有TRICON系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)傳送至DCS;
(c)與DCS進(jìn)行所有Alias的讀/寫;
(d)在DCS上對(duì)TRICON系統(tǒng)進(jìn)行診斷;
(e)在TDC-3000上對(duì)TRICON系統(tǒng)進(jìn)行寫保護(hù);
(f)與DCS時(shí)間同步;
(g)在DCS上作SOE ;
(h)可作熱備通信.
(4)遠(yuǎn)程機(jī)架通信卡(RXM)
在同一個(gè)TRICON系統(tǒng)中,如果相鄰兩個(gè)機(jī)架距離太遠(yuǎn)時(shí),可利用三重化遠(yuǎn)程機(jī)架通信卡進(jìn)行通信.
(5)TRICON V9系統(tǒng)容量
TRICON V9系統(tǒng)由一個(gè)主機(jī)架和最多14個(gè)擴(kuò)展機(jī)架或14個(gè)遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架組成.最大系統(tǒng)是15個(gè)機(jī)架,可支持總數(shù)為118個(gè)I/O模件(控制點(diǎn)總數(shù)由各模件型號(hào)決定);并可通過通信卡與上位操作站,Modbus主機(jī),Foxboro與Honeywell的DCS等設(shè)備通信. TRICON V9系統(tǒng)還具有在線修改程序的功能,在修改過程中能保證系統(tǒng)控制不間斷,并具有I/O點(diǎn)的強(qiáng)制功能,能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)改變變量值.
三 系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1. 系統(tǒng)配置
乙烯裝置的控制區(qū)域有裂解爐區(qū),急冷區(qū),壓縮區(qū),熱區(qū),冷區(qū),汽油加氫區(qū),包含設(shè)備有4臺(tái)100kt/a裂解爐,壓縮機(jī),反應(yīng)器,精餾塔等,接入ESD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型有DI,DO,AI.由于I/O點(diǎn)眾多,數(shù)據(jù)類型復(fù)雜,為確保系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)算速度,設(shè)計(jì)上應(yīng)用兩套TRICON V9系統(tǒng)構(gòu)成整個(gè)裝置的ESD控制.考慮到控制機(jī)柜間和中央控制室距離比較遠(yuǎn)(相距800m),如將所有的操作開關(guān)及燈屏信號(hào)用信號(hào)電纜接入控制室,勢(shì)必增大投資費(fèi)用,為此充分利用了TRICON V9系統(tǒng)的遠(yuǎn)程擴(kuò)展功能,將在中央控制室的操作信號(hào)接入遠(yuǎn)程機(jī)架,再利用光纖將其與在遠(yuǎn)方的主機(jī)架連接,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信.因?yàn)檫h(yuǎn)程機(jī)架的連接也是三重化的,并且每個(gè)機(jī)架都采用了雙路光纖進(jìn)行通信,所以保證了信號(hào)的可靠性,并大大縮短了施工時(shí)間.另外,整個(gè)ESD大部分槽位都有熱備卡,這樣,可確保系統(tǒng)的可靠性。
除以上用于I/O點(diǎn)處理的卡件外,每個(gè)系統(tǒng)另配有一塊SMM卡和NCM卡.通過Hub將SYS1,SYS2,工程師站,SOE站組成一個(gè)小型以太網(wǎng)絡(luò)用于系統(tǒng)的維護(hù)和狀態(tài)監(jiān)測(cè),SYS1,SYS2分別設(shè)為NODE1和NODE2,TCP/IP地址分別為192.168.1.1和192.168.1.2. 通過SMM卡使ESD系統(tǒng)與DCS通信,DCS系統(tǒng)把ESD作為VCN網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備,SMM的通信速率達(dá)10Mb/s,是TRICON系統(tǒng)中3種通信方式中通信速度最快,通信容量最大的一種,設(shè)置的站號(hào)分別為41,43,用戶可方便地在DCS操作站上檢查各個(gè)I/O點(diǎn)狀態(tài)以及TRICON系統(tǒng)卡件的狀態(tài),以提高操作的穩(wěn)定性,有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障.
