化工企业生产装置的电源故障, 是造成化工装置仪表频繁发生事故的主要原因。同时, 在化工生产过程中存在大量易燃、易爆、有毒物质, 如果仪表控制系统缺乏有效的供电可靠性与安全性, 将会给企业及员工的生命财产安全造成严重威胁。因此, 设计出一个供电可靠、稳定的控制仪表的供电系统至关重要。
1 仪表控制系统稳定供电的意义
首先, 化工装置仪表控制系统稳定供电可有效减少由电源中断所引起的事故发生。UPS供电作为化工企业生产装置的不间断电源, 在化工生产过程中扮演着极其重要的角色[1]。其供电方案设计的科学合理可显著提高化工装置的可靠性与稳定性, 从而可减少企业事故发生可能性, 是提高企业生产效率重要前提基础与必要条件。
其次, 仪表控制系统的稳定供电有利于生产技术、供电方案设计的更为合理, 有利于控制系统应用的更为广泛, 并能够为未来仪表控制系统供电可靠性的设计奠定坚实基础。
2 仪表控制系统供电安全可靠特点
2.1 双冗余供电
化工装置DCS控制系统 (分布式控制系统) 和ESD控制系统 (紧急停车系统) , 是当前自动化控制领域应用最为广泛的两种控制系统[2], 是企业的安全基础, 其过程控制站本身配置有双冗余供电系统, 即冗余供电系统的电能来源于双路独立的电源设备, 所以无论什么时候只要其中一个供电回路正常, 系统就能够维持正常运行。
2.2 UPS供电
UPS供电方案有单UPS供电与双UPS供电两种方案。双UPS供电方案拥有多种运行方式, 包括UPS双机并联运行、双UPS独立运行、UPS主从串联运行等。其中, 双UPS独立运行方式通过将两套独立在线式单UPS电源组合成一套双母线结构电源, 来为仪表控制系统供电, 每套UPS所需电能由变电所低压母线来提供, 从而实现两路输出的UPS供电模式, 实现真正意义上的双电源供电[3]。有关实践证明, 以这种方式运行的供电设计方案可达到非常高的可靠性。
2.3 事故应急电源 (应急发电机)
停电、设备故障引发系统断电等情况, 是化工生产过程中经常出现问题, 缺乏事故应急电源情况下, 将会给企业带来十分严重后果。因此, 事故应急电源是企业所必须配备的一个重要设备。同时, 这也是仪表控制系统供电所必须拥有的设施[4]。主要有应急发电机、应急蓄电池等。都可作为事故应急电源装置。其中, 应急发电机是化工企业使用较多。总之, 事故应急电源是石化装置仪表控制系统可靠供电所不可缺少的重要保障。
3 仪表控制系统供电设计实例
以内蒙古某石化公司为例, 该公司年产12万吨的己内酰胺工艺属于大型石化装置, 包括己内酰胺精制、环己酮、双氧水、硫酸等装置。该公司石化生产工艺流程复杂, 物料有毒有害且易燃易爆, 必须使用具备高可靠性、高安全性的仪表控制系统, 进而对所有生产装置实时状态监控与管理, 以及实现装置安全联锁保护[5]。所以, 除了提高装置仪表及控制系统的可靠性与稳定性之外, 还需切实提高仪表控制系统供电可靠性。这就要求合理设计控制仪表供电系统。
该系统采用双UPS独立运行供电方案为控制仪表供电, 以单独普通电源作为仪表及控制系统的辅助供电设施的总体设计方案。对于仪表供电的设计, 该公司采用中央控制室与现场机柜室相分离的形式, 即在全厂设置一个中央控制室, 在现场设置多个机柜室, 同时根据不同用电设备类型, 在两种机室分别设置独立的仪表供电系统, 使之符合其用电设备运行所需供电需求。
4 结语
综上所述, 伴随我国加快石化产业发展步伐的不断推进, 石化装置将逐渐趋于大型化和智能化。与此同时, 石化生产对仪表控制系统及其供电可靠性与稳定性的要求也会变得越来越高。因此, 石化企业在引进先进装置与生产工艺的同时, 应充分重视起仪表控制系统的供电设计方案, 努力提高仪表控制系统的可靠性, 确保石化生产安全高效。
摘要：近年来, 化工装置仪表控制系统的安全性与可靠性, 及其对供电可靠性的影响越来越受到社会各界的关注与重视。和传统仪表系统相比, 如何实现高可靠性的安全仪表系统一直是科技研发的一个难题。化工装置仪表控制系统的安全性与可靠性作为企业工艺流程中最重要的保护工具之一, 有着十分重要的意义。本文主要阐述了仪表控制系统稳定供电的意义、供电安全可靠的特点以及供电设计实例。
关键词：仪表控制系统,供电,可靠性
参考文献
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[4] 郭新锋, 谢涛.大型石化装置仪表供配电系统设计[J].自动化与仪表, 2013, 08:55~60.
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