導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

長輸管道安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文檔作者：李冬華文檔來源：中國石油天然氣管道工程有限公司東北分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月17日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大?。?232.68 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?32.68 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：長輸管道安全防護(hù)技術(shù)探討

上一篇：長輸管道建設(shè)工程安全管理探究

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

應(yīng)用研究}APPLICATION RESEARCH CHINA INSTRUMENTATION中閩俄囂镢表
長輸管道安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)
Design of Safety Instrumented System in Pipeline
李冬華
(中國石油天然氣管道工程有限公司
東北分公司，遼寧沈陽110031)
摘要：我國長輸管道的快速發(fā)展，對其安全平
穩(wěn)運(yùn)行提出了更高的要求，安全儀表系統(tǒng)
(SIS)作為長輸管道數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)
(SCADA)的重要組成部分顯得越來越重
要。一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、應(yīng)用靈活的
安全儀表系統(tǒng)，是長輸管道ScADA系統(tǒng)設(shè)
計(jì)時(shí)考慮的重點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：長輸管道安全儀表系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)
Abstract：W ith rapid development of pipelines
in ours country，the safety and stability is put
forward higher request，Safety Instrumented System
(SIS)，an important component of pipelines，is
becoming more and more important．SIS system
of advanced technology,reliable performance，and
flexible application is key point that designers have
to consider during designing of pipelines SCADA
system ．
Key words：Pipeline SIS SCADA
56
2012年第3期
1引言
在現(xiàn)代長輸管道系統(tǒng)中，如果某個(gè)設(shè)備工作不
正常，可能導(dǎo)致管線停輸，甚至可能造成火災(zāi)、爆炸
等危險(xiǎn)事件，對人員、設(shè)備和環(huán)境造成災(zāi)難性后果。
長輸管道安全儀表系統(tǒng)作為SCADA系統(tǒng)的重要組
成部分，越來越引起長輸管道生產(chǎn)管理者、維護(hù)者
和設(shè)計(jì)者的關(guān)注與重視。
本文以慶鐵四線原油管道為背景，介紹了一種
技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的長輸管道安全儀表系統(tǒng)。
2安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
慶鐵四線原油管道安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)主要
遵循以下幾條原則：
(1)系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置：將安全儀表系統(tǒng)從功能上
分離設(shè)置。
(2)系統(tǒng)安全完整性：充分考慮系統(tǒng)的各個(gè)組
成部分，如檢測儀表、控制器、執(zhí)行器及傳輸電纜
等對整個(gè)安全儀表系統(tǒng)的安全完整性的影響。一般
情況長輸管道安全儀表系統(tǒng)的安全完整性等級為
SIL2級。
(3)系統(tǒng)可用性：充分考慮各個(gè)安全功能的需
求及它們之間的相互影響，又應(yīng)處理好與SCADA的
關(guān)系。
(4)功能優(yōu)先：確保安全儀表系統(tǒng)在功能上及
其產(chǎn)生動(dòng)作上優(yōu)先于SCADA系統(tǒng)安全功能的需求
及它們之間的相互影響，又應(yīng)處理好與SCADA的關(guān)
系。
中閱豫囂住表CHINA INSTRUMENTATION
2012年第3期
APPLICATION RESEARCH f應(yīng)用研究
3長輸管道安全儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
根據(jù)慶鐵四線輸油管道的工藝要求，其安全
儀表系統(tǒng)分成：緊急停車系統(tǒng)(ESD)、機(jī)泵監(jiān)視系