2. 軟件編制
乙烯ESD編程軟件是Tristation 1131,利用1131可進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài),系統(tǒng)診斷及應(yīng)用軟件編制.此軟件在Windows NT操作系統(tǒng)下運(yùn)行,它有3種編程語言:功能塊圖,梯形圖,結(jié)構(gòu)語言.其中功能塊圖直接,易讀.1131除自身帶有大量常用的功能塊外,還允許用戶根據(jù)需要編制功能塊,方便重復(fù)使用.在乙烯裝置中是利用功能塊圖進(jìn)行編程,SYS1和SYS2的應(yīng)用程序分別為Program1.PT2和Program2.PT2.在Program1.PT2中編寫了2oo3表決功能塊,模擬量輸入處理,偏差報(bào)警等功能塊,并輸出至用戶功能庫ETHYLENE.LT2,在Program2.PT2中調(diào)用.在兩個(gè)程序中均設(shè)3個(gè)SOE塊,所有DI點(diǎn)和內(nèi)存點(diǎn)都可用SOE記錄下來,方便故障分析.Program1.PT2和Program2.PT2的掃描時(shí)間分別為90ms,120ms.
3. 現(xiàn)場(chǎng)儀表部分的ESD實(shí)現(xiàn)
(1)根據(jù)TEC的要求,SIL3級(jí)的聯(lián)鎖切斷閥采用調(diào)節(jié)閥與切斷閥合二為一的方法,ESD的控制信號(hào)控制電磁閥的動(dòng)作,DCS控制閥門的開度.閥門定位器采用具有位置檢測(cè)功能的Fisher DVC6000系列,閥位信號(hào)通過Moore公司的SPART檢測(cè)出來.SPART是一種Hart信號(hào)檢測(cè)器,它從智能閥門定位器中讀出HART信號(hào),然后轉(zhuǎn)換為4～20mA標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)輸出到DCS顯示;DCS系統(tǒng)再將此信號(hào)與該點(diǎn)的OP(輸出信號(hào))比較,當(dāng)偏差大于*1%時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。
(2)電磁閥工作電壓選用24V DC,為避免電纜的壓降造成電磁閥出現(xiàn)工作電壓過低的情況,現(xiàn)場(chǎng)電磁閥采用ASCO公司低功耗型.此種電磁閥功耗僅為1.4W,適合遠(yuǎn)距離使用.所有電磁閥均采用單控型,正常情況下得電勵(lì)磁,故障時(shí)失電動(dòng)作.
(3)在ASCO電磁閥和Fisher智能定位器相配合使用時(shí),應(yīng)注意電磁閥的CV(流通能力)值必須大于0.49,否則閥門定位器會(huì)引起振蕩,從而使調(diào)節(jié)閥振蕩.
(4)用壓力變送器代替壓力開關(guān),有利于信號(hào)在DCS上顯示,同時(shí)防止壓力開關(guān)出現(xiàn)動(dòng)作不靈的弊病.
4. ESD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
(1)SIL3級(jí)聯(lián)鎖輸出控制電磁閥的信號(hào)線上不加隔離繼電器,有利于回路進(jìn)行StAck On檢測(cè);
(2)非SIL3級(jí)聯(lián)鎖回路及其他與電氣配電室相關(guān)的用于機(jī)泵開/?？刂频男盘?hào)用中間繼電器隔離,其勵(lì)磁方式設(shè)計(jì)成故障安全型;
(3)輸出模塊設(shè)置成故障安全型,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)輸出保持原值不動(dòng);
(4)為盡量降低系統(tǒng)的故障率,采用MTL5073溫度變送器型安全柵,將溫度信號(hào)變換為4～20mA信號(hào),既滿足本質(zhì)安全控制的要求,又實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換.
四 ESD系統(tǒng)需考慮的問題
乙烯擴(kuò)建裝置建成投產(chǎn)以來,ESD系統(tǒng)運(yùn)行十分穩(wěn)定.分離塔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了SIS控制,裝置的安全可靠性得到大大提高;但發(fā)生停車的概率提高了,停車的面積也擴(kuò)大了,這也就降低了系統(tǒng)的可用性,這是一對(duì)矛盾.在專利商的要求下,SIS系統(tǒng)已經(jīng)投用,由于此種技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬首次使用,如何處理好可靠性與可用性之間的關(guān)系,還要作深入的探討,研究.其中存在的問題歸納起來有以下幾點(diǎn):
(1)在老區(qū)CW(循環(huán)水)故障時(shí),有無必要停新區(qū) 在新區(qū)CW故障時(shí),有無必要停老區(qū) 從布局和結(jié)構(gòu)上考慮老區(qū)和新區(qū)是相對(duì)獨(dú)立的,能否實(shí)現(xiàn)互不影響
(2)在CW故障時(shí),原料泵是否有必要全停 若原料泵實(shí)現(xiàn)人工停,是否有時(shí)間 是否會(huì)造成危害 這值得探討;
(3)B閥自動(dòng)關(guān)閉后,閉鎖的時(shí)間多長(zhǎng)為合適以上幾點(diǎn)必須在生產(chǎn)過程中摸索,總結(jié),以使裝置的安全可靠性和可用性都達(dá)到最合理的水平,實(shí)現(xiàn)裝置運(yùn)行的最優(yōu)化.
