硝酸铵生产什么是仪表回路SIF回路安全等级是多少

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-05-29 08:28 标签： 什么是仪表回路

作者：高嗣晟 中国石油集团东北煉化工程有限公司 葫芦岛设计院

       安全什么是仪表回路系统（SIS）在石油化工中的应用越来越普及在提高装置安全性的同时，也需重视生产嘚可用性什么是仪表回路安全功能（SIF）回路传感器子系统、安全型控制逻辑器、执行元件子系统存在一定的安全失效概率λS，导致装置聯锁停车对于连续生产的石化装置来说，非计划停车将会带来一些经济、安全、考核等方面的影响

       根据《中国石化安全什么是仪表回蕗系统SIL评估管理规定（试行）》（中国石化安［2013］259号文）3.10.4条规定，“根据企业需求计算关键过程误停车率（STR）”。在保证安全的前提下希望SIS所造成的误停车次数越低越好。

式中：λsu——未检测到的安全失效概率；λsd——检测到的安全失效概率λsu，λsd的值可从设备SIL认证證书上获得

式中：MTTR——平均恢复时间，一般取8h

式中：∑STRS——从现场检测元件至逻辑系统的传感器子系统STR；∑STRL——IO模块、处理器等的逻輯子系统STR；∑STRFE——从逻辑系统至现场执行元件的执行元件子系统STR；∑STRPSI——电源的STR。

       SIF回路误动作引起的严重程度性级别称为误停车等级（STL）［2］各企业可根据生产实际情况，对误停车造成的时间、原料、成品、利润等损失进行综合评估如某公司SIF回路的STL要求见表1所列。

       可根據评估SIF回路误动作导致的损失金额来确定SIF回路的STR判断目前SIF回路的设备配置是否满足要求，并进一步对SIF回路配置进行优化降低STR。

       某工业爐P&ID如图1所示当炉出口介质温度（TE101）高高、长明灯压力（PT102）低低、炉燃料气压力（PT101）低低其中发生任何1项时，则联锁关闭工业炉燃料气进料切断阀（XV101）同时关闭长明灯燃料气进料切断阀（XV102），使工业炉熄灭

       工业炉熄灭后造成产品不合格，中断了企业连续平稳生产时间對工业炉进行吹扫后重新点火至正常生产约6h，综合评估后此SIF回路联锁造成的损失为200万元根据表1，SIF回路为STL2图1所示 P&ID中SIF回路配置如下：　

  采鼡辰竹SIL3的产品，串联在回路中当浪涌保护器失效时回路断开；现场什么是仪表回路端浪涌保护器选用辰竹SIL3的，可串联或并联在回路中當发生故障时回路发生断路或短路。上述什么是仪表回路回路电流发生异常均可通过安全型控制逻辑器组态实现只报警不联锁故浪涌保護器、安全栅对SIF回路的STR没有影响。

图1中的P&ID什么是仪表回路均采用了“1oo1”结构其STR=λS，则含2个压力变送器、1个热电偶的传感器子系统∑STRS=8.5×10-2；含2個继电器、电磁阀和气动切断球阀的执行元件子系统∑STRFE=0.1914；根据式（7）SIF回路∑STRSIS=0.28＞0.10，其为STL1不满足STL2的要求；根据式（8），SIF回路的平均误动作湔时间MTTFSIS=3.6a

 从上述计算可以看出，此SIF回路中热电偶和电磁阀的STR占比较大为了使SIF回路实现STL2的目标，燃料气压力变送器（PT101PT102）选用未经过SIL认证嘚“2oo3”结构的压力变送器、介质出口温度检测选用“2oo3”结构的3芯热电偶（TE101A/B/C），如图2的P&ID所示则传感器子系统∑STRS=1.6×10-5。

       对于化工行业而言开停工過程危险系数大在意外停工后重新启动运行过程中容易发生安全事故，故应降低SIF回路的STR在SIF回路满足SIL的前提下，SIS设计及设置宜遵循如下幾条建议：　

           1）  安全型控制逻辑器和基本过程控制系统进行数据通信组态实现什么是仪表回路信号断路、短路、异常（小于4mA或大于20mA）报警，什么是仪表回路回路的短路、断路和信号的异常不应导致联锁停车［6］

           2）  安全栅、浪涌保护器安全失效不会导致SIF回路误动作，接线箱内的信号断路、短路也没有影响但是为了减少中间环节，SIF回路的什么是仪表回路可采用隔爆型［7］不经过接线箱直接单拉至机柜间，当采用接线箱时SIS和BPCS的信号不宜共用大电缆。

 间隙操作的精细化工、医药等装置中误停车损失较小，恢复生产较快传感器子系统和執行元件子系统可选用“1oo1”结构的什么是仪表回路设备；对于连续生产的石化装置中关键的SIF回路（误停车导致的损失严重），为了降低SIF回蕗的误停车率检测元件子系统宜采用“2oo3”结构的未经过SIL认证的普通什么是仪表回路，由电磁阀和控制阀组成的执行元件子系统宜选用“1oo1”的取得SIL认证的什么是仪表回路设备

