石油化工安全儀表系統(tǒng)分析
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摘要：隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，社會中各領(lǐng)域也進入了快速發(fā)展階段，其中石油化工行業(yè)的進步突飛猛進，為社會經(jīng)濟的建設(shè)做出了巨大的貢獻，同時，石油化工行業(yè)的產(chǎn)品成為人們生活中不可缺少的必需品，因此，社會中對于石油化工行業(yè)十分關(guān)注。然而，石油化工行業(yè)在生產(chǎn)的過程中各項作業(yè)的實施，存在極大的風險，為了避免此類情況發(fā)生，石油化工企業(yè)應該加強生產(chǎn)過程中的各項控制，想要實現(xiàn)對石油化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的掌握和控制，必須加強對設(shè)備的相關(guān)儀表進行合理的設(shè)計，并對其進行深入的研究，致力于儀表系統(tǒng)的設(shè)計得到良好的優(yōu)化，從而提高石油化工生產(chǎn)過程中的安全性、穩(wěn)定性和可靠性?；诖?，文章圍繞石油化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計和可靠性進行探析，以此為石油化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：石油化工；安全儀表；設(shè)計
在經(jīng)濟快速發(fā)展的環(huán)境下，科學技術(shù)水平也得到了有效的提高，石油化工行業(yè)的生產(chǎn)方式已經(jīng)由傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊纳a(chǎn)，且在科技的支持下，自動化水平越來越完善，同時在生產(chǎn)的過程中安全管理工作就顯得愈發(fā)重要，其要求也逐漸增加，保證生產(chǎn)過程中石油化工設(shè)備的安全運行是安全管理工作中的重要內(nèi)容。因此，為了生產(chǎn)中的安全性，管理工作應該對安全儀表系統(tǒng)加強應用，而且還要對該系統(tǒng)進行深入的研究，致力于儀表系統(tǒng)質(zhì)量及安全性能的提升，減少石油化工生產(chǎn)過程中問題的發(fā)生，為生產(chǎn)中的安全性和可靠性提供基礎(chǔ)保障。
1對石油化工安全儀表有效改善的途徑
為了保證石油化工生產(chǎn)中設(shè)備的儀表系統(tǒng)性能的完整性，對其進行全面的分析，通過分析結(jié)果得知，安全儀表系統(tǒng)中存在的不利于系統(tǒng)完整性的問題，以下對問題及優(yōu)化措施進行具體分析：1.1對傳感器的冗余進行科學設(shè)計。就冗余配置而言，其在儀表系統(tǒng)中有著重要的地位，也是系統(tǒng)設(shè)計中的主要內(nèi)容，但是，冗余配置的設(shè)計，并不是所有的傳感器都適合該配置[1]。將SIL作為傳感器失效的主要概率要求，如果安全儀表系統(tǒng)中的傳感器達到了此要求，就需要相關(guān)人員，對一體傳感器進行選擇，這樣才能夠使安全儀表系統(tǒng)滿足設(shè)計的要求。當傳感器滿足不了SIL的要求，此時應該加強冗余傳感器的使用。但是在進行冗余傳感器的應用時，需要設(shè)計人員充分考慮系統(tǒng)的安全性問題，同時將聯(lián)鎖動作、次數(shù)的加強作為基礎(chǔ)，進行邏輯結(jié)構(gòu)的合理使用，既要對系統(tǒng)的適用性進行全面的考慮，還要保證儀表系統(tǒng)具有可靠的安全性，所以，在實際應該中，應該對邏輯結(jié)構(gòu)中的三取二形式的結(jié)構(gòu)適當使用。1.2對安全儀表系統(tǒng)進行全面的性設(shè)計。SIL是儀表系統(tǒng)的功能的安全性和完整性的主要要求，然而安全儀表系統(tǒng)的功能并非一個設(shè)備決定的，而是由多個設(shè)備在運行的過程中一同決定的，這些設(shè)備主要包括：傳感器、執(zhí)行器和邏輯控制器。同時各個儀器之間有著相應的聯(lián)系，三者之間的SIL與邏輯傳感其的SIL有著重要的聯(lián)系，此時相關(guān)工作人員要加強重視，尤其是相關(guān)儀器的失效率，該失效率與SIL的等級存在一定的對應關(guān)系。比如，對相關(guān)的邏輯控制進行分析，如果控制單元的SIL等級為3級，那么該控制器的實效率就會在0.1%以內(nèi)，就傳感器而言，當其SIL的級別為2級時，其失效率在1%以內(nèi)。同時對相應的執(zhí)行系統(tǒng)進行分析，此時該結(jié)構(gòu)為1級SIL，執(zhí)行結(jié)構(gòu)的失效率就會在10%以內(nèi)[2]。然而，在實際應用中，安全儀表系統(tǒng)運行的可靠性會受到邏輯控制器直接的影響。另外，根據(jù)石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中的調(diào)查得知，許多工作人員對邏輯控制器的可靠性過于依賴，這也是實際生產(chǎn)過程中的主要問題，由于對其較為重視，忽視了對執(zhí)行器的重視，如果不對執(zhí)行器的失效率等級加強重視，就會導致整個安全儀表系統(tǒng)的功能出現(xiàn)問題，甚至會使儀表的安全性失去作用。所以，相關(guān)設(shè)計人員在進行安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計中，需要從客觀的角度進行分析，重視系統(tǒng)的全面性設(shè)計，保證在設(shè)計過程中各種儀器能夠符合失效率等級的標準，為系統(tǒng)的安全性等級的提高提供保障，使其安全性能符合安全等級標準。