如何對石油化工生產(chǎn)中儀器儀表進行安全供電探討

        現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，帶來了諸如計算機、控制技術(shù)、傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，這些技術(shù)在石油化工行業(yè)中的應(yīng)用也日益**。現(xiàn)代化的種智能化、精密的自動化測控儀器儀表精確度、可靠性較高，對石油化工生產(chǎn)中的溫度、壓力等測量**度高，極大地提高了石油化工生產(chǎn)的安全性，促進石油化工產(chǎn)品有效生產(chǎn)。由于石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用的各種精密電氣測量儀表諸如電磁流量計、外夾式超聲波流量計等產(chǎn)品的供電都屬于一級負荷，石其生產(chǎn)過程存在高溫高壓、易燃易爆等危險元素，要求其生產(chǎn)自動化系統(tǒng)具有較高的可靠性和安全性，對于供系統(tǒng)的要求較高，為保障石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)，需要提高其電氣儀表的供電安全。不僅提高系統(tǒng)設(shè)備的電源可靠性，還要合理配置儀表供電系統(tǒng)，降低控制系統(tǒng)和儀表的供電風(fēng)險。本文主要從電氣儀表等設(shè)備的電源安全性探討了提高電氣儀表供電系統(tǒng)安全性的方法。
 
一、電氣儀表供電系統(tǒng)的電源
　　1.1 儀器儀表設(shè)備及供電系統(tǒng)
　　石油化工生產(chǎn)中使用的精密儀器儀表設(shè)備主要有溫度儀、壓力表、流量儀、行程儀、分析測量儀、操控執(zhí)行元件、壓力變送器等，另外還有集控操作站、工程師站、各類輔助測控儀器，對于整個自動化生產(chǎn)系統(tǒng)一般采用DCS分散測控系統(tǒng)和SIS儀表測控系統(tǒng)。對電氣儀表的供電設(shè)施主要有PLC控制器、電控閥、220VAC交流電源等。電氣儀表系統(tǒng)的其他附屬電氣設(shè)備主要包括控制系統(tǒng)的機柜、分析儀機柜內(nèi)的照明設(shè)備、散熱風(fēng)扇、加熱器等設(shè)備。
　　1.2 主要儀器儀表的供電要求
　　DCS分散控制系統(tǒng)是整個自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的核心，DCS的運行安全直接關(guān)系到自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。DCS相關(guān)裝置在生產(chǎn)時一般采用雙回路電源供電，相對單回路供電具有較高的安全性。
　　SIS儀表測控系統(tǒng)如同DCS系統(tǒng)，也采用雙回路冗余配置的電源，并配有雙電源調(diào)整器，在使用過程中只要保證一回路供電安全即可正常運行。
　　當(dāng)電源出現(xiàn)短時間的波動時，對現(xiàn)場儀表如溫度儀、壓力變送器等影響不大，但是參與聯(lián)鎖現(xiàn)場儀表變送信號，如軸振動、軸移位等信號會受到較大的影響，信號的偏差可能造成一系列的誤動，如聯(lián)鎖動作機組停止、閥門誤動等。為保證儀器接收信號的可靠性，一般對儀表的電源選擇雙電源并聯(lián)供電，即使用兩個回路的220VAC電源對兩臺24V直流電源供電，確保供電安全。
　　外圍設(shè)備一般采用單回路電源供電，其偶爾瞬間斷電不會影響到系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，但是過于頻繁的斷電或啟動會影響設(shè)備的使用壽命，對系統(tǒng)的正常運行也有一定的影響。
　　PLC、電控閥、使用220VAC交流電源的供電儀表系統(tǒng)等參與安全保護的設(shè)備需要采用雙電源冗余配置，提高供電安全，保護儀器儀表安全。
　　電氣儀表系統(tǒng)的附屬設(shè)備一般采用單路電源供電，當(dāng)供電出現(xiàn)短時間的故障時不影響電氣儀表系統(tǒng)的正常運行，通常直接連接市電。但為保證電氣儀表系統(tǒng)的正常運行也需要對這些設(shè)備的供電故障及時進行排除。
　　
二、儀表供電安全性隱患