       SIS中的什么是仪表回路设备、安装附件应选用知名度高、质量可靠、应用广泛的产品，避免因什么是儀表回路本身质量及安装等问题导致联锁停车［8］。

           5）  当采用“NooM”的方式时什么是仪表回路的取源部件不应共用，如1个孔板接3个差压變送器以免因取源部件的堵塞导致误动作；非模拟量传感器输出信号宜为Namur，避免因继电器触点失效导致误动作

 供电是SIS的一个薄弱环节，在有条件的情况下可采用双回路UPS供电的方式UPS及电池组应选用成熟可靠的产品，能输出综合故障信号至基本过程控制系统以便及时地進行修理［9］。在平时生产过程中也应注重对UPS及供电环节的维护，避免因电源的原因导致联锁停车

           7）  对于联锁停电机的SIF回路，执行元件子系统可理解为安全型控制逻辑器内的继电器和MCC配电回路中的继电器对于重要的SIF回路，电气专业的MCC配电回路中间继电器也宜选用SIL3的

           8）  应完善SIS的管理制度，对能引发停车的现场关键的什么是仪表回路、阀门、按钮等进行特殊标记并设置能有效防止操作或维护人员误动莋的措施；安全型控制逻辑器应配备专业人员操作维护，减少因业务不熟练导致的误停车

压力、温度、流量等什么是仪表囙路的校验已经成为化工企业乃至整个工业领域的一个重要难题但什么是仪表回路仪器校验费时费力，一不下心就会铸成大错众多的咹全事故都与什么是仪表回路仪器的不准确密切相关，它是个隐形炸弹对什么是仪表回路仪器的不重视，也就是对安全生产的不重视

甲醇厂空分压缩机跳车事故  

2007年8月17日上午10时，空分工段提出恢复汽机排气压力（PI9015）过高联锁在投联锁时，因为未复位导致空压机排气压力過高跳车

"停机复位"一般在空压机停机再次开车前复位，上次排气压力变送器出故障解除联锁后排气压力达到联锁值，一直没有复位導致了这次的跳车事故。

1．操作人员在投联锁时疏忽大意，对相关联锁条件没有进行详细确认

2．操作人员没有按规定进行"联锁投运票"嘚填写，并且事先没有通知主管领导并得到审批。


2015年2月19日湖北宜昌富升化工有限公司硝基复合肥车间2#造粒塔发生爆炸燃烧事故，导致5囚死亡2人受伤。

一混槽温度超控制指标175℃长达一小时致使硝铵受热分解，温度瞬间达到600度以上(硝酸铵在400℃以上剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3→3N2+2NO2+8H2O）且装置没有设置超温自动控制措施，致使一混槽内浆料喷出漫流到100m和96m层，发生高温分解爆燃

2016年4月9日，河北省承德市兴隆县天利海馫精香料有限公司发生火灾事故造成4人死亡、3人受伤。

4月9日19时交班会后化二车间水解釜岗位操作工开始进行放料、赶氯，20时左右开始升温蒸馏甲醇21时18分26秒，据监控室可燃气体检测报警装置显示该车间二层的可燃气体监测报警器报警，4#水解釜系统物料发生泄漏并爆燃造成操作工2人当场死亡，2人烧成重伤不治死亡；附近实施维修作业的3人烧伤

4#水解釜内瞬时压力增大，将水解釜釜头和釜体法兰连接下蔀撕裂含有甲醇等物料的易燃易爆气体急速冲出与空气摩擦，发生爆燃并造成火灾

2016年8月15日，内蒙古多伦煤化工公司甲醇储罐泡沫发生器改造过程中发生爆燃事故造成2人死亡，1人受伤

事故发生前，去甲醇罐区的氮气压力长时间过低导致甲醇储罐氮气保护失效，空气通过呼吸阀进入储罐同时作业人员在作业过程中拆除泡沫管道作业盲板时，空气通过泡沫管线进入储罐形成爆炸性混合气体，遇到动吙、焊接线打火或非防爆工具作业产生的火花发生爆炸事故暴露出该公司动火等特殊作业管控不到位的问题。

2016年10月14日河南省开封市晋開化工投资控股集团有限责任公司合成气压缩机发生泄漏爆燃事故，未造成人员伤亡

该集团公司一分公司二系统合成车间压缩工段5号压縮机六段进口其中一个活门进气口压盖螺栓断裂，压缩机内的氢气和氮气的混合物（工作压力10.5MPa）泄漏与空气形成爆炸性混合物，遇点火源或高压气体摩擦产生的静电发生爆燃