統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及火氣報(bào)警系統(tǒng)等幾個(gè)功能相對
獨(dú)立的控制系統(tǒng)。
3．1緊急停車系統(tǒng)(ESD)
ESD系統(tǒng)是保證管道及各站場安全的重要系
統(tǒng)。當(dāng)管線或站場發(fā)生意外事故，如：火災(zāi)、爆炸、
大量原油泄露等情況時(shí)，為了保障站場和管線的安
全，避免造成更大的損失，設(shè)置ESD功能，當(dāng)ESD
功能被觸發(fā)時(shí)，將停運(yùn)一切站內(nèi)工藝運(yùn)行設(shè)備，把
管線與事故站隔離，減小損失，盡最大程度保證安
全。
ESD系統(tǒng)的功能設(shè)置分為3級：單體設(shè)備ESD、
泵站隔離、全線快速停車。全線快速停車命令只能
由沈陽調(diào)度中心發(fā)出。
進(jìn)站壓力、泵入口匯管壓力、出站壓力各設(shè)置2
個(gè)壓力變送器信號(hào)去ESD系統(tǒng)，另外每個(gè)信號(hào)還設(shè)
置2個(gè)壓力變送器信號(hào)去SCADA系統(tǒng)，當(dāng)SCADA系
統(tǒng)檢修或SCADA系統(tǒng)故障時(shí)，ESD系統(tǒng)完成壓力保
護(hù)作用。當(dāng)進(jìn)站壓力高時(shí)，全線ESD功能觸發(fā)；當(dāng)泵
入口匯管壓力低于設(shè)定值時(shí)，延遲t秒，執(zhí)行順序停
泵，直至壓力正常；當(dāng)出站壓力高于設(shè)定值時(shí)，立即
執(zhí)行順序停泵，直至壓力正常。
3．2機(jī)泵監(jiān)視系統(tǒng)
當(dāng)泵軸承溫度、泵殼溫度、泵機(jī)械密封泄漏、泵
振動(dòng)、電機(jī)三項(xiàng)繞組溫度、電機(jī)定子溫度等檢測參
數(shù)超限時(shí)，機(jī)泵監(jiān)視系統(tǒng)立即執(zhí)行機(jī)泵聯(lián)鎖保護(hù)程
序。
3．3火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)
站控室和變電所設(shè)置感煙探測器、感溫電纜。
當(dāng)系統(tǒng)檢測到火災(zāi)信號(hào)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)將發(fā)出聲
光報(bào)警信號(hào)，并由火災(zāi)報(bào)警盤顯示火災(zāi)發(fā)生的位
置。
在站控室和變電所走廊適當(dāng)位置設(shè)置地址式
手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、警笛(警鈴)。
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由消防電源、控制器、輸入輸出
模塊、感溫探測器、感溫電纜、感煙探測器、手動(dòng)報(bào)
警按鈕、聲光報(bào)警器組成，系統(tǒng)通過雙RS485總線
連接。
3．4火氣報(bào)警系統(tǒng)
室內(nèi)工藝裝置區(qū)內(nèi)安裝可燃?xì)怏w檢測儀表，在
站控室儀表盤上安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器，顯示可燃?xì)?
體濃度并報(bào)警，在重要工藝裝置區(qū)內(nèi)安裝防爆聲光
報(bào)警警笛，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警值時(shí)聯(lián)鎖啟動(dòng)
通風(fēng)機(jī)，同時(shí)向現(xiàn)場發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作人員，
如果其濃度繼續(xù)上升達(dá)到一定水平時(shí)，站控系統(tǒng)超
高限報(bào)警并停通風(fēng)機(jī)，這時(shí)操作人員緊急停運(yùn)所有
正在運(yùn)行的輸油泵機(jī)組。
輸油泵房、供油泵房內(nèi)設(shè)火焰探測器，火焰檢
測信號(hào)引入站控室儀表盤上的火焰報(bào)警控制器顯示
報(bào)警。
3．5安全儀表系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)的關(guān)系
安全儀表系統(tǒng)是SCADA系統(tǒng)的重要組成部分，
安全儀表系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)配合非常重
要，在本自動(dòng)控制系統(tǒng)中，安全儀表系統(tǒng)與SCADA
系統(tǒng)的關(guān)系如圖1所示。
SCAD A
系統(tǒng) 簍-7 安全儀表系統(tǒng)
火氣報(bào)警系統(tǒng)
以太網(wǎng)TCP／IP
ESD系統(tǒng)I I機(jī)泵監(jiān)視系統(tǒng)
圖1安全儀表系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)的關(guān)系
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和火氣報(bào)警系統(tǒng)把相關(guān)報(bào)警信
息經(jīng)過火災(zāi)報(bào)警控制器輸出后，以電纜的方式接入
SCADA系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)與ESD系統(tǒng)和機(jī)泵監(jiān)視
