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自動(dòng)化技術(shù) 石化行業(yè)的安全保障
 2011/7/12 14:58:52 來(lái)源:自動(dòng)化博覽 

  福建煉油乙烯一體化項(xiàng)目位于中國(guó)東南沿海的福建省泉州市泉港區(qū),總占地面積約480公頃。它是目前我國(guó)第一個(gè)煉油、化工和成品油營(yíng)銷全面一體化的中外合資項(xiàng)目,也是至今為止一次性整體規(guī)劃、一次性設(shè)計(jì)、一次性施工建設(shè)、一次性投產(chǎn)成功、實(shí)施投資最大的煉油乙烯一體化項(xiàng)目,創(chuàng)新地采用了集成自動(dòng)化系統(tǒng)和MICC項(xiàng)目執(zhí)行策略。

  北京康吉森作為MICC的重要組成成員,參與了項(xiàng)目集成自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),承擔(dān)了項(xiàng)目ITCC/SIS/FGS安全與關(guān)鍵系統(tǒng)一體化工程,與其它單位一起實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工程項(xiàng)目MICC的順利完成, 取得了良好的應(yīng)用效果和工程效益。ITCC/SIS/FGS是項(xiàng)目MICC中重要的組成部分之一,承擔(dān)了項(xiàng)目所有裝置的安全控制和所有大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備的控制任務(wù)。ITCC/SIS/FGS安全與關(guān)鍵系統(tǒng)全廠一體化的成功實(shí)現(xiàn)為項(xiàng)目各裝置順利開(kāi)車提供了安全保證,為一體化項(xiàng)目管理提供了系統(tǒng)平臺(tái),為實(shí)現(xiàn)不同工藝、不同裝置、不同設(shè)備、不同EPC條件下實(shí)現(xiàn)ITCC/SIS/FGS安全與關(guān)鍵系統(tǒng)全廠一體化提供了典范。

  三大系統(tǒng) 關(guān)鍵保障

  參考國(guó)外石油化工智能化生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),借鑒國(guó)內(nèi)外著名石油化工企業(yè)(如BP-Amoco、Exxon-Mobil、Shell Oil、上海賽科乙烯、南海殼牌乙烯、揚(yáng)巴一體化乙烯等)的全廠智能化總體解決方案和實(shí)際應(yīng)用情況,福建煉油乙烯一體化項(xiàng)目的全廠智能化總體解決方案采用自動(dòng)控制和信息管理系統(tǒng)集成的“管控一體化”方案。整個(gè)系統(tǒng)分為三層,即生產(chǎn)操作控制層(PCS)、生產(chǎn)運(yùn)行管理層(MES)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理層(ERP)。

  以過(guò)程控制系統(tǒng)(PCS)為代表的生產(chǎn)操作控制層,又稱為基礎(chǔ)自動(dòng)化層。主要包括:分散控制系統(tǒng)/現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(DCS/FCS)、安全儀表系統(tǒng)(SIS)、火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)(FGS)、儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)(MAS)、壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)(CCS)、大型機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(MMS)、設(shè)備包控制系統(tǒng)(PLC)、在線分析儀系統(tǒng)(PAS)、儀表設(shè)備管理系統(tǒng)(AMS)、操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(OTS)、過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(PCCS)(實(shí)施先進(jìn)控制APC和實(shí)時(shí)優(yōu)化RTO等)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(RTDB)等系統(tǒng),其核心是DCS/FCS系統(tǒng)。

  生產(chǎn)操作控制層能實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)操作、原料及產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)、公用工程和產(chǎn)品質(zhì)量等全過(guò)程。并且使生產(chǎn)操作安全、可靠、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期及滿負(fù)荷運(yùn)行。

  安全儀表系統(tǒng)(SIS)

  根據(jù)各工藝裝置不同的特點(diǎn),裝置重要的聯(lián)鎖保護(hù)、緊急停車系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)都設(shè)置成自動(dòng)聯(lián)鎖,統(tǒng)一采用安全儀表系統(tǒng)(SIS)

  根據(jù)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)規(guī)范,SIS設(shè)置獨(dú)立的控制器,以確保人員及生產(chǎn)裝置、重要機(jī)組和關(guān)鍵設(shè)備的安全。SIS按事故安全型設(shè)置,采用雙重或三重冗余、容錯(cuò)系統(tǒng)。

