影响安全仪表系统联锁投用的原因探析

李传芳

摘 要：我国石油化工产业的快速发展，各种安全隐患也在不断增多，为了能够对石油化工装置进行安全有效的控制，必须要在国家法令、规范要求下设置独立控制的安全仪表系统，对整个生产装置的运行状况进行实时在线监控，一旦出现潜在隐患就能够瞬间作出动作，发出告警信息或直接执行预定程序，防止事故的发生、降低事故带来的危害及其影响。安全仪表系统的正常运转，对整个石油化工装置安全运行具有非常重要的影响，如果安全仪表系统出现故障，很容易导致安全事故的发生。本文通过对安全仪表系统联锁投用的原因进行分析，能够明确影响安全仪表联锁投用的主要原因，并且提出相应的解决对策。

关键词：安全仪表系统；联锁投用；影响因素

安全仪表系统最主要的功能就是确保石油化工装置的稳定运行，而且安全仪表系统联锁投用可以直接影响生产装置是否安全。但安全仪表系统联锁投用效果受到很多因素影响，必须加强安全仪表系统全生命周期管理，对安全完整性等级进行评估，确保安全仪表系统联锁投用的整体效果，保证施工的整体质量得到有效增强。

一、安全仪表系统联锁具体的分类

联锁保护系统的主要功能就是保障安全生产装置稳定运行，尽可能的减少事故发生几率，避免人身伤亡，减少事故破损等情况。安全仪表联锁系统包括工艺类联锁、设备联锁和安全环保类联锁等不同类别。

当生产过程中某些工艺变量或设备运行状态发生异常并接近危险值时，安全联锁保护系统动作，按照预先设计好的逻辑关系实现生产装置自动停车，以保护生产装置的安全。安全联锁保护系统：指由安全联锁开关、执行器、可编程逻辑控制器及其中间继电器、线路和将这些联系在一起以实现某些预定功能的联锁设定值、应用程序和系统软件等。

（一）工艺类联锁

工艺类联锁装置能够避免工艺运行参数，超过实际规定的安全范围，而且工艺联锁也能够对不同方面进行安全管理，一旦超出限定阀值就会立即发出警报，并且在瞬间采取动作。

（二）设备联锁

设备联锁能够避免设备的运行参数超过规定的安全范围，在设备运转的过程中能够对压缩机、高速泵等设备的转速、位移、振动、轴承、温度等具体的参数进行合理管控。

（三）安全环保类联锁

安全环保类联锁主要的监控就是对生产的安全运行参数进行分析，并且保证设备的环保效果得到有效控制，例如在厂房内设置可燃烟气报警器，能够在检测到火灾之后立即启动报警消防泵，可以快速地将火灾控制在萌芽期。

二、安全联锁投用的主要因素

（一）安全联锁可靠性和可用性特點

在安全联锁安全仪表投用的过程中，必须要确保可靠性与可用性相互兼顾，通过科学合理的选择安全联锁的可靠性和可用性，这样才能够确保最终呈现出可靠性和可用性的状态，例如在石油化工过程联锁元件电磁阀产生故障时，经常会显示为断电状态，但是整个工艺却正常运转，大多数的情况下，如果没有科学合理的选择安全联锁可靠性和可用性的特点，只注重对可用性的提升，或者是只注重可靠性的提升，而忽视了另一面则，很容易导致联锁投用受到影响，造成联锁投用效果不理想。由于部分成套的仪表设备质量不符合安全仪表系统的管理要求，而且其可靠性比较差，使用寿命比较短，所以无法有效投用，而且部分工艺联锁项目在设计过程中照搬工艺包，导致实际操作与工艺包不相符，也会引起联锁项目无法投用，很常见的就是制氢装置转化炉在预热炉膛时，由于压力低而停炉，所以不久之后就摘除。根据这样的情况，必须要对工艺过程控制和安全联锁进行有效区分，保证合理的系统配置，确保安全生产。

（二）现场检测仪表应用过程中存在的主要问题

在现场检测仪表的过程中主要包括工艺类和设备两方面的问题，其中工艺类主要是工艺介质产生变化，而导致仪表选型安装等出现各种异常，而且最终也会使得联锁无法正常投用。例如在流量测量采用孔板作为一次元件的差压式测量方法时，由于工艺介质性质与设计不符，运行过程中介质含水（或凝液），介质的密度因为含水量升高也会产生明显的变化，在冬季天气寒冷时也容易冻凝，最终导致测量结果不准确。公司制氢装置燃料气进转化炉F1002流量FT9201介质含水造成变送器正压侧引压管冷凝，导致流量FT2901显示满量程，致使转化炉长明灯燃料气调节阀FIC9201（与流量FT2901形成单回路控制）在自动状态下全关，造成长明灯燃料气压力PT9203（SIS联锁仪表）由0.251MPa降为0MPa，联锁（联锁值：0.04MPa）切断阀动作，长明灯燃料气中断，转化炉灭火。

在气化装置中，由于煤浆流量的测量主要以电磁流量计为主，但电磁流量计设置安装的距离与煤浆泵的出口距离过近，也会造成流量测量波动非常大，测量不准确等问题，这些因素都会导致联锁无法正常投用，在安全仪表联锁设计的过程中，最主要的就是对设计环节、安装环节、选型环节等根据装置运行实际工况进行合理的改进，调研类似装置运行情况，保障设计与实际运行的一致。

（三）在干扰方面

干扰可能会导致联锁的正常投用受到影响，而且解决比较困难。由于干扰的检测包括很多种情况，例如现场输入信号干扰、输出信号干扰以及对安全仪表系统的干扰。如果没有能够准确的判断、处理信号干扰问题，则很容易导致联锁投用效果不理想。通过对输入信号干扰进行控制，在现场通过卡件对输入判断闭合进行管理，也可以利用继电器作为隔离，如果对安全仪表系统进行干扰，则很有可能是因为接地不符合要求而引起的。

接地能够保证电子设备电磁兼容性（EMC）得到有效控制，正确的接地既能抑制电磁干扰的影响，而且也能够避免设备的运转发出干扰。错误的接地会造成干扰信号严重，也会导致整个SIS系统无法正常运行，其中SIS控制系统包括系统接地屏蔽，交流地以及保护地等不同类型，通过接地系统能够快速的促进SIS系统的运行效果。如果接地系统过于混乱，很容易导致各个不同接地点，电位分布不够均匀，而且不同接地点之间也会存在明显的电位差，造成闭环电路，导致整个电力系统无法正常运转，所以在电缆层中必须要保证一点接地，如果电缆屏蔽层的两端都接地，则很容易产生电位差，如果有电流经过屏蔽层，并且引发了一场状态，也很容易造成接地电流过多，而导致系统硬件发生破坏。

（四）管理方面的问题

在实际生产的过程中，由于大多数的操作人员有联锁投切的权限，在操作的过程中将软旁路开关会误打到旁路位置，而且辅助台上的硬旁路也会打到旁路位置，这样的情况很容易导致联锁投用效率低。为避免此类异常操作发生，必须要加强对安全联锁的管理，确保联锁管理制度得到有效落实，避免出现人为因素而导致各种问题的产生。

结论

本文通过对安全仪表联锁无法投用的具体原因进行分析，并且总结了在设计安全仪表系统时，必须严格按照生命周期任务内容以及目标考核等进行分析，加强工程设计方案的质量评估。确保安全仪表系统技术要求符合规范等，在工程基础设计和详细设计时，也应该结合具体的工况进行判断，加强对仪表的科学选型，确保仪表设备采购管理的效率和质量。

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