空分装置安全仪表系统设计

发布时间：2021-08-10 20:41

　　安全仪表系统是确保空分装置安全运行的重要保证,针对空分装置安全仪表系统的设计问题,介绍了需从检测单元、逻辑控制单元、最终执行单元三部分整体设计。对于最重要的逻辑控制单元的设计,介绍了采用安全可编程控制器的实现方案,总结了当前安全可编程控制器的主要结构和特点。针对空分装置安全仪表系统回路数较少,采用整套安全可编程控制器成本负担较重的特点,提出了基于安全报警器和安全继电器的设计方案,并结合实际3取2投票结构计算公式,计算了采用该方案实现的逻辑控制器失效率,结果验证了该方案的安全性和经济性。最后分析对比了两种方案的特点和使用场合,为空分装置安全仪表系统设计者提供了重要参考。 

【文章来源】：自动化应用. 2020,(01)

【文章页数】：2 页

【部分图文】：

典型2oo3SIS回路图

除了采用安全认证的控制器之外，还可以通过安全报警器加安全继电器的方法实现SIS系统的逻辑控制单元，同样以温度低低联锁切断阀切断工艺介质的SIS回路为例，采用倍加福公司的温度报警器KFD2-GUT-1.D，见图2，该温度报警器可以测量铂电阻，热电偶等温度信号，并根据预先设置好的报警温度输出干接点报警信号，同时可以将温度转化为4～20mA模拟量信号用于装置的温度调节控制。该温度报警器EXIDA安全认证证书中失效率数据如表1所示，在测试间隔时间为1年，硬件冗余度为1的前提下，可以计算出需求失效率（PFD）为3.55×10-4，根据IEC61508，可判定该报警器安全完整性等级（SIL）可以满足SIL2等级要求。

使用该报警器自带的两路报警干接点输出，按照图3的方法连接，可以实现2oo3的联锁逻辑，根据IEC61508中2oo3投票结构失效率计算公式[8]:可以计算出2oo3结构时PFD为3.59E-05，可以看到该失效率数据与采用安全PLC的失效率数据基本相当，同样可满足SIL2等级要求。此外图3中K22可以采用带复位功能的安全继电器来作为联锁输出执行原件，如倍加福的PSR-SCP-24UC/ESM4/3X1/1X2/B，这样就形成了一个3路温度信号检测，多路跳车信号输出，并且必须复位的SIS联锁回路，同时报警器还可以将检测的3路温度测量值送给其他控制器用于温度调节。

【参考文献】：
期刊论文
[1]化工装置安全仪表系统安全完整性等级计算[J]. 薛利俊.  自动化仪表. 2018(05)
[2]石油化工安全仪表系统的设计分析[J]. 马彩君.  石化技术. 2017(09)
[3]安全仪表系统（SIS）在大型煤化工装置上的应用[J]. 李俊杰.  数字技术与应用. 2013(02)
[4]石油化工安全仪表系统的设计及实施探讨[J]. 刘齐忠,林融.  石油化工自动化. 2010(05)



本文编号：3334746