馬駿

中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司輸氣管理處 四川成都 610000

儀表系統(tǒng)供電只有確保了安全穩(wěn)定化的運(yùn)轉(zhuǎn)，才可以確保石油化工裝置的安全化生產(chǎn)。不但要考慮到系統(tǒng)外設(shè)備裝置，且還得要考慮到供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，熟悉并了解設(shè)備的性能，通過(guò)合理化的供電方式來(lái)確保系統(tǒng)得以正?；\(yùn)行。雖然我國(guó)石油化裝置系統(tǒng)的供電方式還有諸多問(wèn)題需要解決，然而在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展的過(guò)程之中，新的供電設(shè)備而逐步運(yùn)用在石油化工之中，供電方式也會(huì)逐步趨于完善化，以此來(lái)促進(jìn)石油化工走向可持續(xù)發(fā)展道路[1]。

1 石油化工儀表供電系統(tǒng)及安全要求

1.1 供電系統(tǒng)組成

供電系統(tǒng)根據(jù)劃分依據(jù)的不同可以進(jìn)行不同的分類：根據(jù)測(cè)量控制的類型劃分主要包括分布式控制系統(tǒng)（即DCS）、儀表安全測(cè)量控制系統(tǒng)（即SIS），SIS 系統(tǒng)包括溫度裝置、壓力裝置、流量裝置、行程裝置、在線分析測(cè)量裝置、執(zhí)行裝置、電磁閥門、壓力變送裝置等；根據(jù)化工生產(chǎn)作業(yè)流程劃分主要包括集中控制中心、技術(shù)工作中心和諸多輔助測(cè)量控制儀表裝置等；根據(jù)生產(chǎn)工作現(xiàn)場(chǎng)劃分主要包括可編輯邏輯控制裝置、電控閥門和其他電源供電儀表裝置等；整個(gè)生產(chǎn)線還包括很多質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備和分析裝置。

1.2 安全供電系統(tǒng)的要求

分布式控制系統(tǒng)DCS，是化工企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中儀表裝置系統(tǒng)的主要控制中心，為了使DCS 系統(tǒng)在化工生產(chǎn)過(guò)程中保持良好的運(yùn)行，在對(duì)DCS 系統(tǒng)進(jìn)行初期的設(shè)計(jì)時(shí)，就需要考慮到回路供電系統(tǒng)所擁有的不穩(wěn)定性，也就是說(shuō)不僅需要在構(gòu)建DCS 時(shí)安裝不同的電源，還要布置冗余供電電源回路。一般來(lái)說(shuō)，為保證儀表設(shè)備不受斷電等問(wèn)題的影響，冗余電源元件已安裝在各個(gè)裝置之中，這也就間接要求使用供電系統(tǒng)使用二回路電源來(lái)進(jìn)行供電，才能保證供電工作的正常、穩(wěn)定、安全運(yùn)行?；贒CS 的石油化工儀表控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，必須要建立一個(gè)體系成熟的數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。經(jīng)過(guò)DCS 分布式控制的石油化工儀表數(shù)據(jù)通過(guò)分級(jí)管理，提高石油化工儀表的控制精度?；贒CS 的石油化工儀表控制系統(tǒng)軟件具體流程如圖1 所示。

2 石油化工儀表供電系統(tǒng)中存在的安全隱患

通常，石油化工電氣儀表的安全隱患主要包括以下幾種：

（1）24VDC 直流供電儀表沒(méi)有采用冗余配置的模式；（2）DCS 系統(tǒng)和 PLC 系統(tǒng)的儀表沒(méi)有采用雙回路模式，而是采用在分子線路上將兩個(gè)電源并聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)供電，如果斷開(kāi)了斷路器，UPS 電源發(fā)生故障問(wèn)題，或者外部的電網(wǎng)中斷，電氣儀表就會(huì)形成一個(gè)封閉的供電線路，從而造成短路。（3）如果照明設(shè)備和風(fēng)扇設(shè)備等出現(xiàn)了供電短路現(xiàn)象時(shí)，會(huì)引起整個(gè)供電系統(tǒng)斷電。因此，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)安全、可靠的石油化工供電系統(tǒng)，就要加強(qiáng)供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作、安裝調(diào)試工作以及維護(hù)工作，積極的采取各種有效措施進(jìn)行防護(hù)，以降低故障發(fā)生率，從而保障石油化工供電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

