0引言
過(guò)去的幾十年里,社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展使得過(guò)程工業(yè)的規模越來(lái)越大,帶來(lái)的整個(gè)系統所面臨的風(fēng)險也隨之增加。系統設計、實(shí)施和操作過(guò)程中任何一個(gè)小的失誤,都有可能給企業(yè)帶來(lái)嚴重的后果,造成巨大的經(jīng)濟損失,更為甚者,將會(huì )給周?chē)沫h(huán)境帶來(lái)災難性的后果。例如:1988年北海阿爾法油田爆炸事件;2006發(fā)生的吉化爆炸事件等等,至今還讓人們心有余悸。為了防止事故的發(fā)生,減少由此帶來(lái)的損失,保證企業(yè)的高度穩定運轉,一套能夠檢測裝置的異常動(dòng)作,并對可能發(fā)生的潛在危害作出相應動(dòng)作的系統是必不可少的。安全儀表系統(SIS)正是基于該目的被提出來(lái)的。
1石油煉化概念與SIS的必要性分析
石油煉化一般包括如下的一些工業(yè)步驟:常壓蒸餾和減壓蒸餾;原油的脫鹽、脫水;催化裂化;催化重整;加氫裂化;延遲焦化;煉廠(chǎng)氣加工。
原油一次加工和二次加工的各生產(chǎn)裝置都有氣體產(chǎn)出,總稱(chēng)為煉廠(chǎng)氣,就組成而言,主要有氫、甲烷、由2個(gè)碳原子組成的乙烷和乙烯、由3個(gè)碳原子組成的丙烷和丙烯、由4個(gè)碳原子組成的丁烷和丁烯等。它們的主要用途是作為生產(chǎn)汽油的原料和石油化工原料以及生產(chǎn)氫氣和氨。發(fā)展煉油廠(chǎng)氣加工的前提是要對煉廠(chǎng)氣先分離后利用。煉廠(chǎng)氣經(jīng)分離作化工原料的比重增加,如分出較純的乙烯可作乙苯;分出較純的丙烯可作聚丙烯等。
石油化工工業(yè)是典型的流程工業(yè),由于多數物料易燃易爆,操作條件為高溫高壓,易發(fā)生安全事故。隨著(zhù)石油化工裝置規模的日趨大型化,設計操作指標離安全臨界點(diǎn)越來(lái)越近,造成發(fā)生危險的可能性也在增加,人們對安全系統的認識也在提高,這就對安全系統提出了新的要求。由于過(guò)程的復雜性、原料的變化、最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求、裝置規模以及設備、人身、環(huán)境的保護等因素,適當的過(guò)程控制以及安全系統的設置尤其顯得十分必要。一套合理的SIS系統能夠有效降低整個(gè)系統的風(fēng)險,能夠提高系統裝置的可用性,在石化等行業(yè),SIS系統已經(jīng)成為保障企業(yè)安全可靠運行的必備方法之一。
2基于SIL的應用原則
典型的煉化裝置為安全所設置的層層保護包括:工藝過(guò)程設計;基本調節,過(guò)程報警及操作員監視;緊急報警,操作員監視并且手動(dòng)干預;安全儀表系統SIS;物理保護(爆破膜,安全閥);工廠(chǎng)緊急響應;所在社區緊急響應等。由此可見(jiàn),從第2層到第4層的保護都是由儀表及其控制系統來(lái)實(shí)現的。尤其儀表系統的最后一層保護——SIS更是至關(guān)重要。目前許多裝置的設計中增加了工廠(chǎng)危害和可操作性研究HAZOP和儀表保護功能研究IPFStudy,其中包括儀表安全度等級SIL確定。這使得儀表安全保護系統的設計更加科學(xué)與完善,有助于避免在設計中發(fā)生安全性能達不到要求或采取過(guò)多安全保護的現象。SIL是用來(lái)描述安全儀表系統安全綜合評價(jià)的等級,指在規定的條件及時(shí)間內,安全系統成功實(shí)現所要求的安全功能的概率。SIL越高,安全系統實(shí)現所要求的安全功能失敗的可能性就越低。
