导航：安全管理网>> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

基于外贴式液位开关的球罐SIS安全仪表系统设计

文档作者：兰天文档来源：福斯特惠勒(河北)工程设计有限公司		点击数：	更新时间： 2021年01月08日
下载地址：点击这里	文件大小： 1.00 MB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：1.00 MB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：白河发电隧洞结构安全分析

上一篇： VRLA电池的安全使用与维护

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

Eva
 aly. Created with Aspose. PDF. Copyright 2002-2019 Aspose Pty Ltd
 Technology
技术纵横
文献标识码:B文章编号:1003092160-04-中图国分类号:TP273
基于外贴式液位开关的球罐SIS
安全仪表系统设计
 Design of Spherical Tanks Safety Instrument Systems
 External Liquid Level Switch
兰天(福斯特惠勒(河北)工程设计有限公司,河北石家庄05
河北某年产100k胶乳项目罐区储运生产过程中存在大量的易
摘要:液位是储罐主要的控制参数,形式不同的储罐液位测量要求也不燃和易爆物质,如丁二烯、苯乙烯醋酸乙烯等,其中丁二烯储
尽相同,本文根据外贴式液位开关的工作原理分析了其在实际使用中的优
势。在化工生产中,为防止和降低石油化工工厂或装置的过程风险需设置
存在1000m3的压力球罐,其他物料存放在相应的立式储罐。根据
《SH/T307-2007石油化工储运系统罐区设计规范》,压力储罐应
S安全仪表系统,该系统的合理设计以及运行情况直接影响到装置的安全
运行。本文针对某项目中的重大危险源丁二烯球罐,根据其SIL等级分析确
设置液位计、高液位报警器和高高液位自动联锁切断进料装置
定了球罐SIS系统的主要控制参数,具体设计了基于外贴式超声波液位开关设计中储罐液位计一般采用压差式液位计同时设置高液位报警
的SS安全仪表系统及完整的联镜控制,并投入生产运行。在实际生产中外和高高液位联锁停卸车泵,高液位报警器一般选用液位开关。
贴式超声波液位开关可靠性高、维护简单,工作量小,设计的SS系统安全
稳定性高,运行情况良好保证了项目罐区和整个厂区的安全生产。
1外贴液位开关的工作原理及应用优势
关键词:外贴式液位开关SIS安全仪表系统;球罐:联锁控制
现在工业上使用的液位开关有超声波式、浮力式、浸入式电
 Abstract: The liquid level is the main control parameters of the tank.Its
容式,音叉式、压力式液位开关。其中大部分是接触式在本
 are not same for the different type of tanks项目中,针对球罐容积大、尽量不开孔,储存物料易燃易爆、不
 According to the working principle of the extermal switch of the liquid lvel we接触外界空气等环境条件,需要选用一种非接触式,不开孔插人
 tical applications In order to prevent and r的液位开关,外贴式超声波液位开关正好满足这种要求
 I plant or equipment, it is necessary to set
11工作原理
 roduction. The reasonable
超声波液位检测有脉冲回波法、共振法、频差法以及声衰
 vill directly affect the safe operation of the
减法等,其中应用较广的是脉冲回波法超声波在罐壁内环绕
 rs of the sphere及反射不受介质气泡、压力等因素的影响。外贴式超声波液位开
关及其探头产生高频超声波脉冲可穿过容器壁,此脉冲在容器壁
和液体中传播以及被反射回来,通过对这种反射特性的检测和计
 cternal ultrasonic liquid
k. This system is put into operationnt算,判断出检测点处容器内是否有液,对液位进行检测报警。同