系統(tǒng)以通信的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，通信接口為TCP／
IP。
57
應(yīng)用研究l APPLICATION RESEARCH CHINAINSTRUMENTATION中閩{j【=囂{夏是
4安全儀表系統(tǒng)檢測儀表設(shè)計(jì)
安全儀表系統(tǒng)檢測儀表必須滿足以下條件：
(1)精度高，性能可靠、防爆等級不低于EXd
IICT6、防護(hù)等級不低于IP65，在長輸管道廣泛應(yīng)
用。
(2)所選儀表必需取得有關(guān)安全完整性認(rèn)
證。
(3)關(guān)鍵儀表必需單獨(dú)設(shè)置，采取冗余方式。
如進(jìn)站壓力、泵入口匯管壓力、出站壓力、火焰探測
器等。
壓力變送器可選用ROSEMOUNT／厶＼司3051S智
能型產(chǎn)品；可燃性氣體探測器與火焰探測器可選用
NET SAFETY／厶＼司的高安全性能的產(chǎn)品。
4．1安全儀表系統(tǒng)執(zhí)行器設(shè)計(jì)
為了保證安全儀表系統(tǒng)的可靠性，在慶鐵四線
原油管道中，采用高可靠度的的電液聯(lián)動(dòng)球閥，該
閥行程時(shí)間為20-100s，其行程時(shí)間可根據(jù)要求調(diào)
整，而一般電動(dòng)閥行程時(shí)間為120～300s，當(dāng)接收到
安全儀表系統(tǒng)指令時(shí)，該閥能進(jìn)行快速開關(guān)；該閥
還設(shè)有儲(chǔ)能器，保證在該閥掉電時(shí)，能夠完成一次操
作。
4．2安全儀表系統(tǒng)傳輸電纜設(shè)計(jì)
為了保證系統(tǒng)的安全，安全儀表系統(tǒng)的信號(hào)電
纜、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)總線均采用隔熱隔火的阻燃交聯(lián)
聚乙烯絕緣聚乙烯護(hù)套銅絲編織屏蔽控制電纜。
4．3安全儀表系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
安全儀表系統(tǒng)中，ESD系統(tǒng)、機(jī)泵監(jiān)視系統(tǒng)各
自采用一套單獨(dú)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的CPU模
塊、電源模塊及通信接口均采用冗余配置，該產(chǎn)品
在長輸管道廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品通過了安全認(rèn)證，其安
全完整性等級為SIL2。
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：模擬量智能化、全
總線制、聯(lián)動(dòng)型、局域網(wǎng)絡(luò)化。系統(tǒng)采用全總線通
信技術(shù)，報(bào)警與聯(lián)動(dòng)制共線，可通過CAN總線將多
臺(tái)控制器聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成火災(zāi)報(bào)警控制局域網(wǎng)系統(tǒng)。
2012年第3期
火氣報(bào)警系統(tǒng)采用單路聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，
報(bào)警器除了接收火氣檢測儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)外，還能
輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和接點(diǎn)輸出信號(hào)接入SCADA
系統(tǒng)。
4．4安全儀表系統(tǒng)輸入輸出信號(hào)設(shè)計(jì)
(1)開關(guān)量輸入信號(hào)
1)安全儀表系統(tǒng)的開關(guān)量輸入信號(hào)采用常閉
(NC)信號(hào)；
2)緊急停車按鈕應(yīng)為常閉(NC)信號(hào)；
3)檢測元件的屏蔽、維護(hù)按鈕為常開(N0)信
號(hào)；
4)聯(lián)鎖保護(hù)復(fù)位按鈕為常開(N0)信號(hào)。
(2)開關(guān)量輸出信號(hào)
安全儀表控制系統(tǒng)的輸出至執(zhí)行元件(電磁閥
或電氣設(shè)備)之間的環(huán)節(jié)盡可能少。安全儀表系統(tǒng)控
制系統(tǒng)輸出的開關(guān)量信號(hào)為常閉(NC)信號(hào)，使得
電磁閥處于常帶電(勵(lì)磁)狀態(tài)，保證故障時(shí)電磁閥
失電(非勵(lì)磁)，相應(yīng)安全保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行，使受控設(shè)
備處于安全狀態(tài)。
(3)軟件設(shè)計(jì)
一套好的安全儀表系統(tǒng)除了可靠合理的硬件配
置外，軟件設(shè)計(jì)對系統(tǒng)性能也至關(guān)重要。軟件設(shè)計(jì)
時(shí)，首先必須考慮安全儀表系統(tǒng)程序優(yōu)先級最高；
其次，安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用軟件必須校驗(yàn)自身，從而
確定軟件已完成它必須完成的功能。一個(gè)最有效的
軟件診斷是“流程控制”，程序流程校驗(yàn)以確保正確
的順序執(zhí)行必須的功能。在程序的關(guān)鍵點(diǎn)，最好用
時(shí)間戳設(shè)置“標(biāo)志”。
5結(jié)束語
在構(gòu)建和諧社會(huì)的旗幟下，安全生產(chǎn)已越來越