牢记事故教训，做好什么是仪表回路检修确保自动化装置长周期正常运行

经常，维护工作每天嘟在进行

细致进行维护工作时，必须细心

分散故障产生的原因很多

1.  什么是仪表回路附近正在施工（管道施工，设备安装）, 影响生命安铨的不予检修

2.  装置现场有氟化氢，98%硫酸发烟酸，氟硅酸, 氟化氢铵等有毒有腐蚀的气体或液体大量泄漏的

3.  现场没有防护用品，防护设施不予检修

   巡回检查，每班至少进行二次巡回检查内容包括：

　① 向当班工艺人员了解压力表运行情况

　② 查看压力表指示是否正常

　③ 查看表体、连接管路、线路、阀门是否有泄露、损坏、腐蚀

　④ 发现问题应及时处理，并做好巡回检查记录   

　②检查压力表接头处有無堵塞

　③检查传动部位、齿轮机构是否磨损或损坏

　④检查并拧紧各紧固件

　⑤清传动部位、齿轮机构并加注相应的润滑油

　⑥检修後的压力表按国家（部门）计量检定规程进行检定，并填写校验单

　⑦压力表上贴有有效期范围内的合格标志

   ③检查压力表接线是否正确（电接点压力表）

   ②检查管路阀门，接头处有无泄漏如一切正常即投运完毕

压力变送器，差压变送器

　①向当班工艺人员了解什么是儀表回路运行情况

　②查看什么是仪表回路显示是否正常

　③查看什么是仪表回路的接线是否接触良好

　④查看表体、连接管路、线路、閥门是否有泄露、损坏、腐蚀

　⑤发现问题应及时处理并做好巡回检查记录  

  定期检定、校准。一般随设备大修时做

　①清洗变送器外壳囷显示屏灰尘

　② 检查电路板是否清洁

　③ 检查电路板元器件是否有虚焊和脱落是否有氧化现象

　④压力变送器的测量部分在承受测量壓力上限时（差压变送器为额定工作压力），不得有泄漏现象　

　⑤变送器各组端子包括外壳之间的绝缘电阻应不小于20MΩ

　⑥ 对检修后的變送器按国家（部门）计量检定规程进行校对并填写校验单。

    ①检查管路各接头以及变送器接头是否牢固可靠

　②检查什么是仪表回路接线是否牢固可靠

　②检查组态参数是否确

　④检查各点测量显示值应正确

　①向当班工艺人员了解什么是仪表回路运行情况

　②检查接線盒是否盖好保护套管、软管及穿线管是否破损断裂，接处是否松动

　③发现问题应及时处理并做好巡回检查记录   

  定期检定、校准。┅般随设备检修时做

　①检查接线端子处是否潮湿脏污，螺丝松动清除保护套管内外结垢、灰尘、油污等杂物

　②检查保护套管是否彎曲或磨损，轻轻摇动热电偶热电阻，观察管内是否有异常声音    

　③检查热电偶热电阻是否短路或断路

　④热电偶的测量端焊接要牢固、呈球形表面应光滑、无气孔，无夹渣

　⑤对于高温承压的保护套管应进行探伤检查

　⑥对检修后的热电偶按国家（部门）计量检定规程进行检定并填写校验单 

　①检查热电偶，热电阻接线是否正确、牢固

　②对接入联锁回路的测控点应先解除联锁或转入手动    

流量计（电磁，质量流量计）

　巡回检查每班不少于二次内容包括： 

　①向当班工艺人员了解什么是仪表回路运行情况

　②查看系统供电是否囸常

　③查看什么是仪表回路指示是否正常

　④查看表体（连接管路，线路）是否有泄漏损坏，腐蚀

　⑤发现问题应及时处理并做好巡回检查记录

　①清除流量计内外灰尘。

　② 清洗显示屏和触摸键

　③ 检查传感器与转换器接线必须正确、可靠，保证接触良好无短蕗、熔断现象,电缆连接器、接线盒上的螺钉要拧紧

　④检查连接线、电气元件是否有虚焊和脱落，各焊点、电气接线点不应有氧化现象 

    ①檢查流量计是否接线正确、牢固传感器与转换器间接线）

　②检查供电电源是否正常

　②检查组态参数是否正确

  巡回检查每班应不少于二佽内容包括： 

  ①向当班工艺人员了解什么是仪表回路运行情况.

  ②查看系统供电是否正常

  ③按动试验按钮检查声光报警情况

  ①吹扫什么是儀表回路及报警系统上的灰尘，保持卫生

  ②检查接线有无松动短路及其它异常情况

  ③详细查看报警系统中继电器接点情况，有无烧坏及接触不良情况并及时处理

  ④对报警点联锁点进行校对确保报警联锁准确,并填写校验单

  ①检查什么是仪表回路接线是否牢固可靠

  ②检查组態参数是否确

  ③检查各点测量显示值应正确

  ④确认什么是仪表回路运行正常

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