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儀表人玩轉(zhuǎn)罐區(qū)SIS系統(tǒng)液位儀表攻略

2017-12-02

  一直以來,石化工項目中罐區(qū)主要根據(jù)石油化工相關(guān)設計規(guī)范進行設計實施,并未就罐區(qū)是否設置安全儀表系統(tǒng)有強制要求,在設計、安裝、操作和維護管理等生命周期各階段,還存在危險與風險分析不足、設計選型不當、冗余容錯結(jié)構(gòu)不合理、缺乏明確的檢驗測試周期、預防性維護策略針對性不強等問題尤為突出。
  國家安監(jiān)總局于2014年頒布了116號文件,文件指出我國安全儀表系統(tǒng)及其相關(guān)安全保護措施在設計、安裝、操作和維護管理等生命周期各階段,還存在危險與風險分析不足、設計選型不當、冗余容錯結(jié)構(gòu)不合理、缺乏明確的檢驗測試周期、預防性維護策略針對性不強等問題,規(guī)范安全儀表系統(tǒng)管理工作亟待加強,同時文件還明確指出從2018年1月1日起,所有新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學品儲存設施要設計符合要求的安全儀表系統(tǒng)。其他新建化工裝置、危險化學品儲存設施安全儀表系統(tǒng),從2020年1月1日起,應執(zhí)行功能安全相關(guān)標準要求,設計符合要求的安全儀表系統(tǒng)。

儀表人玩轉(zhuǎn)罐區(qū)SIS系統(tǒng)液位儀表攻略

  兩重點一重大
  “兩重點一重大”就是指政府安監(jiān)部門重點監(jiān)管的危險化工工藝、重點監(jiān)管的危險化學品和重大危險源的監(jiān)管,簡稱“兩重點一重大”。
  一重點監(jiān)管的危險化工工藝,可查閱《首批重點監(jiān)管的危險化工工藝目錄》;
  二重點監(jiān)管的危險化學品,可查閱《首批重點監(jiān)管的危險化學品名錄》;
  一重大指重大危險源:長期地或臨時地生產(chǎn)、加工、使用或儲存危險化學品,且危險化學品的數(shù)量等于或超過臨界量的單元。
  安全儀表系統(tǒng)
  安全儀表系統(tǒng),Safety instrumented System,簡稱SIS,主要為工廠控制系統(tǒng)中報警和聯(lián)鎖部分,對控制系統(tǒng)中檢測的結(jié)果實施報警動作或調(diào)節(jié)或停機控制,是工廠企業(yè)自動控制中的重要組成部分。
  ?;饭迏^(qū)基本構(gòu)成重大危險源
  罐區(qū)是石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置的重要組成部分,主要用作化工原料、中間產(chǎn)品及成品儲存、中轉(zhuǎn)集散,化工生產(chǎn)的復雜性,化工廠儲罐區(qū)危險化學品品種相對密集,導致危險化學品在儲罐區(qū)很容易超過《危險化學品重大危險源辨識》所列出的臨界值,成為重大危險源,需要重點風險分析和安全監(jiān)控。

儀表人玩轉(zhuǎn)罐區(qū)SIS系統(tǒng)液位儀表攻略

  罐區(qū)液位儀表現(xiàn)狀
  一直以來,石化工項目中罐區(qū)主要根據(jù)石油化工相關(guān)設計規(guī)范進行設計實施,并未就罐區(qū)是否設置安全儀表系統(tǒng)有強制要求,在設計、安裝、操作和維護管理等生命周期各階段,還存在危險與風險分析不足、設計選型不當、冗余容錯結(jié)構(gòu)不合理、缺乏明確的檢驗測試周期、預防性維護策略針對性不強等問題尤為突出。針對危化品液體儲罐在液位計選型中僅為為滿足工藝基本要求,通常單個儲罐上設置兩套液位計,一套用于遠傳,一套用于就地顯示,并未設置獨立高位、高高位、低位、低低位液位報警連鎖裝置。

常見遠傳液位計

雷達液位計

伺服液位計

雙法蘭液位計

磁致伸縮液位計

常見就地液位計

磁翻板液位計

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  罐區(qū)SIS系統(tǒng)液位儀表設置
  通常罐區(qū)儀表的設置應考慮經(jīng)濟合理、技術(shù)成熟、可選擇范圍廣、維護及校驗方便、免維護或售后服務優(yōu)良等方面,結(jié)合介質(zhì)特性項目的投資情況、全項目的自動化水平等綜合考慮。罐區(qū)SIS系統(tǒng)儀表的設置,首先需要通過進行危險與可操作性(HAZOP)分析結(jié)果,確定各罐組的安全危險等級,也就是SIL等級,根據(jù)SIL等級確定儲罐儀表的設置。
  在重大危險源儲罐區(qū)檢測控制中,罐體的溫度、罐內(nèi)的壓力和液位為主要控制參數(shù),儲罐的液位由于生產(chǎn)用料和進料不斷發(fā)生變化,可能會出現(xiàn)物料冒頂泄露和抽空的危險,因此罐區(qū)SIS系統(tǒng)主要控制參數(shù)為液位,儀表檢測元件和取源點單獨設置,需要分別采用液位計和液位開關(guān)兩種不同測量方式構(gòu)成冗余,液位計和液位開關(guān)分別進行高液位報警,信號傳輸?shù)絊IS系統(tǒng)進行比較,只要有一個達到設定值,系統(tǒng)送出信號進行緊急事故連鎖。
  當前罐區(qū)增加SIS系統(tǒng),主要都是已經(jīng)建成罐區(qū),增加液位計或液位開關(guān)通常存在以下幾個方面的問題:
  1.無安裝位置:儲罐沒有預留足夠的安裝接口;
  2.盡量避免影響罐區(qū)正常生產(chǎn),不清罐、不置換、少改造;
  3.低投入:直接投入或輔助施工成本要在滿足要求的前提下可控;
  4.可靠性要求高:參與連鎖的液位計或開關(guān)可靠性、穩(wěn)定性要求非常高。
  根據(jù)罐區(qū)工況現(xiàn)狀,罐區(qū)SIS系統(tǒng)液位測量要求,結(jié)合罐區(qū)常用液位儀表的主要功能特點,筆者從可靠性、經(jīng)濟性、便維護性、應用因素四個方面對罐區(qū)SIS液位儀表選型合理性進行對比,請各位儀表人根據(jù)自身情況進行參考。

 主流液位開關(guān)對比


類型



可靠性

經(jīng)濟性 


便維護性


應用因素 

 產(chǎn)品價格

 輔助施工成本


音叉開關(guān)



高+











浮球開關(guān)



中+











外側(cè)液位開關(guān)



中+  


中  


低-




 主流液位計對比

類型

可靠性

經(jīng)濟性

便維護性

應用因素

產(chǎn)品價格

輔助施工成本

雷達液位計

中+

伺服液位計

高+

外側(cè)液位計

中+

低-

差壓液位

中+

中-


 圖表說明:
    1.上表中列出的主流儀表筆者參照的都是國際一線品牌旗下產(chǎn)品;
    2.可靠性筆者從技術(shù)原理的成熟度和長年的使用該產(chǎn)品的經(jīng)驗數(shù)據(jù)判斷;
    3.經(jīng)濟性不能只看產(chǎn)品價格,同時要考慮輔助施工成本和日后維護費用。
    4.應用考慮因素主要是從液體介質(zhì)特性、罐體工況、安裝維護過程三個方面考慮。



    (深圳計為自動化技術(shù)有限公司市場部2017年11月30日發(fā)布)


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