一种化工装置的关键设备的压力保护系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了、一种化工装置的关键设备的压力保护系统，其包括安全PLC控制器、隔离电路、执行器、压力传感器和指示与操作面板。该压力保护系统可以提高关键设备出现超压时的自动保护能力；具有可靠性高，误动作少的优点；投资较少；降低工人的工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种化工装置的关键设备的压力保护系统
本专利技术涉及化工安全控制
，尤其涉及一种化工装置的关键设备的压力保护系统。
技术介绍
随着经济技术水平的发展，化工装置日益朝大型化、复杂化及集成化等方向发展。一些化工装置的设备可能存在如下危险因素:1、温度、压力较高；2、设备压力受来料流量影响大，若出现来料串气、调节阀故障或误操作，易造成设备超压；3、含有大量易燃易爆物料，若设备损坏导致物料泄漏，可能引起重大的火灾爆炸事故。针对此类装置的危险因素，目前主要通过安装安全阀或爆破片，在压力高于某一限值时泄放物料，以防止设备超压损坏，但是泄放物料的收集是个难点。鉴于目前化工装置设备大型化的趋势，内存物料多，循环流量大的特点，火炬系统需要处理能力非常大，投资额较大。为了防止关键设备的损坏，保护人员的安全，需要有防止设备超压的安全控制措施。装置常用的安全控制措施有“安全仪表系统”(SIS)，此外使用的名称还有“紧急停车系统” (ESD)。美国标准IEC-61508、IEC-61511及ISA-84.01-2004等，国标《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》对安全仪表系统的设计进行了规范。不少专利及文献都介绍了安全仪表系统的设计与应用，如专利“安全仪表系统的功能安全评估方法”介绍了功能安全的评估方法，文献“SIL技术在镇海炼化的应用”介绍了安全仪表系统在镇海炼化的应用情况。这些资料普遍是方法论的介绍。高完整性压力保护系统(HIPPS,HighIntegrity Pressure Protection System)是安全仪表系统的一种，此前多用于长输管道与油田，如郑晓彩介绍了高完整性压力保护系统在NB35-2项目中的应用，俞曼丽介绍了高完整性压力保护系统在水下生产系统中的应用，但高完整性压力保护系统尚很少应用于化工装置。
技术实现思路
为解决化工装置的关键设备超压可能带来的设备损坏、人身伤害等危险，防止由于采用安全阀或爆破片等泄放装置所带来的物料异常释放次生危害，减低火炬系统的投资，本专利技术采用高完整性压力保护系统对化工装置的关键设备进行保护，当出现设备故障、仪表失效、误操作导致设备超压时，可以快速动作，保护设备及人员的安全。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种化工装置的关键设备的压力保护系统，其包括安全PLC控制器、隔离电路、执行器、压力传感器和指示与操作面板；所述安全PLC控制器用于接收压力传感器的压力信号，进行决策判断，控制执行器的开关，完成压力保护功能，采用SIL等级较高的安全PLC防止误操作以及控制失效；所述隔离电路实现本质安全电路与非本质安全电路的隔离；所述执行器实现快速有效的切断物料。其中，所述安全PLC控制器包括双冗佘的电源、三冗佘的CPU、双冗佘的I/O卡件和双冗佘通信元件。其中，所述隔离电路包括与Al相接的隔离式安全栅和与D0/DI相接的继电器。其中，所述执行器为快速切断阀或带切断功能的调节阀。其中，所述压力传感器安装在化工装置的关键设备的不同部位上，安装个数为2个或3个。其中，所述指示与操作面板包括设备状态指示灯、分层次停车按键和复位按键。本专利技术提供了一种化工装置的关键设备的压力保护系统，其包括安全PLC控制器、隔离电路、执行器、压力传感器和指示与操作面板；所述安全PLC控制器包括双冗佘的电源、三冗佘的CPU、双冗佘的I/O卡件和双冗佘通信元件；所述隔离电路包括与Al相接的隔离式安全栅和与D0/DI相接的继电器；所述执行器为快速切断阀或带切断功能的调节阀；所述压力传感器安装在化工装置的关键设备的不同部位上；所述指示与操作面板包括设备状态指示灯、分层次停车按键和复位按键。本专利技术的有益效果:本专利技术提供的化工装置的关键设备的压力保护系统可以提高设备出现超压时的自动保护能力；具有可靠性高，误动作少的优点；投资较少；降低工人的工作量。【附图说明】图1a-1d为高完整性压力保护系统的示意图，包括a、b、C、d四种控制方案；图2为本专利技术提供的化工装置的关键设备的压力保护系统的硬件结构组成图。