安全仪表系统在石油炼化系统中的应用

李 瑞

（陕西延长石油（集团）有限责任公司永坪炼油厂，陕西延安 717208）

整个石油炼化过程都需要在高温、高压、易爆、易燃的环境当中进行，并且最终的成品以及过程当中使用到的材料也属于液态或者气态的易燃易爆物质，很容易发生泄漏以及挥发。其次，在含硫原油的加工比例逐年提高的背景之下，硫化氢已经被广泛运用在现在的石油炼化过程当中，导致金属设备被腐蚀的风险不断加大。除此之外，整个石油炼化工作具有连续性以及复杂性。大多数石油加工生产的工序较多，过程较为复杂，所以需要长周期连续作业，一旦一个生产程序发生失误，会导致整个车间甚至全场停工。资金和技术密集也是石油炼化行业的显著特点。石油炼化过程需要使用到许多高新的技术以及相关的设备，同时石油行业也是资金型产业，无论是技术还是设备都需要大量的资金。

1 安全仪表系统在石油炼化系统当中的重要性

1.1 提高了石油炼化系统的安全性

一般情况下，石油化工工业生产当中所应用的物料易燃易爆的风险较大，当其处在温度较高，压力较大的环境当中时，安全事故的发生风险会显著增大。并且随着石油化工行业的不断发展，石油炼化系统的规模较之前相比也有了明显的增加趋势，工作人员在操作的时候风险不断提高。为了进一步提高工作人员的生命安全以及设备的稳定运行，需要更加重视安全系统的应用，并且要促进安全系统使用率的不断提高。对生产过程当中的实际的安全应用进行严格的设置，可以保证操作环境以及操作人员的安全，并且还能够避免机械设备的性能在满足一定条件之后受到损伤。在整个石油炼化系统当中，安全仪表系统从始至忠都扮演着至关重要、不可代替的角色。

1.2 对生产过程进行科学监测

安全仪表系统主要是由传感器、逻辑运算器以及最终执行原件共同组成的，其中传感器主要是负责监测任务，逻辑运算器主要负责控制工作，而最终执行原件则负责执行最后的指令。安全仪表系统可以对整个生产过程进行科学的监测，并且针对生产过程中存在的危险进行报警提示，操作者在收到通知之后，可以立刻对已经预定的程序进行执行，从而最大限度地避免安全事故的发生，最终事故所造成的危害也能够有效降低。所以技术人员在设计安全仪表系统的过程当中，需要将石油化工原料方面的变化有机结合起来，始终严格遵守繁杂的生产过程质量以及其他方面的要求，保证安全仪表系统的规范性和科学性。并且还要将安全仪表系统在化工生产装置当中的应用作为最终依据，进行科学合理的设计，从而最大限度地保证炼化过程当中的安全性以及通畅性，确保设备能够正常的运作，并且提高操作人员的生命健康安全保障，进一步对风险事故进行科学有效的控制，最大程度地提高企业的经济效益。

2 基于安全等级完整等级的应用原则

典型的炼化装置为安全设置的层层保护措施，主要包括工艺过程设计，基本调节，过程报警，操作员监视，安全仪表系统以及所在社区紧急响应等。其中安全仪表系统的最后一层保护更是至关重要。现阶段许多石油炼化系统当中都增加了工厂危害以及可操作性的研究，其中包含了仪表安全度等级确定的内容，使得仪表安全保护系统的设计更加科学完善，可以避免在设计过程当中发生安全性能达不到要求，或者采取过多安全保护的现象。

3 安全仪表系统的设计原则

3.1 保证安全仪表系统的准确性和可靠性

在石油企业当中，仪表系统工作的环境较为复杂，所以不能够经常进行更换，因此仪表安全系统在设计时能否达到长期保证稳定运行的效果就显得十分重要。要想保证仪表系统在运行时的安全性和稳定性，需要全面考虑设计情况，在硬件的选择、结构设计以及软件程序的运行等方面进行全面考虑，一旦设计系统时出现了错误的操作或者失去了供电，都要保证仪表系统能够自行纠正或者自行学习，进一步保证系统的正常运行。

3.2 确保仪表应予维护和拓展

石油化工行业对于安全性的要求较高。石油炼化的整个过程需要在高温高压易燃易爆的环境下进行，并且整个过程当中使用到的材料也属于易燃易爆的挥发性气体和液体，为了保证工作人员以及企业的安全，需要采取针对性的防护措施。为了及时对生产过程以及相关材料和设备的参数进行监控，大多数石油炼化系统都会使用到针对性的安全仪表，进一步监测各个设备的实时参数。所以应当加大对安全仪表系统的维护和拓展，定期对其进行维修和检查，并且还要尽可能减少安全仪表的使用数量，便于工作人员进行检修。