五 結(jié)語
乙烯裝置ESD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程,從專業(yè)上來看牽涉到工藝,電氣,儀表,設(shè)備等專業(yè),從設(shè)計(jì)上來看牽涉到外商,國(guó)內(nèi)的多家設(shè)計(jì)院,從設(shè)備上來看牽涉到國(guó)內(nèi)外多家供應(yīng)商,各家單位必須遵循的最主要原則就是要建立統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),使用有成熟經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品,確保系統(tǒng)安全可靠;在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要充分吸取以往工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),結(jié)合工藝特點(diǎn),并將此深刻地融化到設(shè)計(jì)中去,對(duì)于SIS系統(tǒng)的使用狀況還要在投用后進(jìn)行及時(shí)完善.
650kt/a乙烯擴(kuò)建裝置ESD系統(tǒng)由兩個(gè)層次的方式構(gòu)成:裂解爐區(qū),壓縮區(qū),急冷區(qū)和公用工程區(qū)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)控制;冷區(qū)和熱區(qū)的塔系統(tǒng)控制除要求實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制外,還要求實(shí)現(xiàn)SIS(Safety Instrumented System)控制,以確保裝置在發(fā)生電力,循環(huán)水裝置或儀表系統(tǒng)等公共故障時(shí)火炬的排放量得到有效控制.原400kt/a乙烯裝置采用的是Honeywell公司的LM(邏輯管理器)系統(tǒng)對(duì)裝置進(jìn)行聯(lián)鎖控制,因本輪改造經(jīng)費(fèi)所限該部分沒有改為安全性更好的ESD系統(tǒng).
一 乙烯ESD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
1. 系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)原則
(1)為確保裝置安全,穩(wěn)定,可靠地運(yùn)行,提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度,在擴(kuò)建的新區(qū)設(shè)計(jì)中采用兩套ESD系統(tǒng)分別控制兩個(gè)重要的區(qū)域,一套用于控制裂解爐區(qū),急冷區(qū),壓縮區(qū),加氫區(qū)和公用工程區(qū),另一套用于冷區(qū)和熱區(qū).
(2)中央控制室(CCR)在原有控制室內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)容,DCS在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容,US操作站與原系統(tǒng)保持統(tǒng)一.ESD系統(tǒng)主機(jī)安裝在新機(jī)柜(NRR)間,裝在DCS輔操臺(tái)上的按鈕,開關(guān),報(bào)警燈的控制采用遠(yuǎn)程控制站(RXM)控制,遠(yuǎn)程控制站設(shè)在CCR,CCR和NRR之間的通信由三冗余的光纜構(gòu)成.
(3)為提高程序的掃描速率,ESD系統(tǒng)內(nèi)部未設(shè)計(jì)第一事故報(bào)警程序,區(qū)分第一事故的設(shè)備選用美國(guó)Ronan公司的分體式報(bào)警器,報(bào)警器的燈屏部分安裝在輔助操作臺(tái)上,作為操作人員的一種人機(jī)界面,控制部分安裝在機(jī)柜間.
(4)本著安全高于控制的原則,所有關(guān)鍵聯(lián)鎖檢測(cè)點(diǎn)采用先進(jìn)ESD系統(tǒng),再通過SMM(安全管理器模件)與DCS中的UCN(萬能控制網(wǎng)絡(luò))通信,實(shí)現(xiàn)在US(通用操作站)上的數(shù)據(jù)顯示.
(5)新區(qū)和老區(qū)分別設(shè)計(jì)SOE(事故順序記錄儀)站,兩套ESD系統(tǒng)共設(shè)有4個(gè)SOE站,各站間用以太網(wǎng)(Enternet)相連.
