专家谈|石油化工装置的自控安全设计

彦彦化工 2024-10-09 10:42:54

本文内容来自:中石油华东设计院有限公司北京分公司副总工程师赖文川先生,于“2024年第三届环京(京津冀)化工企业自动化智能化与安全改造应用技术交流”上发表的报告。

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一、石化装置改建工程适用标准规范原则

1.改建工程的定义

改建工程项目,指为了提高生产运行效率、 提高产品质量,对原有的设备、设施、工程 进行改造的项目,包括不增加生产运行规模的辅助设施建设。

2.改建工程的适用标准规范原则

举例1:SH/T 3082-2019 石油化工仪表供电设计规范

范围:本规范规定了石油化工仪表电源的供电范围、负荷等级、电源质量、配 置方案、供电系统设计、供电器材选择及电源系统配线的设计原则和基 本要求。

本规范适用于石油化工和以煤为原料制取油品及化工产品的企业新建、 扩建和改建工程中仪表及控制系统供电系统的工程设计。

举例2:GB/T 50779-2022 石油化工建筑物抗爆设计标准

1 总 则

1.0.1 为统一石油化工建筑物的抗爆设计,做到安全可靠、技术先进、

经济合理,制定本标准。

1.0.2 本标准适用于新建、扩建、改建的石油化工建筑物抗爆设计。

1.0.3 石油化工建筑物抗爆设计除应符合本标准的规定外.尚应符合国家现行有关标准的规定。

结论:石油化工和煤化工企业无论是新建、扩建还是改建工程的工程设计都应该遵循相关的设计规范。

二、石化装置的自控安全设计

我国安全生产的方针是“安全第一,预防为主,综合治理”要做到预防为主,就必须从设计入手,设计关是 安全生产的源头。工程设计师,应该时时心怀敬畏,注重设计中的各 项安全技术措施,提高石化装置的本质安全度。

1.安全供电

大型石化装置控制系统(DCS,SIS,GDS等)采用双路独立 UPS供电

机组/撬装现场随机控制系统,采用UPS供电

直流稳压电源应采用并联1:1冗余供电方式;每个直流供电仪表机柜,应按1:1冗余原则配备相应电源装置

DCS,SIS,GDS系统的供电可共用UPS

《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2019

2.仪表设备的性能安全

装置采用性能可靠的仪表设备,降低故障率

尽量采用智能仪表设备,具有故障自诊断和自报警功能

设置智能仪表设备管理系统(IDM)对仪表进行预维护, 提高可靠性、安全性

3.仪表测量管路和信号线路安全

采用可靠管阀件,保证测量管路无泄漏

采用隔离、冲洗、保温伴热的措施,保证测量管路畅通

信号线路电缆选型和敷设有效防止电磁干扰和机械损伤

《石油化工仪表管道线路设计规范》SH/T3019-2016

《石油化工仪表安装设计规范》SH/T3104-2013

《石油化工仪表及管道伴热和绝热设计规范》SH/T3126-2013

4.安全防护和安全防爆

室外安装电动仪表防护等级不低于IP65

安装在爆炸危险场所的仪表选用本质安全防爆或隔爆仪表 , 保证仪表安全运行

控制室和机柜室依据规范进行相应抗爆设计GB50779-2022 石油化工控制室抗爆设计规范

5. 安全接地

接地分为保护接地、工作接地、本安系统接地、屏蔽接地、防静电接地等

220vAC用电仪表外壳应可靠接地

爆炸危险环境中,非本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金 属接线箱应实施保护接地。本质安全系统的现场仪表可不实施

仪表金属外壳可以通过金属安装支架或金属设备接地,必须保证仪表、安 装支架或金属设备、接地网之间的电气连续性。

接地系统推荐采用网型结构,具有更好的接地效能。

SH/T 3081-2019 【石油化工仪表接地设计规范】

6. 安全防雷

防雷的工程方法:仪表系统接地;设置电涌防护器;信号电缆屏蔽;仪表设备屏蔽等

需要防雷功能的仪表和接地系统,应采用网型结构

电涌防护器的接地汇流排直接接到机柜下方网型结构接地排

仪表有防雷要求时,仪表外壳应接地,无论是本安或非本安仪表

SH/T 3164-2021 【石油化工仪表防雷设计规范】

7. 人身安全和环境安全

在可燃/有毒气体可能泄露、积聚的地方,设置可燃/有毒气体检测器,按 照装置分区设置区域声光报警器。特别注意有职业危害特性的有毒气体检测和报警:例如苯、硫化氢。

《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》GB/T50493-2019 l 在烟道气排放处,设置环境气体排放分析仪(CEMS),控制SO2、NOX、颗粒物等的排放。

《固定污染源烟气(SO2 、NOX 、颗粒物)排放连续监测技术规范》 HJ75-2017

8.安全供风

设置净化风储罐和集中过滤除尘系统,保证装置用风仪表稳定工作

根据需要设置阀门储气罐,用于保证阀门的安全位置

《石油化工仪表供气设计规范》SH/T3020-2013

9. 安全网络

网路隔离和边界防护是重要的集成控制系统网路安全方案

在操作管理层和工厂信息层之间设置防火墙,并设置数据缓 冲区(DMZ),实现控制网路和非控制网路的隔离,

基础控制层和监视控制层之间设置专用防火墙和访问控制机 制,对控制网路形成边界防护

仪表系统(DCS 、SIS 、GDS 等)每台计算机均设置防病 毒软件,并设置专用的病毒服务器,及时更新病毒库。

10. 生产和运行安全

根据装置安全完整性等级评估报告,设置安全仪表系 统,SIS设计成故障安全型。

GB50770-2023 【石油化工安全仪表系统设计规范】

安全仪表系统的设计原则

(1)可靠性原则

(2)独立性原则

(3)可用性原则

(4)故障安全原则

为了防止腐蚀带来的经济损失及人员伤害,根据工艺 装置的生产运行状况,在易发生腐蚀的部位设置腐蚀监视点。

在线腐蚀监测系统主要由监测探针、现场安装附件及 其腐蚀变送器、数据处理硬/软件系统及数据服务器组成。

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