周劍利

摘 要：針對(duì)焦?fàn)t煤氣加氫制甲醇工藝特點(diǎn)，依據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的相關(guān)規(guī)定，介紹了一種針對(duì)焦?fàn)t煤氣加氫制甲醇工藝自動(dòng)控制進(jìn)行了安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在確定安全完整性等級(jí)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)通過甲醇分離器出口壓力的檢測(cè)，采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和“二選一”等相關(guān)手段實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，使其具有安全可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、安裝操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能夠降低生產(chǎn)過程風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)人身和設(shè)備安全。

關(guān)鍵詞：煤氣加氫制甲醇;安全儀表系統(tǒng);安全完整性等級(jí);聯(lián)鎖控制

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.30.100

1 引言

根據(jù)《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝目錄的通知》（安監(jiān)總管三〔2009〕116號(hào)）以及《關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)總管三〔2014〕 116號(hào)）、《關(guān)于開展提升危險(xiǎn)化學(xué)品領(lǐng)域本質(zhì)安全水平專項(xiàng)行動(dòng)的通知》（安監(jiān)總管三〔2012〕87號(hào)）的要求，焦?fàn)t煤氣制甲醇工程甲醇合成工段需要配置安全儀表系統(tǒng)。安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要采用先進(jìn)、成熟、可靠的控制技術(shù)，確保生產(chǎn)安全;測(cè)量?jī)x表、控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)本著技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的原則選型。

2 安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

甲醇合成工段采用加氫生產(chǎn)甲醇工藝。主要化學(xué)反應(yīng)（均系高溫高壓催化）：

CO+2H2= CH3OH

CO2+3H2= CH3OH+H2O

根據(jù)甲醇合成工段保護(hù)層分析（LOPA）可知，甲醇合成工段配置的SIS安全儀表系統(tǒng)，其安全完整性等級(jí)SIL為2級(jí)。

SIS安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)為：將甲醇分離器出口設(shè)置的取得 IEC61508或TUV安全完整性等級(jí)SIL2級(jí)認(rèn)證的3臺(tái)本安型壓力變送器檢測(cè)信號(hào)輸入SIS安全儀表系統(tǒng)機(jī)柜一進(jìn)二出隔離式安全柵，輸出一路信號(hào)進(jìn)SIS安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行安全聯(lián)鎖控制，另一路信號(hào)送至DCS集散控制系統(tǒng)機(jī)柜進(jìn)DCS系統(tǒng)顯示報(bào)警。SIS控制器取得安全完整性等級(jí)SIL2 級(jí)認(rèn)證，來自壓力變送器的3路檢測(cè)信號(hào)按照“三選二”原則進(jìn)行安全聯(lián)鎖控制。在甲醇分離器出口管線上的放空管線設(shè)置SIL2級(jí)認(rèn)證的氣動(dòng)雙作用放空開關(guān)閥，當(dāng)甲醇分離器出口壓力高于5.2MPa，或現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況操作人員按下緊急停車按鈕時(shí)，SIS安全儀表系統(tǒng)聯(lián)鎖停合成循環(huán)機(jī)電源，同時(shí)打開放空管線放空開關(guān)閥。氣動(dòng)雙作用放空開關(guān)閥采用二位五通閥，正常運(yùn)行時(shí)，DO為“1”，開關(guān)閥關(guān)閉;聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)，DO為“0”，開關(guān)閥打開。

SIS安全儀表系統(tǒng)設(shè)1個(gè)工程師站，1個(gè)操作站，其UPS不間斷電源獨(dú)立供電時(shí)間不少于30分鐘。具備自診斷和SOE功能和信息遠(yuǎn)傳、連續(xù)記錄、聲光報(bào)警、信息存儲(chǔ)、緊急停車功能。記錄的電子數(shù)據(jù)的保存時(shí)間為45天。SIS安全儀表系統(tǒng)組成框圖如圖1。

3 結(jié)論

焦?fàn)t煤氣制甲醇涉及加氫危險(xiǎn)化工工藝，設(shè)計(jì)的安全儀表系統(tǒng)所具備的功能符合安監(jiān)總管三〔2009〕116號(hào)文中《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝安全控制要求、重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)及推薦的控制方案》對(duì)加氫工藝的要求。實(shí)驗(yàn)表明：其安全性和可用性高，操作簡(jiǎn)便，提高了安全生產(chǎn)條件。企業(yè)需按照安監(jiān)總管三〔2012〕87號(hào)第7條第2項(xiàng)的要求加快專業(yè)管理人才和自動(dòng)化操作工的培養(yǎng)，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)，制定完善的操作規(guī)程，提高員工安全素質(zhì)，確保安全生產(chǎn)。

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