[發(fā)明專利]一種化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的壓力保護(hù)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410219527.3
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103995494A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高新江;孫峰;石寧;李傳坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 蘇雪雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工安全控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的壓力保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的發(fā)展，化工裝置日益朝大型化、復(fù)雜化及集成化等方向發(fā)展。一些化工裝置的設(shè)備可能存在如下危險因素：1、溫度、壓力較高；2、設(shè)備壓力受來料流量影響大，若出現(xiàn)來料串氣、調(diào)節(jié)閥故障或誤操作，易造成設(shè)備超壓；3、含有大量易燃易爆物料，若設(shè)備損壞導(dǎo)致物料泄漏，可能引起重大的火災(zāi)爆炸事故。

針對此類裝置的危險因素，目前主要通過安裝安全閥或爆破片，在壓力高于某一限值時泄放物料，以防止設(shè)備超壓損壞，但是泄放物料的收集是個難點(diǎn)。鑒于目前化工裝置設(shè)備大型化的趨勢，內(nèi)存物料多，循環(huán)流量大的特點(diǎn)，火炬系統(tǒng)需要處理能力非常大，投資額較大。為了防止關(guān)鍵設(shè)備的損壞，保護(hù)人員的安全，需要有防止設(shè)備超壓的安全控制措施。

裝置常用的安全控制措施有“安全儀表系統(tǒng)”(SIS)，此外使用的名稱還有“緊急停車系統(tǒng)”(ESD)。美國標(biāo)準(zhǔn)IEC-61508、IEC-61511及ISA-84.01-2004等，國標(biāo)《電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》對安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)范。不少專利及文獻(xiàn)都介紹了安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，如專利“安全儀表系統(tǒng)的功能安全評估方法”介紹了功能安全的評估方法，文獻(xiàn)“SIL技術(shù)在鎮(zhèn)海煉化的應(yīng)用”介紹了安全儀表系統(tǒng)在鎮(zhèn)海煉化的應(yīng)用情況。這些資料普遍是方法論的介紹。

高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)(HIPPS，High?Integrity?Pressure?Protection?System)是安全儀表系統(tǒng)的一種，此前多用于長輸管道與油田，如鄭曉彩介紹了高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)在NB35-2項(xiàng)目中的應(yīng)用，俞曼麗介紹了高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)在水下生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，但高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)尚很少應(yīng)用于化工裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為解決化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備超壓可能帶來的設(shè)備損壞、人身傷害等危險，防止由于采用安全閥或爆破片等泄放裝置所帶來的物料異常釋放次生危害，減低火炬系統(tǒng)的投資，本發(fā)明采用高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)對化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備故障、儀表失效、誤操作導(dǎo)致設(shè)備超壓時，可以快速動作，保護(hù)設(shè)備及人員的安全。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的壓力保護(hù)系統(tǒng)，其包括安全PLC控制器、隔離電路、執(zhí)行器、壓力傳感器和指示與操作面板；

所述安全PLC控制器用于接收壓力傳感器的壓力信號，進(jìn)行決策判斷，控制執(zhí)行器的開關(guān)，完成壓力保護(hù)功能，采用SIL等級較高的安全PLC防止誤操作以及控制失效；

所述隔離電路實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全電路與非本質(zhì)安全電路的隔離；

所述執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)快速有效的切斷物料。

其中，所述安全PLC控制器包括雙冗佘的電源、三冗佘的CPU、雙冗佘的I/O卡件和雙冗佘通信元件。

其中，所述隔離電路包括與AI相接的隔離式安全柵和與DO/DI相接的繼電器。

其中，所述執(zhí)行器為快速切斷閥或帶切斷功能的調(diào)節(jié)閥。

其中，所述壓力傳感器安裝在化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的不同部位上，安裝個數(shù)為2個或3個。

其中，所述指示與操作面板包括設(shè)備狀態(tài)指示燈、分層次停車按鍵和復(fù)位按鍵。

本發(fā)明提供了一種化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的壓力保護(hù)系統(tǒng)，其包括安全PLC控制器、隔離電路、執(zhí)行器、壓力傳感器和指示與操作面板；

所述安全PLC控制器包括雙冗佘的電源、三冗佘的CPU、雙冗佘的I/O卡件和雙冗佘通信元件；

所述隔離電路包括與AI相接的隔離式安全柵和與DO/DI相接的繼電器；

所述執(zhí)行器為快速切斷閥或帶切斷功能的調(diào)節(jié)閥；

所述壓力傳感器安裝在化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的不同部位上；

所述指示與操作面板包括設(shè)備狀態(tài)指示燈、分層次停車按鍵和復(fù)位按鍵。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的壓力保護(hù)系統(tǒng)可以提高設(shè)備出現(xiàn)超壓時的自動保護(hù)能力；具有可靠性高，誤動作少的優(yōu)點(diǎn)；投資較少；降低工人的工作量。

附圖說明

圖1a-1d為高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)的示意圖，包括a、b、c、d四種控制方案；

圖2為本發(fā)明提供的化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的壓力保護(hù)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成圖。

具體實(shí)施方式

一種化工裝置的關(guān)鍵設(shè)備的壓力保護(hù)系統(tǒng)，其包括安全PLC控制器、隔離電路、執(zhí)行器、壓力傳感器和指示與操作面板。