　　石油化工企業(yè)的儀表供電電源一般是將電網(wǎng)220VAC轉(zhuǎn)換為24V、110V、220V三個等級的電壓，通過AC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為24VDC，對直流儀表進行供電，通過變壓器轉(zhuǎn)換為110VAC，對相應(yīng)儀表進行供電，采用UPS（不間斷電源）220VAC對需使用各種雙回路冗余配置電源儀表進行供電，并使用低壓短（斷）路器對線路進行控制。常見的石油化工電氣儀表供電安全隱患主要表現(xiàn)在：*先，對需要經(jīng)過24VDC直流供電的直流儀表沒有按照要求采用冗余配置模式；二，DCS、PLC系統(tǒng)等需要采用雙回路電源的儀表未采用雙回路供電，而在分子線路上并聯(lián)兩個電源對回路進行供電，當(dāng)斷路器斷開、UPS電源故障、外部電網(wǎng)中斷等事故發(fā)生時，電氣儀表形成封閉的供電線路，造成短路。提高石油化工電氣儀表的安全、正常運行，需要提高電氣儀表供電系統(tǒng)的安全性、可靠性。
　
三、提高電氣儀表供電系統(tǒng)安全性分析
　　3.1 總電源
　　在連接市電對石油化工企業(yè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)進行供電時，選擇大于10kVA的供電電源，并采用兩個UPS電源或者UPS電源與市電供電并行的供電方式，在整體上確保系統(tǒng)的供電安全。
　　3.2 雙回路供電儀表系統(tǒng)
　　DCS分散控制系統(tǒng)、SIS儀表測控系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等是石油化工自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的核心，這些測控儀表系統(tǒng)的供電安全十分重要，因此對這些測控儀表系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備在生產(chǎn)時需要確保其生產(chǎn)質(zhì)量，并在供電中采用冗余+容錯控制方式，設(shè)置兩個獨立的電源，其中一個為主電源，另外一個為冗余電源，當(dāng)其中一個電源出現(xiàn)故障停止供電時，系統(tǒng)仍然能夠正常運行，提高關(guān)鍵元件供電的可靠性。
　　3.3 直流供電儀表系統(tǒng)
　　石油化工企業(yè)的24VDC直流儀表的供電需要采用AC/DC轉(zhuǎn)換裝置，將市電220VAC電流轉(zhuǎn)換為24VDC電流。采用兩臺24VDC直流穩(wěn)壓電源，進行并聯(lián)供電，在每個電源輸出正極端連接一個大功率解耦二極管，對兩個電源進行隔離，形成直流電氣儀表的供電冗余配置，這種冗余配置方案不僅簡單、成本低廉，還有效提高了直流電氣儀表供電的安全性。
　　3.4 單路220VAC供電儀表系統(tǒng)
　　在石油化工自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中，對生產(chǎn)中的壓力表、流量儀、位移儀、在線分析儀、小型獨立PLC控制系統(tǒng)等的供電要求相對較低，這些系統(tǒng)儀器短時間的斷電對石化產(chǎn)品的生產(chǎn)影響不大。因此為節(jié)省成本，降低線路的復(fù)雜性，對這些設(shè)備系統(tǒng)直接采用市電單路電源供電，單路220AC供電能夠滿足這些電氣儀表的供電需求，從技術(shù)層面和經(jīng)濟層面都較為合理。
　　單路220VAC供電儀表雖然可以在短時間內(nèi)允許斷電，但在發(fā)生斷電事故后需要及時進行搶修，長時間的斷電會影響儀表對相關(guān)數(shù)據(jù)的測量和控制，影響化工產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。在供電系統(tǒng)中安置一個靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，即當(dāng)UPS不間斷電源出現(xiàn)故障后，內(nèi)部電路閉鎖控制靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)將電源切換為市電，市電對石化企業(yè)電氣儀表系統(tǒng)進行隔離供電，一方面保證電氣儀表系統(tǒng)的供電安全，另一方面為對UPS電源進行搶修提供了便利。
 
四、本文結(jié)語
　　隨著石油化工的發(fā)展，石油化工生產(chǎn)的控制系統(tǒng)規(guī)模不斷增大、集中，形成包含眾多的測控電子儀器的控制系統(tǒng)。為保證石油化工企業(yè)生產(chǎn)中電氣儀表發(fā)揮對生產(chǎn)參數(shù)的測量和控制作用，保證石化產(chǎn)品的安全生產(chǎn)，需要提高電氣儀表的供電系統(tǒng)安全性。確保電氣儀表供電系統(tǒng)的安全一方面要提高控制系統(tǒng)設(shè)備電源的可靠性，另一方面在設(shè)計、安裝、使用中合理進行供電系統(tǒng)的設(shè)計和實施，提高供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。(本文由潤中儀表科技有限公司整理發(fā)布)

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