3 提升石油化工儀表供電系統(tǒng)安全性的途徑

3.1 雙路供電配置

對(duì)于石化企業(yè)的生產(chǎn)流程、作業(yè)流程來(lái)說(shuō)，SIS、可編程邏輯控制、分布式控制等是最為重要的對(duì)象和內(nèi)容。在實(shí)踐中一定要確保儀表供電系統(tǒng)具有足夠的可靠性與安全性。這里的控制中心是SIS、可編程邏輯控制、分布式控制等測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部最為重要的一部分單元。絕大多數(shù)條件下，在控制中心能夠穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，其他單元就算是發(fā)生了嚴(yán)重的斷電現(xiàn)象也不會(huì)對(duì)儀表設(shè)備造成過(guò)多的影響與干擾。

面對(duì)這樣的條件和背景，此時(shí)就需要用科學(xué)、有效、合理的手段控制與保障控制中心供電足夠可靠、足夠安全。用這樣的方式和手段減少故障概率、隱患概率。在控制中心中測(cè)量控制儀表的地位十分特殊，完善過(guò)程中，最重要的就是供電容錯(cuò)和冗余選擇融合。

3.2 直流儀表配置

石化企業(yè)作業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，直流電主要依靠的是 24V 設(shè)備提供電能。為了保障直流儀表本身的供電系統(tǒng)可以保障安全，在實(shí)踐當(dāng)中就需要選擇有著獨(dú)立性的直流穩(wěn)壓電源負(fù)責(zé)供電。電源輸出整機(jī)部位有必要增加大功率二極管，實(shí)現(xiàn)電源隔離追求。依靠 220V 電源為其源源不斷的供電。在電源回路中來(lái)回供電，結(jié)合直流電源、交流電源大功率二極管、電路有效配置供電冗余。

3.3 單路電氣配置

對(duì)于石化企業(yè)在作業(yè)環(huán)節(jié)中遇到的各種問(wèn)題，在線分析、流量控制、壓力控制、可編程邏輯裝置需要將重心放在安全性管理。假設(shè)爆發(fā)短時(shí)間停電那么石化企業(yè)的安全生產(chǎn)、穩(wěn)定生產(chǎn)就會(huì)遇到很大的問(wèn)題和影響。對(duì)此需要同時(shí)參考經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)這兩項(xiàng)條件、兩項(xiàng)內(nèi)容[3]。以此為參照點(diǎn)確定不間斷電源在供電后的儀表用電需求獲得滿足。在供電系統(tǒng)當(dāng)中有必要安裝靜態(tài)開(kāi)關(guān)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，電氣儀表系統(tǒng)安全性往往要高于傳統(tǒng)電源。假設(shè)供電計(jì)劃當(dāng)中的 UPS陷入故障或是異常，那么靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)就會(huì)將狀態(tài)切回不間斷供電。在隔離不間斷電源以后獲得穩(wěn)定電壓，提高與保障儀表系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和安全性，留出足夠多的時(shí)間和空間用于電源的搶修與維護(hù)。

3.4 提高總電源可靠性和安全性

決定石化企業(yè)儀表供電系統(tǒng)能否可靠、安全的關(guān)鍵點(diǎn)在于需要可靠、安全的總電源。石化企業(yè)有必要選擇質(zhì)量好、性能穩(wěn)定且能力達(dá)標(biāo)的電源。用這樣的電源為石化生產(chǎn)提供足夠的電力。此外還要用 UPS 以及市電供電兩種模式，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全。