1.3做好融入配置。在實際設(shè)計的過程中，會出現(xiàn)較多的失效率的問題，因此，相關(guān)人員在進行系統(tǒng)設(shè)計的過程中，需要對各個儀器的失效率等級進行充分的研究，并通過并聯(lián)關(guān)系對整體系統(tǒng)的失效率等級進行分析。例如，當邏輯控制器的失效率等級為3級，其符合系統(tǒng)的具體要求，在實際設(shè)計的過程中，設(shè)計人員將其實際失效率同樣控制在3級，同時分別將傳感器、執(zhí)行器的失效率控制在2級，那么此時整體系統(tǒng)的失效率通過計算和分析同樣為2級，這種情況下根據(jù)安全儀表系統(tǒng)的具體要求，如果整體系統(tǒng)的失效率等級為2級，無法使系統(tǒng)的標準得到滿足。如果出現(xiàn)這種情況，相關(guān)設(shè)計人員應該采取相應的措施應對，通常情況下對選用冗余配置對傳感器進行改善。比如，在冗余配置的應用時，根據(jù)傳感器失效率的特點選用合適的方式進行配置，通過對上述內(nèi)容分析，利用二取一冗的方法，能夠使系統(tǒng)的安全等級得到游戲的提升。與此同時，在冗余配置的過程中，設(shè)計人員還可以對執(zhí)行器、電磁閥進行同時配置，此時應該根據(jù)兩者的特點進行科學合理的配置，從而使整個系統(tǒng)的安全等級得到了有效的提升，使其達到SIL3的標準，以此促進系統(tǒng)的安全性符合工作人員生產(chǎn)操作中的具體要求。由于儀表系統(tǒng)中不同的情況對于執(zhí)行器的需求也不相同，同時執(zhí)行器的種類、功能也存在一定的區(qū)別，所以在實際設(shè)計過程中，不同的執(zhí)行器，冗余配置的方式、要求和標準都有所不同。比如，在系統(tǒng)設(shè)計的過程中，執(zhí)行器的主要性能為切斷聯(lián)鎖，此時對系統(tǒng)中兩臺執(zhí)行器進行串聯(lián)，并進行應用，這種方式就能夠使SIL得到有效的提高。因此，在進行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況做出詳細的分析，以此為基礎(chǔ)進行執(zhí)行器的選用，并根據(jù)執(zhí)行器的功能特點合理的進行冗余配置，只有這樣，才能夠促進SIL等級的提升。1.4加強相應的管理工作。雖然石油護工企業(yè)對儀表系統(tǒng)的要求較高，而且國家對其也有著一定的標準要求，但是根據(jù)對儀表系統(tǒng)實際應用分析，從中發(fā)現(xiàn)無論是系統(tǒng)的安全保護工作、實際操作和施工方面，還是對生產(chǎn)中風險的認知方面，都存在一定的問題，無法符合人們的要求。比如，進行安全儀表系統(tǒng)的實際設(shè)計時，在設(shè)計過程中，在SIF計算和估算方面未采取科學的方法，就會使冗余配置出現(xiàn)問題，其主要問題體現(xiàn)在容錯問題方面，在此過程中，僅僅只是為了設(shè)計的完成，忽略了設(shè)計圖紙及方案的引導，導致施工中出現(xiàn)偏差等情況，都屬于危險操作，這種情況下就會使儀表系統(tǒng)的安全性能出現(xiàn)下降的趨勢，因此，為了保證儀表系統(tǒng)運行時的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，相關(guān)管理人員，要對儀表系統(tǒng)進行全面的管理，同時制定相應的管理方案，進行管理工作的實施，以此保證儀表安全系統(tǒng)運行時的安全性能夠符合工作人員的要求。
2安全儀表可靠性容錯性的設(shè)計
就儀表系統(tǒng)的設(shè)計而言，如果進行石化系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計人員應該提前對儀表檢測的儀器進行保護，同時對儀表運行中涉及到的工藝行為進行全面的分析，對整體安全性進行評估，而且還要根據(jù)評估的內(nèi)容對安全儀表系統(tǒng)進行詳細的劃分[3]。另外，如果在分析評價的過程中發(fā)現(xiàn)安全等級較低的儀表系統(tǒng)，此時儀表系統(tǒng)的設(shè)計，應該融入DCS，以此對系統(tǒng)的設(shè)計成本進行合理的控制。此外，對于失效率較高的回路而言，其在生產(chǎn)中的應用，不僅存在較大的威脅性，還對生產(chǎn)秩序有著直接的影響，為此，應該對該回路進行安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)對回路安全性能的控制，體現(xiàn)出回路的具體功能。以此為生產(chǎn)的安全性和可靠性提供保障。
3結(jié)語
綜上所述，近幾年經(jīng)濟的發(fā)展促進了石油化工行業(yè)生產(chǎn)水平的提高，而且在實際生產(chǎn)的過程中，工作人員對安全的要求越來越高，所以安全儀表系統(tǒng)在石油化工生產(chǎn)中起到了重要的作用，為了提高生產(chǎn)的安全性，相關(guān)人員要加強對儀表系統(tǒng)的研究，致力于設(shè)計的合理性、科學性，保證儀表系統(tǒng)的安全性和可靠性，為石油化工企業(yè)的生產(chǎn)提供安全保障。
參考文獻：
[1]高建華.石油化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計與可靠性分析[J].生物化工,2017,3(02):57-59.
[2]王雪云.雙三重冗余容錯系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和安全性研究[D].浙江大學,2015.
[3]陳存銀.石化裝置安全儀表系統(tǒng)完整性等級設(shè)計方法及應用[D].北京化工大學,2013.
作者:林蓉 單位:中海油安全技術(shù)服務有限公司