 quid level switch is high reliability液位开关输出继电器信号送人DCS系统或其他过程控制系统,
oad. The designed SIS is high security实现对液位的联锁控制。
 safety of the tank area and the entire project plant in
1.2应用优势
外贴式超声波液位开关采用非接触式测量,测量过程中不与
s External liquid level switch Safety Instrument SystemsSIS:介质直接接触,不受介质的温度、比重、腐蚀性的影响,并有效
剔除介质挂壁及上部起雾和泡沫影响,较好地保证了工作的可靠
性。测量介质包含纯净液体、乳状液体、悬浮状液体,也可配多
种探头,不仅可测量常压和高压的储罐装置,还适用于对卫生要
 94 AUTOMATION PANORAMA 2016.4
 Evaluation Only. C
 Aspose.PDE. Copyright 2002-2019 Aspose Pty Ltd
求严格的环保型罐;解决了厚壁储罐液位报警测量的难题,最大只要有一个达到设定值系统送出信号进行紧急事故联锁。
可测罐壁厚达到60mm。非接触式罐壁外安装、不开孔、不动火
设置的紧急事故切断和联锁关闭进料阀门采用余电磁阀,
工作量小、安装费用低,不需要停止生产运行即可安装维护和使为分别带两个电磁阀的开关阀,系统正常操作条件下带电,联锁
用,目前安装方式较多的是磁力吸附方式和胶粘安装方式开关时不带电;冗余输入的SIS系统逻辑包括输入信号偏差报警,其中
重复性和稳定性高,不易造成误报警:没有可动部件,几乎可以2个变送器的信号偏差,报警设定值为5%。
做到无磨损、无腐蚀,使用寿命较长;环境温度可高至300℃,并
2.2SIS系统设计
且和压力无关;装有复合探头的此装置还能自动校准,免调试
SS系统整体包括现场仪表和执行器,按照故障安全型设
图1为液位开关安装示意图(以立式储罐为例)
计:系统独立于DCS系统设置,采用经过SIL认证的PLC系统进行
储罐
联锁控制:可与DCS进行通讯,但DCS系统不能向SIS系统写入数
据。为避免SIS系统和DCS系统的信号接线出现差错,SS系统配
置独立的控制机柜、工程师站、操作员站和独立的通信网络、冗
余电源等SIS系统中使用的软件、硬件和仪表必须遵守正式版本
探
探头
并已商业化,同时必须获得国家有关防爆,计量、压力容器等强
制认证。严禁使用任何试验产品
设计的球罐SIS系统联锁控制流程如图2所示。图2中LSA仪表
变送器
点为外贴式液位开关,LISA仪表点为磁致伸缩液位计
图1外贴式超声波液位开关安装示意
丁二烯球罐
2球罐SS系统控制参数和设计
罐区生产过程主要使用DCS系统进行控制,对储罐的压力
中
液位等参数设置声光报警和联锁系统。因罐区涉及“两重点一重
大”(即重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化
学品重大危险源),经过对罐区内危险化学品重大危险源进行辨
田
识和计算,确定丁二烯球罐属于一级重大危险源通过进行危险
与可操作性(HAZOP)分析,确定丁二烯球罐的安全危险等级
图2球罐SIS系统联锁控制流程示意图
为SIL2级,为了进一步提高罐区的本质安全性水平、保证安全生
设计的SIS系统具体联锁控制如下:
产,防止事故发生,设置了安全仪表系统(sis, Safety Instrumented
当丁二烯球罐外贴液位开关或磁致伸缩液位计任一液位高于
 System)正常生产时SI系统处于休眠或静止状态,一旦球罐现设定值时,SIS系统进行声光报警,同时送出两路开关量联锁信
可能导致安全事故的情况时,系统能够瞬间准确动作,进行紧急号,送至执行器上的电磁阀,联锁关闭球罐进料切断阀,停止向
事故切断和联锁控制,使生产过程安全停止运行或自动导入预定球罐内打料,防止球罐液位继续升高,引发冒顶危险也可手动
的安全状态,作为工业过程中更为重要的安全控制措施
拍下丁二烯球罐紧急停车按钮,联锁关闭球罐进料切断阀,紧急
2.1主要控制参数
停车。球罐SIS系统联锁控制逻辑示意图,如图3所示
在大容量球罐检测控制中,罐体的温度、罐内的压力和液位为主
要的控制参数。丁二烯球罐的液位由于生产装置的用料和罐区装卸鹤
SIS系技产光
管的进料不断发生变化,可能会出现丁二烯物料抽干和物料冒顶泄漏
上字闪
的危,因
的危险,因此SIS系统的主要控制参数为球罐的液位,仪表检测元件
T二球科
和取源点独立设置,分别采用外贴式超声波液位开关和磁致伸缩液位
T二车
 LSV-xoOXX