3.3 安全仪表系统在石油炼化当中的应用

石油化工工业属于典型的流程工业，生产过程当中使用到的材料大多属于易燃易爆的物体，并且需要在高温高压的环境下进行操作，发生爆炸等安全事故的风险较大。在石油化工装置的规模逐渐扩大的背景之下，设计操作指标离安全临界点也越来越近，使得发生危险的风险不断加大，整个石油化工生产过程都对安全系统提出了新的要求。石油化工工程的生产过程较为复杂，整个生产过程的安全性会受到原料的变化、最终产品的质量要求、装置规模，以及设备、人身、环境的保护等因素的影响，在实际的生产过程当中进行使当地安全控制，对安全系统进行科学的设置就显得十分重要。

在石油炼化过程当中增加安全仪表系统的安全性以及可靠性已经势在必行。除此之外，为了进一步保证石油炼化系统的安全，还需要结合石油炼化过程当中使用到的原料的各种变化、石油炼化的具体过程、石油炼化环境以及各个方面的因素，只有将这些影响因素控制在可控范围之内，才能够保证整个石油炼化系统的安全性。所以说一套合理的，完整的安全仪表系统，能够有效地降低整个石油炼化系统的风险同时提高系统装置的可用性，在石油等行业，安全仪表系统已经成为保证企业安全可靠运行的必备方法之一。

4 系统设计

4.1 检测执行原件设计

为了全面降低检测元件自身的故障率，在选择检测元件的时候需要使用具有较高质量和性能的产品，尤其是安全水平认证以及智能产品方面更是应当加大关注。其次在选择执行原件的时候，对于安全仪表系统二以上等级的系统，最好是用冗余配置或者独立的执行原件，当两种方式都产生效果时，同执行软件冗余相比，使用具有更高可靠度的执行原件，能够达到更好的效果。

4.2 系统逻辑设计

逻辑运算属于安全仪表系统当中的核心内容，一套性能较好的安全仪表系统，不仅需要具有合理并且可靠的硬件配置，完善的逻辑设计同样是安全仪表系统稳定运行的基础。为了保证安全仪表系统的逻辑设计，需要在系统设计当中，对冗余检测软件的逻辑进行合理的使用，比如检测原件三重冗余配置三取二等，从而提高安全仪表系统的可用性和可靠性。在实际应用的过程当中，为了保证安全仪表系统自身的安全性，需要通过触发器逻辑电路的应用，进一步完成对安全保护动作的复位以及触发目标，避免在应用的过程中出现安全保护动作自锁逻辑电路情况的发生。只有保证了安全仪表系统具有合理可靠的硬件设施以及完善的逻辑设计，才能够提高安全仪表系统的稳定性，进一步保证石油炼化系统的安全性。

5 安全仪表系统未来的发展趋势

安全仪表系统已经经过了长期的发展，在经历了气动继电器固态继电器以及PLC 几个重要的发展阶段之后，新型的安全仪表系统，凭借着自身具备的高性能以及低维护成本的优势，大大增强了自身在石油炼化系统中的可靠性和可用性，还可以提高企业的经济效益和社会效益，在石油企业市场经济的发展过程当中扮演的角色也越来越重要。与此同时安全仪表系统自身存在的故障率较为明显，为了进一步提升安全仪表系统的可靠性和可用性，在今后的实际设计过程当中，需要根据自身的故障对系统设备的运行的实际状态进行科学的讲座以及诊断，并且在发生故障之后需要及时发出警报，从而减少系统出现故障的几率，不断提高系统运行的效率。

6 结束语

安全仪表系统在整个石油炼化系统当中发挥着非常重要的作用，并且随着石油炼化系统使用设备数量的增加以及自身规模的扩大，对安全性的要求也在不断提高，通过合理的使用安全仪表系统可以有效地检测装置当中的各种异常动作，进而保障石油化工的安全。石油炼化系统自身需要的材料属于易燃易爆材料，并且操作环境较为复杂，使得石油炼化系统发生安全事故的风险不断提高，在实际的生产过程当中，如何通过有效的稳定的安全系统控制石油炼化系统自身运行过程当中的设备稳定性，对于石油企业来说至关重要。所以企业需要结合自身生产的实际情况，针对需要炼化系统在运行过程当中可能发生的风险，配备相应的安全仪表系统，从而提高石油炼化系统的安全性。