(6)重要的I/O點(diǎn)全部選用熱備冗余方式,輸入卡全部選用光電隔離型,非SIL(Safety Interity Level)級(jí)的輸出卡選用繼電器隔離或光電隔離型,避免現(xiàn)場(chǎng)干擾
信號(hào)的影響.
(7)交流電源采用雙路方式供給電源模件,一路電源經(jīng)UPS(不間斷電源)供給ESD電源主模件,另一路市電電源供給ESD備用電源模件. 24V DC電源因其容量很大,分兩部分供給,一部分供給現(xiàn)場(chǎng)儀表和繼電器報(bào)警燈屏以及按鈕開關(guān)的工作電源,采用美國(guó)Acopian公司的冗余電源供給;另一部分供給現(xiàn)場(chǎng)電磁閥工作的電源,由配電所的直流電源裝置供給. 控制電磁閥的電源總線要選用鎧裝電纜,額定功率不能超出其總功率的50%,以避免電纜故障而造成大面積停車,在乙烯老區(qū)曾發(fā)生過因聯(lián)鎖電源電纜漏電而導(dǎo)致裂解爐全線停車的事故.
2. 現(xiàn)場(chǎng)儀表的設(shè)計(jì)原則
(1)SIS控制部分采用了SIL3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SIL為美國(guó)ISA-S84.01標(biāo)準(zhǔn)要求的安全等級(jí)),SIL3級(jí)ESD部分的檢測(cè)儀表一律采用2oo3(3選2表決)的方式檢測(cè).如塔壓和循環(huán)水的測(cè)量都采用3臺(tái)變送器同時(shí)測(cè)量,電網(wǎng)電壓采用3個(gè)電壓檢測(cè)器同時(shí)測(cè)量,壓縮機(jī)軸位移采用3個(gè)探頭和趨近器同時(shí)監(jiān)測(cè)等.3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的信號(hào)分別送入3個(gè)不同的三重化輸入模塊(TMR),由主處理器執(zhí)行3選2表決運(yùn)算.
(2)控制裂解爐,透平泵的聯(lián)鎖和其他一些常規(guī)聯(lián)鎖則采用單臺(tái)檢測(cè)儀表,信號(hào)被送入TMR型輸入模塊.
(3)SIL3級(jí)緊急停車部分用于控制切斷閥門的電磁閥一律采用2個(gè)串聯(lián)方式設(shè)置,以防止某一個(gè)電磁閥失效而造成聯(lián)鎖動(dòng)作失效;切斷閥上應(yīng)設(shè)置閥位變送器,將閥位的準(zhǔn)確狀態(tài)及時(shí)反饋給控制室.
(4)輸入ESD的測(cè)量?jī)x表均獨(dú)立設(shè)置,不與控制回路合用,無需分配器分配.
(5)所有重要的切斷閥要求獨(dú)立設(shè)置,切斷閥均采用密封等級(jí)高的球閥,閥位開關(guān)信號(hào)由限位開關(guān)發(fā)出并傳送入DCS指示.
(6)對(duì)于塔系統(tǒng)控制加熱源的切斷閥,根據(jù)TEC(日本東洋工程公司)的計(jì)算采用調(diào)節(jié)閥與切斷閥合一的方法,如圖1所示方案1.此方案要求閥的密封等級(jí)在5級(jí)(Class 5)以上,采用上述設(shè)計(jì)經(jīng)過TEC計(jì)算,符合SIL3級(jí)要求.而如果采用方案2,將調(diào)節(jié)閥和切斷閥分開設(shè)置,不加閥位變送器,則只能達(dá)到SIL1級(jí)標(biāo)準(zhǔn),故方案2不予采用.TMR表示ESD系統(tǒng)內(nèi)三重化輸出模塊,其輸出信號(hào)與電磁閥相接,控制電磁閥的動(dòng)作;與電磁閥相連的帶有雙斜線的管線是控制閥門動(dòng)作的氣源管線.
