石油化工乙烯ESD控制系统的设计与分析

石油化工属流程工业,具有高温,高压,易燃,易爆等特征,在生产中具有极高的危险性,因此实现生产装置的安 全,稳定,高效运行不仅是提高效益的关键,而且对生产人员,生产设备,以及整个社区安全都十分重要.在新一 轮乙烯改造中,扬子石化选用了国际先进的 ESD(Emergency Shut down, 紧急停车)系统实现装置的安全控 制.650kt/a 乙烯扩建装置 ESD 系统由两个层次的方式构成:裂解炉区,压缩区,急冷区和公用工程区实现联锁 保护控制;冷区和热区的塔系统控制除要求实现联锁控制外,还要求实现 SI(Safety Instrumented System)控 制,以确保装置在发生 电力,循环水装置或仪表系统等公共故障时火炬的排放量得到有效控制.原 400kt/a 乙烯装置采用的是 Honeywell 公司的 LM(逻辑管理器)系统对装置进行联锁控制,因本轮改造经费所限该部分没有改为安全性 更好的 ESD 系统. 一 乙烯 ESD 系统的设计原则 1. 系统部分的设计原则 (1)为确保装置安全,稳定,可靠地运行,提高系统的运算速度,在扩建的新区设计中采用两套 ESD 系统分别控 制两个重要的区域,一套用于控制裂解炉区, 急冷区,压缩区,加氢区和公用工程区,另一套用于冷区和热区. (2)中央控制室(CCR)在原有控制室内进行扩容,DCS 在原有系统的基础上进行扩容,US 操作站与原系统保 持统一.ESD 系统主机安装在新机柜(NRR)间,装在 DCS 辅操台上的按钮,开关,报警灯的控制采用远程控制 站(RXM)控制,远程控制站设在 CCR,CCR 和 NRR 之间的通信由三冗余的光缆构成. (3)为提高程序的扫描速率,ESD 系统内部未设计第一事故报警程序,区分第一事故的设备选用美国 Ronan 公司的分体式报警器,报警器的灯屏部分安装在辅助操作台上,作为操作人员的一种人机界面,控制部分安装 在机柜间. (4)本着安全高于控制的原则,所有关键联锁检测点采用先进 ESD 系统,再 通过 SMM(安全管理器模件)与 DCS 中的 UCN(万能控制网络)通信,实现在 US(通用操作站)上的数据显示. (5)新区和老区分别设计 SOE(事故顺序记录仪)站,两套 ESD 系统共设有 4 个 SOE 站,各站间用以太网 (Enternet)相连. (6)重要的 I/O 点全部选用热备冗余方式,输入卡全部选用光电隔离型,非 SIL(Safety Interity Level)级的输出 卡选用继电器隔离或光电隔离型,避免现场干扰信号的影响. (7)交流电源采用双路方式供给电源模件,一路电源经 UPS(不间断电源)供给 ESD ......