氯碱装置GDS 系统改造

2021-04-12周栋

中国氯碱 2021年7期

周栋

（安徽华塑股份有限公司，安徽滁州 233290）

某氯碱公司原设计中没有可燃有毒报警（GDS）系统，可燃有毒报警器接入在DCS 系统中，现场可燃有毒报警器本体不带声光报警功能，区域没有声光报警，为了满足安全生产需要，现对氯碱厂进行GDS 系统改造。改造由项目负责人对GDS 系统设计、计划申报，物资采购验收、施工过程、质量监督、打点调试、投入使用全面跟踪。

1 设计阶段

委托设计院进行设计，由于是旧装置改造，可以充分考虑利旧原则，在原设计基础上进行升级改造，这样能节约资金。初期应与设计人员沟通，提出业主的要求。

一般设计院提供的图纸包括：仪表数据表、电缆表、I/O 表、报警器布置图、监控数据表、联锁系统逻辑图等。

设计图纸的审核，应充分根据现场实际情况，提出宝贵意见，建议根据GB/T 50493—2019《石油化工可燃和有毒气体检测报警设计标准》和安监总管三（2014）116 号的要求来审核，如可燃有毒检测器信号应送至有人值守的现场控制室和中心控制室等进行显示报警，设计时现场工艺交接班室显示报警可能会漏掉。

重要参数审核：

（1）氯气检测仪。电化学原理、0～5×10-6、防爆等级Ex d IIC T4、4～20 MA 三线制带一体声光报警功能、一级报警 0.31×10-6、二级报警 0.61×10-6。

（2）氢气检测仪。催化燃烧原理、0～100%L.E.L、防爆等级Ex d IIC T4、4～20 MA 三线制带一体声光报警功能、一级报警25%L.E.L、二级报警50%L.E.L。

（3）氯乙烯检测仪。电化学原理、0～50×10-6、防爆等级Ex d IIC T4、4～20 MA 三线制带一体声光报警功能、一级报警25 mg/m3、二级报警50 mg/m3。

（4）乙炔检测仪。红外原理、0～100%L.E.L、防爆等级 Ex d IIC T4、4～20 MA 三线制带一体声光报警功能、一级报警25%L.E.L、二级报警50%L.E.L。

（5）庚烷检测仪。红外原理、0～100%L.E.L、防爆等级 Ex d IIC T4、4～20 MA 三线制带一体声光报警功能、一级报警25%L.E.L、二级报警50%L.E.L。

（6）逻辑联锁部分。区域报警联锁、综合联锁报警输出现场中控交接班室和中控室。

（7）现场声光报警器。隔爆型、红色、音效强度≥105 dB、防爆等级Ex d IIC T4。

2 费用预算

根据具体情况，做出预算，首先要熟悉需要改造的地方，清单如下。

（1）GDS 系统 4 套（烧碱、乙炔、VCM、PVC 四个装置区），GDS 系统厂家平均报价（厂家会根据点位报出价格，一般都会报的偏高）。

（2）电缆预算。首先计算仪表点位，确定哪些点位需要重新铺设电缆，现场实际测量或者图纸预估计算电缆米数。需要注意的是，如果仪表之前是两线制，现在就要全部替换成三线制，如果之前是三线制，可以选择更换或者利旧，如选择利旧，机柜间内做跨接线，GDS 系统控制柜需放在DCS 机柜间内。本次改造使用点对点直拉电缆，现场区域声光报警器使用的电缆为两线制，现场声光报警器使用的电缆型号：ZR-DJVVP 1×2×2.5，有毒可燃检测仪使用的电缆型号ZR-DJYVPR 1×3×1.5，电缆应按照10%的余量进行申购。

（3）设计费用、施工费用（施工人员报价）、可燃有毒检测器的采购费用按照以往的费用做参考，其他辅材费用包括尼龙扎带、防爆直通穿线盒、膨胀螺栓、声光报警器、U 型管卡、槽钢、角钢、防爆挠性管、镀锌焊管、黄绿相间接地线等。

3 采购阶段和验货

（1）GDS 系统的采购，招标文件中要写全面，如供货详单、安全级别要求、零部件品牌、备用点余量、备件清单、预留OPC 通讯接口、modbus 接口、是否冗余配置等。关于GDS 系统品牌建议调研，提前了解性能和价格差异，建议考虑与DCS 系统统一品牌，这样以后如需通讯或维护都较方便。需要注意的是，现在国家对GDS 系统没有过多的安全要求，但数据需要上传至安全监管中心，从长远来看，建议系统提高采购标准，本次升级要求GDS 系统取得T V认证，所有电源、控制器、网络全部冗余配置，其安全度级别达到SIL3。