二 ESD系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)
1. 基本結(jié)構(gòu)
根據(jù)乙烯工藝SIL3級(jí)的要求,選用的ESD系統(tǒng)必須具有TüV的AK6級(jí)認(rèn)證(TüV認(rèn)證是德國(guó)萊茵技術(shù)認(rèn)證機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)專門對(duì)電子產(chǎn)品的安全性進(jìn)行認(rèn)證,對(duì)安全型控制系統(tǒng)的認(rèn)證具有最高權(quán)威性,TüV的AK6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于IEC和ISA安全標(biāo)準(zhǔn)的3級(jí)).經(jīng)過技術(shù)交流和商務(wù)投標(biāo),最后美國(guó)Triconex公司的TRICON系統(tǒng)中標(biāo).該公司是較早生產(chǎn)ESD的專業(yè)公司,主要生產(chǎn)表決型安全系統(tǒng),該系統(tǒng)中所有軟硬件都通過了TüV的AK6級(jí)認(rèn)證. TRICON系統(tǒng)是一套從主處理器到輸入,輸出模件完全三重化的容錯(cuò)控制系
統(tǒng)。
每個(gè)I/O模件內(nèi)有3個(gè)獨(dú)立的分電路.輸入模件的每個(gè)分電路讀入過程數(shù)據(jù)
并將此信息送至各主處理器.3個(gè)主處理器可利用其專有的高速三重化總線
(TRIBus)進(jìn)行相互間的通信.每掃描一次,3個(gè)主處理器通過三重化總線與其相
鄰兩個(gè)主處理器進(jìn)行通信,達(dá)到同步;同時(shí)三重化總線可對(duì)數(shù)字輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行表
決,對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,并將模擬輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制并送到每個(gè)處理器,主處
理器執(zhí)行各種控制算法,并將運(yùn)算輸出值送到各輸出模件.除表決輸入數(shù)據(jù)外,
TRICON還表決輸出數(shù)據(jù).輸出數(shù)據(jù)的表決是在輸出模件中完成的,這樣可使其
盡可能與現(xiàn)場(chǎng)靠近,并對(duì)三總線表決與驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的最終輸出間可能發(fā)生的任何錯(cuò)
誤進(jìn)行檢測(cè)和補(bǔ)償.系統(tǒng)對(duì)每個(gè)I/O模件都有熱備模件支持,在操作中如工作模
件發(fā)生故障,能立即投入控制.熱備模件還可起到在線修復(fù)系統(tǒng)的作用.
2. 主處理器的組成和硬件性能
(1)主處理器結(jié)構(gòu)
(2)主處理器性能
TRICON系統(tǒng)有3個(gè)主處理器(MP),用來控制系統(tǒng)的3個(gè)隔離的分電路,主
處理器(3006)內(nèi)含一個(gè)主CPU,一個(gè)通信CPU,一個(gè)I/O通信CPU。
每個(gè)MP內(nèi)有一個(gè)專用的I/O通信(IOP),管理MP和I/O模件間的數(shù)據(jù)交換;
另一個(gè)通信CPU(IOC)管理MP和通信模件間的數(shù)據(jù)交換.在每個(gè)輸入模件采集
數(shù)據(jù)的同時(shí),新的輸入數(shù)據(jù)通過I/O總線相應(yīng)分電路傳送到MP,存入輸入表,
通過專用TRIBus傳送到相鄰主處理器中,在傳送的同時(shí)進(jìn)行硬件表決出一個(gè)正
確的輸入值作為MP的輸入,送到應(yīng)用程序中(DI點(diǎn)采取三取二的方式,AI點(diǎn)采
取取中值的方式).CPU記錄下識(shí)別到的錯(cuò)誤,在掃描的末期用容錯(cuò)程序進(jìn)行錯(cuò)
誤分析以判斷是否為卡件故障.
(3)電源,通信總線及性能
卡件電源由位于機(jī)架最左邊的冗余電源模塊通過機(jī)架背面的冗余電
源Bus供應(yīng).機(jī)架背面共有3種總線:TRIBus,I/O Bus,通信Bus,此3種總線
的性能如表2所示.TRIBus同一個(gè)機(jī)架MP與I/O卡和通信卡件間的通信通過背
板上的三重化總線完成,不同機(jī)架間的數(shù)據(jù)交換通過機(jī)架左上角的三重化I/O電
纜完成.
3. 通信卡件及I/O卡件的性能特點(diǎn)
因乙烯裝置ESD系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)6000多點(diǎn),應(yīng)用的卡件種類較多,下面
作具體介紹.
(1)DI卡(3503E,3564)
TRICON V9系統(tǒng)有兩種DI卡:TMR(三重冗余)卡和單點(diǎn)卡.