引起人們的廣泛關(guān)注，安全性已成為衡量現(xiàn)代工業(yè)
的一項(xiàng)重要指標(biāo)，安全儀表系統(tǒng)也必將在國民生產(chǎn)
和現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。本文介紹
的長輸管道安全儀表系統(tǒng)，從各個(gè)方面闡述了提高
安全儀表系統(tǒng)安全可靠性的要點(diǎn)，對長輸管道安全
中閱像囂依喪CHINAINSTRUMENTATION
2012年第3期
APPLICATION RESEARCH 『應(yīng)用研究
儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)具有一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)
1李勝利，盧金芳石油化工裝置安全儀表系統(tǒng)的設(shè)
計(jì)石油化工自動(dòng)化，2007，2：18-22．
2孫衛(wèi)東．LNG長輸管線項(xiàng)目中安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)
用．大觀周刊，201l，26：25．
3陳國元．大慶一錦西輸油管道工程ESD系統(tǒng)的設(shè)
計(jì)自動(dòng)化博覽，2009，1：32-34．
4郭曉瑛，路艷斌，鄭娟．國內(nèi)外長輸管道SCADA
系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀．2011，2(30)：157-159．
作者簡介：李冬華，工程師，從事長輸管道SCADA~．統(tǒng)方
面的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
誠征 中國儀器儀表 雜志廣告
國內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CNI卜3359／TH，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：ISSNIO05—2852
《中國儀器儀表 雜志創(chuàng)刊于1981年，由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主管，機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研
究所、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)共同主辦，中國儀器儀表學(xué)會(huì)、中國文化辦公設(shè)備制造行業(yè)協(xié)會(huì)等單位協(xié)辦的
優(yōu)秀科技期刊。
雜志至今已經(jīng)有30年的歷史，在儀器儀表和自動(dòng)化領(lǐng)域享有較高的聲譽(yù)。
● 辦刊宗旨
傳播儀器儀表和自動(dòng)化控制科技知識(shí)，跟蹤國際技術(shù)進(jìn)展，探討企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，交流產(chǎn)品開發(fā)和成果應(yīng)
用經(jīng)驗(yàn)，宣傳優(yōu)秀企業(yè)與企業(yè)家，架設(shè)技術(shù)推廣橋梁。
● 主要特點(diǎn)
專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)性高、信息快捷、發(fā)行量大。期刊的定位是密切跟蹤國內(nèi)外儀器儀表和自動(dòng)化控制領(lǐng)域的
技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，圍繞市場需求、高新技術(shù)發(fā)展動(dòng)向、工程項(xiàng)目應(yīng)用、節(jié)能環(huán)保、安全相關(guān)技術(shù)，以報(bào)道儀器
儀表、過程控制、系統(tǒng)理論及應(yīng)用技術(shù)等方面的發(fā)展動(dòng)態(tài)和信息為主，突出成果應(yīng)用實(shí)踐。
本刊文章內(nèi)容構(gòu)成分為市場版塊、企業(yè)版塊和技術(shù)版塊三大類，為合作伙伴提供優(yōu)質(zhì)的文章和服務(wù)，攜
手共同開拓媒體宣傳和市場空間。
● 讀者對象
《中國儀器儀表 雜志發(fā)行量大，覆蓋面廣。國內(nèi)外公開發(fā)行，大16開本，月刊，每月25日出版。每本定價(jià)
10元，全年12期計(jì)120元，含郵寄費(fèi)。
雜志面向國民經(jīng)濟(jì)各部門、各行業(yè)用戶；面向從事儀器儀表科研、設(shè)計(jì)、制造、管理、銷售、使用與維修等
工作的企業(yè)管理人員、產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師、生產(chǎn)工程師、系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師、現(xiàn)場維護(hù)人員、質(zhì)量檢測人員、系統(tǒng)集
成商與工程咨詢等。
● 廣告服務(wù)
產(chǎn)品介紹和推廣 企業(yè)介紹和推廣 網(wǎng)絡(luò)推廣
● 聯(lián)系方式
地址：北京市廣安門外大街甲397號(hào)216室 郵編：100055
電話：010—63261815，63461006，63490360 傳真：010—63490360
E—mail：cnim@163．com 網(wǎng)址：www．cnim．cn
59

網(wǎng)友評論 more

化工安全論文最新內(nèi)容

03-11