系统订货后需把I/O 表、数据表、联锁逻辑图等资料发给系统工程师，方便厂家出图，发货前应要求厂家组态全部做好。

（2）可燃有毒检测器的采购，严格按照仪表数据表进行采购，经过与厂家沟通及参照平时使用情况来看，品牌之间报警器性能差距很大，质保期要有明确要求，可燃检测器一般24 个月的质保期，有毒检测器的传感器还是依赖于进口，一般质保期18 个月。

（3）电缆、及辅材的采购，电缆要严格按照型号购买，声光报警器的音效强度≥105 dB，防爆要求要满足，跟踪物资到货时间，物资到货应严格按照申报型号来验收。

4 施工阶段

（1）提前通知工艺车间和公司，解除已上传安监局的数据，以免发生误报警影响正常生产。

（2）GDS 系统安装，按照订货尺寸需提前制作底座，以方便到货后直接安装，节约施工时间。 GDS系统要求是UPS 供电，系统送电后，应仔细检查各卡件工作状态，按照可燃有毒布置图，核实内部组态有无错误，发现错误及时修订。

GDS 系统柜送电前检查：检查所有接线是否松动，建议接线端子全部紧固一遍，检查卡件数据插头是否紧固牢靠；检查系统接地是否正常牢固，分为保护接地（控制柜外壳、电源外壳、卡件外壳接地等接地）和工作接地（仪表屏蔽线）；检查控制网络冗余状态，卡件指示灯状态是否正常。

组态工程检查的重点：上位机画面仪表点的位置、数量是否与设计一致，仪表参数高报、高高报、量程、单位是否一致；位号注释说明是否描述正确，通常是描述检测器的位置信息；检查联锁逻辑图是否与设计一致。

（4）电缆铺设、现场穿线管配置、仪表支架制作、有毒可燃检测器的安装，施工过程中注意事项。

电缆中间不允许有接头；电缆接线两头建议使用压线端子（线鼻子），减少故障率的发生；施工过程中需注意电缆屏蔽的问题，现场侧电缆头的屏蔽要用绝缘胶带包裹好，屏蔽层接地会干扰信号。防爆区现场不允许有失爆现象；氯气、氯乙烯检测器安装高度传感器距地坪0.3～0.6 m，乙炔、庚烷安装高度传感器距地坪0.5 m；氢气安装高度传感器距地坪2 m。

（5）施工过程的安全。由于是改造项目，一般是在运行的生产装置中施工，应注意防爆区的施工安全，施工过程中可能存在动火、登高、吊装等特种作业，要严格按照审批程序，安全措施做好，监护到位再作业。项目负责人应与工艺和施工人员充分沟通，确保施工过程中的人员和装置安全。

（6）现场的焊接安全。建议现场能不动焊就不要动焊，本次改造四个装置区全部没有动焊，全部预制好到现场安装，这是对施工人员的要求，如确需动焊，应做好动火分析，为了防止焊机回路电流穿过附近的仪表本体烧坏仪表，焊机的地线要与焊点尽可能靠近。

5 调试阶段

（1）打点调试之前，应把现场仪表、柜内全部接线检查并紧固一遍，保证线路通畅，准备打点调试记录本，用于调试登记。

以氯乙烯检测器标定为例，标气为40×10-6，氯乙烯的量程为 0～50×10-6，一级报警 8.96×10-6，二级报警 17.92×10-6。

氯乙烯检测仪通气，应显示为40×10-6，如显示低于或高于40×10-6应做校验调整。

（2）联锁调试。 GDS 系统联锁主要是输出现场和中控区域声光报警，调试过程中需对每个联锁条件单独调试。检测仪自带的声光报警达到高报值时，本体仪表发出声光报警，当达到高高报警时，除了本体仪表报警外，同时联锁输出区域报警、现场工艺交接班室报警和中控室报警。联锁调试完成后，做好联锁调试记录，需工艺人员、仪表人员、系统厂家共同签字确认。

（3）检查GDS 系统仪表点历史趋势是否正常，操作记录系统报警记录是否正常。

（4）有毒可燃检测器的校验，如检测仪厂家不能提供安监部门出具的合格证，需向安监部门申报检测器的校验，安监部门检验合格出具合格证，检测器的校验周期一般为一年，为了确保检测器能稳定检测，建议半年进行自检一次。