3503E為TMR卡,有3個(gè)輸入分電路,分別處理輸入到模件上的全部數(shù)據(jù),
各路之間完全隔離,并在TRICON系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)全部采用光電隔離.3503E DI 卡
完全不間斷地診斷每個(gè)分電路,如發(fā)現(xiàn)任何故障即點(diǎn)亮卡上的FAULT,同時(shí)將本
機(jī)架和主機(jī)架電源模塊上的FAULT燈點(diǎn)亮.FAULT燈亮只說明某一個(gè)分電路有
故障,并不說明模件失效,模件的容錯(cuò)功能使之能帶著某種故障繼續(xù)正常工作.
3503E能夠自測(cè)試STACK ON(ON粘住測(cè)試),即在輸入回路中將一個(gè)開
關(guān)閉合,通過光電隔離回路讀入一個(gè)OFF值.測(cè)試時(shí),卡件內(nèi)置的微處理器讀入
OFF值前的最后數(shù)據(jù)值在通信處理器中保持.
3564為單點(diǎn)卡,它只有一個(gè)輸入電路,輸入到模件中的數(shù)據(jù)分成3路分別送
入3個(gè)MP中,具有STACK ON及STACK OFF的檢測(cè)功能,如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,
在500ms后將輸入數(shù)據(jù)置為安全狀態(tài),由于TRICON是設(shè)計(jì)成故障安全型,安全
狀態(tài)為OFF.
(2)DO卡(3664,3604E,3636R)
所有DO卡均有3路完全隔離的輸出分電路,3604E及3636R利用具有
TRICON專利的四方表決器進(jìn)行表決.3664雙通道輸出卡在兩個(gè)輸出間進(jìn)行表決,
如一致輸出結(jié)果至現(xiàn)場(chǎng),不一致則輸出安全狀態(tài)為OFF.
所有輸出卡具有OVD(Output Voter Diagnostic)檢測(cè)功能,即DO卡定期發(fā)出
一個(gè)反狀態(tài)信號(hào)以檢測(cè)輸出分電路是否故障,時(shí)間保證在2ms內(nèi),一般為500ms,
不會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)控制.
所有輸出卡均具有STACK ON及STACK OFF功能,如發(fā)現(xiàn)STACK
OFF故障,由于是故障安全型設(shè)計(jì),DO卡輸出保持故障狀態(tài),熱備卡不切換.
3636R為繼電器型輸出卡.
(3)通信卡(4329,4409)
NCM(網(wǎng)絡(luò)通信模件)網(wǎng)卡(4329)支持的通信協(xié)議如表3所示.
SMM卡(4409)是專門針對(duì)Honeywell TDC 3000而設(shè)計(jì),使TRCION系統(tǒng)作
為UCN網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子站與DCS系統(tǒng)進(jìn)行通信.功能如下:
(a)傳送所有I/O點(diǎn)至DCS;
(b)將所有TRICON系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)傳送至DCS;
(c)與DCS進(jìn)行所有Alias的讀/寫;
(d)在DCS上對(duì)TRICON系統(tǒng)進(jìn)行診斷;
(e)在TDC-3000上對(duì)TRICON系統(tǒng)進(jìn)行寫保護(hù);
(f)與DCS時(shí)間同步;
(g)在DCS上作SOE ;
(h)可作熱備通信.
(4)遠(yuǎn)程機(jī)架通信卡(RXM)
在同一個(gè)TRICON系統(tǒng)中,如果相鄰兩個(gè)機(jī)架距離太遠(yuǎn)時(shí),可利用三重化遠(yuǎn)程機(jī)架通信卡進(jìn)行通信.
(5)TRICON V9系統(tǒng)容量
TRICON V9系統(tǒng)由一個(gè)主機(jī)架和最多14個(gè)擴(kuò)展機(jī)架或14個(gè)遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架組成.最大系統(tǒng)是15個(gè)機(jī)架,可支持總數(shù)為118個(gè)I/O模件(控制點(diǎn)總數(shù)由各模件型號(hào)決定);并可通過通信卡與上位操作站,Modbus主機(jī),Foxboro與Honeywell的DCS等設(shè)備通信. TRICON V9系統(tǒng)還具有在線修改程序的功能,在修改過程中能保證系統(tǒng)控制不間斷,并具有I/O點(diǎn)的強(qiáng)制功能,能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)改變變量值.