  自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)分為兩部分:裝置聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)和機(jī)組設(shè)備的聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。原則上在同一設(shè)置內(nèi),設(shè)一套SIS系統(tǒng)。我們建議全公司采用同一型號(hào)的SIS系統(tǒng),以減少今后的維護(hù)工作量和維護(hù)成本。

  為了盡可能避免聯(lián)鎖事故的發(fā)生,設(shè)置予報(bào)警、報(bào)警信息,按程度分為3種優(yōu)先級(jí)別,并配3種不同音調(diào)加以區(qū)分。

  與DCS/FCS的設(shè)計(jì)方式相同,將SIS控制器或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架安裝在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室內(nèi),通過(guò)光纜接入中央控制室(CCR)操作站。根據(jù)需要在較遠(yuǎn)的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室適當(dāng)設(shè)置輔助操作臺(tái),用于就地監(jiān)控、機(jī)組試車和裝置開(kāi)停工時(shí)使用。

  保證自控系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要安全技術(shù)措施如下:

 ?。?)現(xiàn)場(chǎng)儀表及控制系統(tǒng)均選用先進(jìn)可靠的產(chǎn)品。DCS控制器、電源單元、通信網(wǎng)絡(luò)、控制類I/O卡等都采用冗余配置;

 ?。?)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)及機(jī)組控制系統(tǒng)采用三重化或雙重化的冗余、容錯(cuò)系統(tǒng)重要的聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測(cè)元件或輸入信號(hào)按冗余方式設(shè)置。SIS檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)按事故安全型設(shè)置,即SIS故障或一旦能源中斷,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最終位置應(yīng)能確保工藝過(guò)程和設(shè)備處于安全狀態(tài);

 ?。?)SIS設(shè)置事件序列記錄站,用于記錄設(shè)備狀態(tài)和連鎖事件,以便事故原因的追溯;

 ?。?)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的冗余的UPS電源,其供電安全、接地保護(hù)等問(wèn)題在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視;

 ?。?)操作站與機(jī)柜采用冗余的通訊電纜或電纜連接,室外光纜通過(guò)不同的路徑敷設(shè),以確保通信的安全;

 ?。?)為減少局域網(wǎng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的干擾,建設(shè)公司控制網(wǎng)絡(luò),獨(dú)立于公司的管理信息網(wǎng)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)物理隔離設(shè)備(與防火墻不同。防火墻在受攻擊成功后使兩網(wǎng)暢通,物理隔離設(shè)備在受攻擊成功后使兩網(wǎng)隔離)與管理信息網(wǎng)連接。決不允許在兩網(wǎng)信息互交時(shí),因病毒、黑客或用戶通過(guò)管理信息網(wǎng)侵害控制網(wǎng),提高控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性,保證生產(chǎn)控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行;

 ?。?)FREP現(xiàn)場(chǎng)處于高雷區(qū),對(duì)DCS/FCS、SIS、FGS、CCS/ITCC、PLC等主要系統(tǒng)需充分考慮防雷措施,確保過(guò)程控制系統(tǒng)及儀表安全。

  安全儀表系統(tǒng)(SIS)安裝在中央控制室(CCR)和現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)柜室(FAR)里。安全儀表系統(tǒng)(SIS)的設(shè)計(jì)必須滿足根據(jù)IEC61508/IEC61511所定義的安全度等級(jí)(SIL)。

  安全儀表系統(tǒng)(SIS)獨(dú)立于DCS系統(tǒng)和其它子系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置,采用故障安全型設(shè)計(jì),確保裝置的安全性和可靠性。

  安全儀表系統(tǒng)(SIS)采用經(jīng)TUV/IEC安全認(rèn)證的三重化(TMR)可編程序控制器(PLC)完成各工藝裝置的緊急停車和緊急泄壓。SIS應(yīng)具有SOE功能。

  緊急停車信號(hào)通過(guò)冗余MODBUS-RTU通信接口連接到DCS。所有的過(guò)程報(bào)警、旁路、復(fù)位等信號(hào)能在DCS操作站上顯示。

  火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)(FGS)

  火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱FGS)包括各工藝裝置、公用工程、油品儲(chǔ)運(yùn)的可燃?xì)怏w、有毒氣體和火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng),以及建筑物的火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)。FGS系統(tǒng)與過(guò)程和設(shè)備的安全儀表系統(tǒng)(SIS)相獨(dú)立。