催化裂化裝置緊急停車系統(tǒng)的設計

催化裂化裝置緊急停車系統(tǒng)的設計

油擠出裝置具有高溫、高壓、易爆、易爆等特點。因此，應確保設備的安全運行，必須安裝一套必要的緊急停車系統(tǒng)，以確保設備的安全運行。緊急停車系統(tǒng)ESD又叫安全儀表系統(tǒng)SIS,是一種獨立于生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)用于裝置的安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)。當裝置出現(xiàn)緊急情況時直接發(fā)出保護聯(lián)鎖信號對工藝流程、大型機組設備實行緊急停車或聯(lián)鎖保護,以避免造成巨大損失。永坪煉油廠50×104t/a催化裂化裝置原來的緊急停車系統(tǒng)使用一套小型PLC,程序固化在ROM中,故障率高,維護難度大,沒有人機界面,已遠遠不能滿足安全生產(chǎn)的需要。2009年初經(jīng)過招標等程序,最后確定采用德國HIMA公司生產(chǎn)的H41/51q-HRS系統(tǒng)對原系統(tǒng)進行升級改造。2009年4月開始該系統(tǒng)的設計、組態(tài),8月和10月分別進行了FAT驗收和SAT驗收,2010年3月初至4月中旬,在永坪煉油廠裝置大修期間完成了該系統(tǒng)的安裝、調試,并于4月12日投入使用,保證了催化裂化裝置的一次開車成功。到目前為止,該系統(tǒng)運行安全可靠。1h41/97q系統(tǒng)的容錯功能HIMA的H41/51q系統(tǒng)為CPU四重化結構(QMR),即系統(tǒng)的中央控制單元共有四個微處理器,每二個微處理器集成在一塊CU模件上,再由2塊同樣的CU模件構成冗余的中央控制單元。HIMA的1oo2D結構產(chǎn)品已獲得AK6/SIL3的安全認證。采用雙1oo2D結構,即2oo4D結構的目的是為用戶提供最大的實用性,其容錯功能使得系統(tǒng)中任何一個部件發(fā)生故障,均不影響系統(tǒng)的正常運行。與傳統(tǒng)的三重化結構相比,它的容錯功能更加完善。H41/51q系統(tǒng)為模塊化結構,中央機架部分包括中央單元、通訊模塊和電源模件組成。每個51q系統(tǒng)能擴展16個I/O子機架,每個I/O子機架可容納16個I/O模塊。系統(tǒng)的SOE功能可對系統(tǒng)本身的故障或導致聯(lián)鎖停車的各種事件進行記錄,SOE事故記錄分辨率為ms級,最多可以存儲100,000條事件記錄。2esd-rom系統(tǒng)的設計2.1充填故障診斷系統(tǒng)過程點永坪煉油廠50×104t/a催化裂化裝置ESD系統(tǒng)硬件由一臺控制站、一臺工程師站(兼操作員站、SOE站)、一臺操作站、兩面輔助操作臺及通訊網(wǎng)絡等設備組成,控制站與操作站采用RS485進行通信。HIMAH41/51q系統(tǒng)具備完備的冗余、容錯技術;電源設備、控制站處理器、I/O卡件、各級網(wǎng)絡通訊部件和總線均為1:1冗余配置。HIMA系統(tǒng)兩個冗余的卡件同時運行,一旦主控制硬件出現(xiàn)故障時被切除,后備控制硬件能自動不間斷控制,所以HIMA系統(tǒng)冗余卡件無故障修復時間限制。HIMAH41/51q系統(tǒng)對輸入/輸出模塊和中央處理器模塊都具有內部故障診斷功能,并能檢測內部工作點的通斷故障,系統(tǒng)可在一個掃描期內對系統(tǒng)的全部硬件和軟件運行進行診斷,診斷率達99.99%。CPU和I/O卡件的故障信息均可以4位字符顯示在CU的信息窗以及系統(tǒng)的工作站上。故障模件的位置可被顯示出來,如機柜號、I/O卡件的機架號、I/O槽號等。控制站及機柜放置在控制室的機柜室,在操作室內設置1臺工程師站(兼有操作站、SOE),1臺操作站,為現(xiàn)場操作人員和維護人員使用。控制站通過系統(tǒng)RS485通訊卡分別與工程師站和操作站進行數(shù)據(jù)交換。工程師站完成軟件組態(tài)及其下載,并兼SOE站功能,高效率記錄事件順序,方便緊急停車后進行事故分析。輔助操作臺上安裝主要聯(lián)鎖部分報警指示燈和停車、復位按鈕。保證對裝置、機組在故障狀態(tài)下的的緊急停車。2.2電子視頻監(jiān)控系統(tǒng)在esd人機界面的應用本基于elopiiiros本系統(tǒng)內部軟硬件組態(tài)采用HIMA開發(fā)的軟件ELOPII完成。該軟件是一個經(jīng)過TUV認證,滿足SIL3應用要求的HIMA工業(yè)化軟件包。它基于WINDOWSXP操作平臺,并有著極其友好的人機操作界面。在工程師站上可以進行ESD系統(tǒng)的在線、離線監(jiān)測,監(jiān)視整個過程變量的數(shù)值和變化情況。也可通過邏輯圖畫面,觀測到邏輯處理的動態(tài)過程。ESD的組態(tài)、維護也都通過ELOPII完成。人機界面組態(tài)采用Wizcon軟件,該軟件編制容易、靈活、功能強。具備流程顯示、報警顯示趨勢等功能,具備一般的操作功能。Wizcon軟件還具有SOE功能,用于在線記錄系統(tǒng)的各類報警及動作事件,并進行存儲,可供查詢、追溯、打印,可以記錄的數(shù)據(jù)量大于100,000條。2.3電力系統(tǒng)界面設計主體程序的設計是實現(xiàn)邏輯控制的核心部分。本系統(tǒng)主體程序由裝置自保系統(tǒng)和機組自保系統(tǒng)兩大部分組成。其中機組自保系統(tǒng)又分為主風機自保、氣壓機自保和增壓機自保三部分。以裝置自保為例,根據(jù)工藝和設備要求,裝置自保分為切斷進料、切斷兩器、切斷主風、切斷增壓風四部分。相互之間聯(lián)系密切,從上圖可以看到切斷主風的條件有以下幾個:主風流量低低限滿足兩個以上;主風機組自保信號發(fā)出;備用主風機自保信號發(fā)出;軟手動切斷主風HM1103。上述四個條件任何一個滿足,則發(fā)出切斷主風信號,并將導致切斷兩器、切斷進料、切斷增壓風等邏輯條件滿足,而切斷兩器、切增壓風、切斷進料。由于ESD系統(tǒng)只有在緊急停車時使用,平時正常操作時操作人員不可能經(jīng)常去監(jiān)視各個操作界面,所以ESD系統(tǒng)的界面設計要做到方便、快捷、直接。當裝置發(fā)生聯(lián)鎖時,讓操作人員能在最短的時間里判斷出是哪里出了問題、出現(xiàn)問題的原因是什么,應該如何處理,所以畫面要做的簡單直觀,顏色注釋醒目,邏輯關系一目了然。3esd系統(tǒng)自身故障引起的停車和聯(lián)鎖永坪煉油廠50×104t/a催化裂化裝置ESD系統(tǒng)在2010年4月份正式投用至今,未發(fā)生過因ESD系統(tǒng)自身故障引起的裝置停車。在幾次裝置設備故障