三 系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1. 系統(tǒng)配置
乙烯裝置的控制區(qū)域有裂解爐區(qū),急冷區(qū),壓縮區(qū),熱區(qū),冷區(qū),汽油加氫區(qū),包含設(shè)備有4臺(tái)100kt/a裂解爐,壓縮機(jī),反應(yīng)器,精餾塔等,接入ESD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型有DI,DO,AI.由于I/O點(diǎn)眾多,數(shù)據(jù)類型復(fù)雜,為確保系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)算速度,設(shè)計(jì)上應(yīng)用兩套TRICON V9系統(tǒng)構(gòu)成整個(gè)裝置的ESD控制.考慮到控制機(jī)柜間和中央控制室距離比較遠(yuǎn)(相距800m),如將所有的操作開關(guān)及燈屏信號(hào)用信號(hào)電纜接入控制室,勢(shì)必增大投資費(fèi)用,為此充分利用了TRICON V9系統(tǒng)的遠(yuǎn)程擴(kuò)展功能,將在中央控制室的操作信號(hào)接入遠(yuǎn)程機(jī)架,再利用光纖將其與在遠(yuǎn)方的主機(jī)架連接,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信.因?yàn)檫h(yuǎn)程機(jī)架的連接也是三重化的,并且每個(gè)機(jī)架都采用了雙路光纖進(jìn)行通信,所以保證了信號(hào)的可靠性,并大大縮短了施工時(shí)間.另外,整個(gè)ESD大部分槽位都有熱備卡,這樣,可確保系統(tǒng)的可靠性。
除以上用于I/O點(diǎn)處理的卡件外,每個(gè)系統(tǒng)另配有一塊SMM卡和NCM卡.通過Hub將SYS1,SYS2,工程師站,SOE站組成一個(gè)小型以太網(wǎng)絡(luò)用于系統(tǒng)的維護(hù)和狀態(tài)監(jiān)測(cè),SYS1,SYS2分別設(shè)為NODE1和NODE2,TCP/IP地址分別為192.168.1.1和192.168.1.2. 通過SMM卡使ESD系統(tǒng)與DCS通信,DCS系統(tǒng)把ESD作為VCN網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備,SMM的通信速率達(dá)10Mb/s,是TRICON系統(tǒng)中3種通信方式中通信速度最快,通信容量最大的一種,設(shè)置的站號(hào)分別為41,43,用戶可方便地在DCS操作站上檢查各個(gè)I/O點(diǎn)狀態(tài)以及TRICON系統(tǒng)卡件的狀態(tài),以提高操作的穩(wěn)定性,有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障.
2. 軟件編制
乙烯ESD編程軟件是Tristation 1131,利用1131可進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài),系統(tǒng)診斷及應(yīng)用軟件編制.此軟件在Windows NT操作系統(tǒng)下運(yùn)行,它有3種編程語言:功能塊圖,梯形圖,結(jié)構(gòu)語言.其中功能塊圖直接,易讀.1131除自身帶有大量常用的功能塊外,還允許用戶根據(jù)需要編制功能塊,方便重復(fù)使用.在乙烯裝置中是利用功能塊圖進(jìn)行編程,SYS1和SYS2的應(yīng)用程序分別為Program1.PT2和Program2.PT2.在Program1.PT2中編寫了2oo3表決功能塊,模擬量輸入處理,偏差報(bào)警等功能塊,并輸出至用戶功能庫ETHYLENE.LT2,在Program2.PT2中調(diào)用.在兩個(gè)程序中均設(shè)3個(gè)SOE塊,所有DI點(diǎn)和內(nèi)存點(diǎn)都可用SOE記錄下來,方便故障分析.Program1.PT2和Program2.PT2的掃描時(shí)間分別為90ms,120ms.
