在安全仪表系统(SIS)中,切断阀的阀位反馈对于确保系统的安全与稳定至关重要。但是,阀位反馈究竟应该接在哪里,以实现最佳监控和控制效果?
01
安全仪表系统的必要性
(十二)从2016年1月1日起,大型和外商独资合资等具备条件的化工企业新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施,要按照本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。
(十三)从2018年1月1日起,所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统,从2020年1月1日起,应执行功能安全相关标准要求,设计符合要求的安全仪表系统。
特别说明:“两重点一重大”指国家重点监管的危险化工工艺、重点监管的危险化学品和危险化学品重大危险源。
石油化工行业涉及两重点一重大的项目,构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未实现紧急切断功能;涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未配备独立的安全仪表系统;紧急切断系统、安全仪表系统未投入使用。
1.构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,各储罐进、出口均应设置紧急切断阀,否则判定为重大隐患。
2.构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,在罐区的总进出管道上设置了总紧急切断阀,但各储罐未分别设置的,判定为重大隐患。
3.构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,在同用途的不同储罐间设置了紧急切换的方式可避免储罐出现超液位、超压等后果的,不判定为重大隐患。
4.构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,储罐未实现紧急切断功能,但企业开展了HAZOP分析、SIL评估,结果显示符合安全要求的,可不判定为重大隐患。
5.涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未配备独立的安全仪表系统,判定为重大隐患。
因构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,因事故后果严重,各储罐均应设置紧急停车系统,实现紧急切断功能。
《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(总局令第40号)要求,“一级或者二级重大危险源,装备紧急停车系统”,“涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源,配备独立的安全仪表系统”。
02
紧急切断阀的重要性
石油化工行业涉及两重点一重大的项目(液化气体,毒性气体、剧毒液体),须通过HAZOP分析,LOPA分析结论(即安全完整性等级SIL1,2,3),按照SIF回路的完全完整性等级(SIL)的等级(SIL1,SIL2,SIL3)来配置要求设置安全仪表系统(SIS);
SIF回路的基本组成元素包括触发元件、逻辑处理器和执行元件。 这些元素共同工作,以确保系统的安全性和可靠性。
上图中的执行机构类型(驱动方式包括:气动,电动,电/液)+开关阀型式(闸阀,球阀,蝶阀)+电磁阀+阀位回讯+减压过滤器等。
其中:紧急切断阀的开和关动作是由SIS系统的SIF回路按照既定的程序完成一系列的操作。联锁触发以后的阀位反馈是否到位这个时候就比较关键,虽然SIS系统的SIF回路发出了关阀指令,但能否执行到位,就需要阀位指示来真实体现。
03
阀位回讯信号接哪儿?
观点1:有人认为参与安全联锁的阀位反馈信号通过硬接线进入SIS系统监控,不参与安全联锁的阀位信号通过硬接线进入DCS系统实时监控。
这样节省了系统硬件DI卡费用(DCS-DI卡的价格是SIS-DI卡的一半),缺点是DCS与SIS系统藕断丝连,未完全独立设置。SIS系统有工程师站,无操作员站。在编程调试,实际运行阶段不能很直观的在SIS操作站观察阀位的动态变化情况,保证操作运行。DCS机柜/SIS机柜,在机柜间内部摆放位置不同,造成电缆长度不同。DCS柜内部的排卡布局也要跟DCS有所区分,便于日后检修维护。
观点2:有人认为参与安全联锁/不参与安全联锁的阀位反馈信号均硬接线进入SIS系统,SIS系统的硬件DI卡(卡件贵一些)优点DCS与SIS系统严格独立设置,阀位反馈信号进入SIS系统,然后通讯给DCS系统动态显示。SIS系统具有工程师站,操作员站。在编程调试,实际运行阶段很直观的在SIS操作站观察阀位的动态变化情况。
DCS机柜/SIS机柜,在机柜间内部摆放位置不同,在施工过程中能有效的避免电缆交叉,做好整齐美观,在以后的检维修及故障排查过程中会起到事半功倍的效果。
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