计两种测量方式不同的液位传感器构成“1o2”冗余,液位开关和磁
pb-下
致伸缩液位计分别进行高高液位报警,信号送至SIS系统进行比较
图3球罐SS系统联锁控制逻辑示意图
 20164 AUTOMATION PANORAMA 95
 Evaluation Only. Created with Aspose. PDE. Copyright 2
 Technology
技术纵横
(上接92页)
设计的SIS系统由于采用外贴式超声波液位开关这种非接触式液3.6.2改造内容
位报警仪表,减少了在承压球罐上的开口和动火,降低了重大危险
通过对气压机控制系统升级改造,将原调速系统改成
源危险物料泄漏和燃烧爆炸的概率,仪表的维护和检修强度降低: TRICON ITCC系统在新的控制系统中将PLC第三方调速器取
控制系统运行可靠,使用比较方便,维护量小,安全性能得到提消,用P脉冲卡直接采集速度脉冲信号
高SIS系统设计完成投入使用后,丁二烯球罐的安全性明显增高
罐区生产的可靠性提高,生产过程中没有一次因SIS系统误动作造成
丁二烯球罐紧急停车及无法继续向罐内打料而影响装置生产
3结语
由于仪表必威体育官方网站
的发展,在化工项目生产设计中,特别是在罐
区储罐液位测量中,非接触液位仪表使用越来越多IS安全
仪表系统由于其在工业生产中重要的特殊安全性,系统在设计
选型使用和维护中需要严格遵循安全标准和设计规范,设计
图10改造后气压机转速脉冲卡件及上位机转速调节画面
选用的仪表需要充分考虑现场的安全性,仪表使用的可靠性以及
3.6.3改造后效果
系统的稳定和操作性
改造后的调速系统,测量转速精度更高,可以达到1%,响
本项目自设计投产应用以来,丁二烯球罐的SS系统工作稳1应速度更快、无滞后,并对机组调速控制防喘振控制、联锁及
定可靠,操作维护方便,同时企业根据自身实际情况,综合采取
PID等控制功能做到无缝兼容,投用后运行可靠,便于操作人员
多种安全可靠性措施,确保系统功能安全实现,充分可靠地保1能够准确,快速地对气压机转速进行控制,实现了机组长周期运
证了企业丁二烯球罐的安全生产、环境安全以及全厂长周期、持1行的目的
续稳定安全生产
4结语
参考文献:
仪表使用寿命的长短,取决于仪表现场安装环境的优劣,特
中华人民共和国国家发展和改革委员会SHT37-207,化工储别是主风机,气压机这种大型机组,现场温度高、振动大,对仪
运系统罐区设计规范(S北京:中国石化出版社2008:12-13
2]刘志伟全新概念的液位开关表技术与传感器,1998(1248
表的测量效果影响很大。要想机组能够长周期运行,必须改变现
3才勇智林成武,超声波液位计在原油储油罐中的应用微计算机信息场仪表的安装环境,这就要求在今后的维护工作中,善于发现
化200925(7-1):92
4]金梅,王昌波,白任彦外贴式超声波液位开关在储罐上的应用科技
题、分析问题、解决问题,确保机组能够长周期运行
5]张建国安全仅表系统在过程工业中的应用M]北京:中国电力出版社参考文献:
2010.系
何庆,金寿集散控制系统原理及应用(2版)M北京:化学工业出版
6]张琳ZWCK系列新一代智能外贴超声液位开关(石油化工自动社200210120-125
化2002.4:86-88
!(2陆德民石油化工自动控制设计手册(3版)[M]北京:化学工业出版社
7张燕明,陈永军超声波液位开关在顺装置中的应用中国化工贸易,2000(1):162-297
2013.2:132.133
3]王常力,罗安,集散型控制系统选型与应用M北京:请华大学出版社,
8中国石油化工集团公司GB/50770203、石油化工安全表系统设计1996(11126127
4]ARGG装置工艺技术规程修订版[M]大庆:大庆炼化公司19996):
李胜利卢金若石油化工装置安全仪表系统的设计石油化工自动化79870表修订版M]大庆:大庆化公司1994
2007(02):18-22
5]AR
10]王娟妈安全仪表系统中F&amp;amp;GS系统的设计自动化与仪表2014,298799
(4):1014
 [6] WOODWORD[M]. ITCC Production Introduction, 2001(11): 34-39
作者简介
作者简介
兰天(1985-),男,河北寿人,工程师,硕士,现就职于福
徐林庆(1966-),男,辽宁本溪人,工程师,本科,现就职于
斯特惠勒(河北)工程设计有限公司,主要研究方向为自动化仪
大庆炼化公司机电仪厂,主要研究方向为现场仪表与过程控制系
表应用。
统的维护与维修
 96 AUTOMATION PANORAMA 2016.4

网友评论 more

电力安全论文最新内容

03-05