3. 現(xiàn)場(chǎng)儀表部分的ESD實(shí)現(xiàn)
(1)根據(jù)TEC的要求,SIL3級(jí)的聯(lián)鎖切斷閥采用調(diào)節(jié)閥與切斷閥合二為一的方法,ESD的控制信號(hào)控制電磁閥的動(dòng)作,DCS控制閥門的開度.閥門定位器采用具有位置檢測(cè)功能的Fisher DVC6000系列,閥位信號(hào)通過Moore公司的SPART檢測(cè)出來.SPART是一種Hart信號(hào)檢測(cè)器,它從智能閥門定位器中讀出HART信號(hào),然后轉(zhuǎn)換為4～20mA標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)輸出到DCS顯示;DCS系統(tǒng)再將此信號(hào)與該點(diǎn)的OP(輸出信號(hào))比較,當(dāng)偏差大于*1%時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。
(2)電磁閥工作電壓選用24V DC,為避免電纜的壓降造成電磁閥出現(xiàn)工作電壓過低的情況,現(xiàn)場(chǎng)電磁閥采用ASCO公司低功耗型.此種電磁閥功耗僅為1.4W,適合遠(yuǎn)距離使用.所有電磁閥均采用單控型,正常情況下得電勵(lì)磁,故障時(shí)失電動(dòng)作.
(3)在ASCO電磁閥和Fisher智能定位器相配合使用時(shí),應(yīng)注意電磁閥的CV(流通能力)值必須大于0.49,否則閥門定位器會(huì)引起振蕩,從而使調(diào)節(jié)閥振蕩.
(4)用壓力變送器代替壓力開關(guān),有利于信號(hào)在DCS上顯示,同時(shí)防止壓力開關(guān)出現(xiàn)動(dòng)作不靈的弊病.
4. ESD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
(1)SIL3級(jí)聯(lián)鎖輸出控制電磁閥的信號(hào)線上不加隔離繼電器,有利于回路進(jìn)行StAck On檢測(cè);
(2)非SIL3級(jí)聯(lián)鎖回路及其他與電氣配電室相關(guān)的用于機(jī)泵開/?？刂频男盘?hào)用中間繼電器隔離,其勵(lì)磁方式設(shè)計(jì)成故障安全型;
(3)輸出模塊設(shè)置成故障安全型,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)輸出保持原值不動(dòng);
(4)為盡量降低系統(tǒng)的故障率,采用MTL5073溫度變送器型安全柵,將溫度信號(hào)變換為4～20mA信號(hào),既滿足本質(zhì)安全控制的要求,又實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換.
四 ESD系統(tǒng)需考慮的問題
乙烯擴(kuò)建裝置建成投產(chǎn)以來,ESD系統(tǒng)運(yùn)行十分穩(wěn)定.分離塔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了SIS控制,裝置的安全可靠性得到大大提高;但發(fā)生停車的概率提高了,停車的面積也擴(kuò)大了,這也就降低了系統(tǒng)的可用性,這是一對(duì)矛盾.在專利商的要求下,SIS系統(tǒng)已經(jīng)投用,由于此種技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬首次使用,如何處理好可靠性與可用性之間的關(guān)系,還要作深入的探討,研究.其中存在的問題歸納起來有以下幾點(diǎn):
(1)在老區(qū)CW(循環(huán)水)故障時(shí),有無必要停新區(qū) 在新區(qū)CW故障時(shí),有無必要停老區(qū) 從布局和結(jié)構(gòu)上考慮老區(qū)和新區(qū)是相對(duì)獨(dú)立的,能否實(shí)現(xiàn)互不影響
(2)在CW故障時(shí),原料泵是否有必要全停 若原料泵實(shí)現(xiàn)人工停,是否有時(shí)間 是否會(huì)造成危害 這值得探討;
(3)B閥自動(dòng)關(guān)閉后,閉鎖的時(shí)間多長(zhǎng)為合適以上幾點(diǎn)必須在生產(chǎn)過程中摸索,總結(jié),以使裝置的安全可靠性和可用性都達(dá)到最合理的水平,實(shí)現(xiàn)裝置運(yùn)行的最優(yōu)化.
五 結(jié)語
乙烯裝置ESD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程,從專業(yè)上來看牽涉到工藝,電氣,儀表,設(shè)備等專業(yè),從設(shè)計(jì)上來看牽涉到外商,國(guó)內(nèi)的多家設(shè)計(jì)院,從設(shè)備上來看牽涉到國(guó)內(nèi)外多家供應(yīng)商,各家單位必須遵循的最主要原則就是要建立統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),使用有成熟經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品,確保系統(tǒng)安全可靠;在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要充分吸取以往工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),結(jié)合工藝特點(diǎn),并將此深刻地融化到設(shè)計(jì)中去,對(duì)于SIS系統(tǒng)的使用狀況還要在投用后進(jìn)行及時(shí)完善.
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