【具体实施方式】一种化工装置的关键设备的压力保护系统，其包括安全PLC控制器、隔离电路、执行器、压力传感器和指示与操作面板。所述安全PLC控制器用于接收压力传感器的压力信号，进行决策判断，控制执行器的开关，完成压力保护功能，采用SIL等级较高的安全PLC防止误操作以及控制失效。所述安全PLC控制器包括双冗佘的电源、三冗佘的CPU、双冗佘的I/O卡件和双冗佘通信元件。进一步，所述安全PLC控制器仅由上述部件构成。所述压力传感器采集现场信号，经隔离电路输入到控制器，控制命令通过隔离电路输出到执行器，实现超压下的安全保护。所述安全PLC控制器采用电网通过UPS对安全PLC控制器供电。所述隔离电路实现本质安全电路与非本质安全电路的隔离。本质安全电路:在规定的试验条件下，正常工作或在规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。所述隔离电路包括与Al相接的隔离式安全栅和与D0/DI相接的继电器。进一步，所述隔离电路仅由隔离式安全栅和继电器构成。所述执行器实现快速有效的切断物料。所述执行器为快速切断阀或带切断功能的调节阀，一般采用气动活塞式执行机构，带电磁阀、阀位讯回器、储气罐等，所述执行器安装在化工装置的关键设备的进料管道上，优选所述执行器的安装个数为2个或3个。优选，所述压力传感器为智能压力变送器，其采用二线制4?20mA (叠加HART信号)输出。安装在化工装置的关键设备的不同部位上，安装个数优选为2个或3个。所述指示与操作面板包括设备状态指示灯、分层次停车按键和复位按键。所述化工装置为过氧化异丙苯生产装置、环己酮生产装置或双氧水生产装置，所述关键设备为以上生产装置中，内涉易燃、易爆或有毒物料，内存物料较多，超压后果较为严重的关键设备，如过氧化异丙苯生产装置中的氧化塔、缩合釜，环己酮生产装置的分解釜，双氧水生产装置中的氢化塔。以下采用实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。如图2所示，压力保护系统，其包括安全PLC控制器、隔离电路、执行器、压力传感器和指示与操作面板；所述安全PLC控制器包括双冗佘的电源、三冗佘的CPU、双冗佘的I/O卡件和双冗佘通信元件；所述隔离电路包括与Al相接的隔离式安全栅和与D0/DI相接的继电器；所述执行器为快速切断阀或带切断功能的调节阀；所述压力传感器安装在化工装置的关键设备的不同部位上；所述指示与操作面板包括设备状态指示灯、分层次停车按键和复位按键，压力传感器采集现场信号，经隔离电路输入到控制器，控制命令通过隔离电路输出到执行器，实现超压下的安全保护。图1a-1d为该压力保护系统控制方案的示意图，包括a、b、C、d四种控制方案，a方案:压力传感器采用三取二方式(A&B|A&C|B&C)防止仪表失灵，执行器采用三取三方式(AIB I C)执行同一信号防止执行器不动作；b方案:压力传感器采用二取二方式(A|B)防止仪表失灵，执行器采用三取三方式(AIB I C)执行同一信号防止执行器不动作；c方案:压力传感器采用三取二方式(A&B|本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化工装置的关键设备的压力保护系统，其包括安全PLC控制器、隔离电路、执行器、压力传感器和指示与操作面板；所述安全PLC控制器实现控制策略的抉择，采用SIL等级较高的安全PLC防止误操作以及控制失效；所述隔离电路实现本质安全电路与非本质安全电路的隔离；所述执行器实现快速有效的切断物料。

【技术特征摘要】
1.一种化工装置的关键设备的压力保护系统，其包括安全PLC控制器、隔离电路、执行器、压力传感器和指示与操作面板； 所述安全PLC控制器实现控制策略的抉择，采用SIL等级较高的安全PLC防止误操作以及控制失效； 所述隔离电路实现本质安全电路与非本质安全电路的隔离； 所述执行器实现快速有效的切断物料。2.如权利要求1所述的压力保护系统，其特征在于:所述安全PLC控制器包括双冗佘的电源、三冗佘的CPU、双冗佘的I/O卡件和双冗佘通信元件。3.如权利要求1或2所述的压力保护系统，其特征在于:所述隔离电路包括与Al相接的隔离式安全栅和与DO/DI相接的继电器。4.如权利要求1至4所述的压力保护系统，其特征在于:所述执行器为快速切断阀或带切断功能的调节阀。5.如权利要求1至5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高新江，孙峰，石宁，李传坤，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11