关于石油化工电气仪表安全供电系统分析

关于石油化工电气仪表安全供电系统分析

李杰军,董骐

河南省中原石化工程有限公司 河南省濮阳市457001

摘要：中国石化工业是一个新兴产业，它是以石油为原料的化工产品。二次大战之后，化工行业迅速发展，化工原料从传统的煤、农、林业向油气转化。当前，我国在石化工业中采用的大部分是 UPS电源。在高温、高压、易燃易爆的环境中，对安全、可靠的生产工艺提出了更高的要求。所以，在石油化工企业，做好电气仪表的安全供电是非常必要的。

关键词：石油化工；电气仪表；安全供电；系统设计

引言：随着经济社会的发展和科学技术的不断创新，我国石化行业的发展速度也日益加快，石化行业的装备和装备逐步向规模化发展，产品质量不断提高。然而，在化工产品的生产中，由于其有毒、有害、腐蚀性、易燃易爆等特性，使其在实际生产中的应用受到了极大的威胁，因此，根据化学品的生产工艺，制定相应的安全措施显得尤为重要。随着电子仪器的不断完善，一旦出现了一些细微的问题，就会引起重大的安全事故，从而给化工行业带来巨大的经济损失，因此，电子仪器安全供电系统可以有效地解决化工行业的安全问题。

1.当前自动化控制技术在石油化工仪表应用中的重要性及价值

石化仪器设备是石化行业中的关键设备。当前，随着我国经济的快速发展，科技水平不断提高，在当前的石化工业中，将自动控制技术引入到石化仪器中，通过自动化控制技术，可以实现对整个生产过程和系统的有效管理和运行。随着科技的发展，石化企业的生产工艺不断的被采用，其中的自动化、数字化、智能化等技术在石化行业的应用，不仅让石化企业的生产效率、质量和安全性得到了极大的提升，而且还变得更加的环保和健康。同时，这些技术的运用，也使得我国石化行业的管理水平不断提高，与新形势下的石油化工企业的发展趋势相适应。

2.石油化工电气仪表安全供电系统的特点

2.1石油化工电气仪表安全供电负荷的类型

根据其作用和种类，可以将其划分为： DCS分布式测控系统。与 DCS分布式测控系统一样， SIS的安全监控系统也是采用双回路供电方式。石化行业中使用的各类精密仪表，例如：行程仪、流量计、温度仪、在线分析仪等。石化企业所用的集中式集中控制操作站、工程师站以及各种辅助测控仪器。

2.2电气仪表系统供电特点

在化工生产中，各个测控设备的供电特点各不相同，主要体现在：DCS是石化工业过程控制的核心，DCS系统的稳定性直接关系到整个设备的正常运转，在实际生产中，由于系统的供电问题，造成设备的过程控制故障或故障停机的情况屡见不鲜，因此，在研制过程中，系统没有使用单回路的不可靠供电模式，全部采用双回路供电，同时还增加了UPS供电，确保了系统在停电时的稳定和安全。SIS的安全仪器：SIS系统是设备运行的一个重要保障，它也是由双回路供电，相比 DCS, SIS系统的供电要求更加严格，所有的电源都需要 SIL认证，以确保系统的稳定。现场仪表主要由直流电源提供，通过 DCS和 SIS等设备的内部电源模块进行切换，以确保现场仪表的实时监控，避免误操作，一般都是采用两路并联供电，以提高现场仪表的运行稳定性。PLC控制系统，220 VAC控制的电控阀门，以及其他需要交流电源的电器，均可直接使用 UPS UPS不间断电源，保证仪表的安全稳定运行。

3.供电系统存在的问题

目前国内一些石化公司采用24 V直流和220 V交流电作为电气供应。其中，220伏交流电是用单一 UPS来实现的，然后是低压断路器，然后把它分为几个分支，然后通过变压器和转换器等来产生24 VDC电源，为相应的仪表装置提供功率负载。但在实践中，往往会出现如下的安全隐患：首先是某些需要24 VDC供电的电气系统，其电气供应不能满足设计的要求；其次，对于 DCS、 PLC等需要双回路供电的仪表装置，不采用双电源环路的方式供电，而采用双电源并联的方式，在电源分支处采用双电源并联的形式，使系统能够正常工作。但在此模型下，无法满足 DCS和 PLC在运行过程中不能同时中断的要求。而且，在运行的时候，还会发生一些比较频繁的起动和停电，虽然不会对系统的正常工作造成什么影响，但是随着时间的推移，设备的寿命也会受到一定的影响。要解决以上问题，消除系统运行中的安全隐患，必须从多个角度进行优化和处理。

4.如何提高石油化工电气仪表供电系统的安全性

4.1严格遵守并执行供电系统的各项规章制度

电气系统的运行受多种因素的影响，其中既有主观的，也有客观的。主观方面的原因主要是由于操作人员的技术问题、电气系统设备的质量问题，而通过制定相应的规章制度来处理，从而使事故的发生得到较大的改善。定期对供电系统进行巡视，认真查看供电设备的温度、通风状况、堵塞、卡等情况，并对其进行监督，发现有不符合要求的情况应及时更换，以便减少事故发生。轮岗巡查工作人员要对巡查日志进行详细的记录，以便为巡查人员提供有力的参考。如果发现有损耗等情况，应及时维修，并加强维护，并做好记录。

4.2保证总电源的安全可靠

确保整个石油化工仪表供电系统的运行效率与品质，必须确保主电源的安全、可靠。因此，石化公司在选用电气供应时，应严格选用性能稳定、质量优良、10 kVA以上的电气供应，以满足石化行业中自动化仪器的供电需求。另外，为了保证电气系统的稳定、安全，必须同时使用市电和 UPS供电。此外，电气供应企业应对断路器的容量进行科学的计算。

4.3对双回路供电仪表系统进行优化

石化工业的自动化系统主要由 PLC、 DCS分散式、 SIS仪表测控系统组成，其中对供电安全可靠的要求较高，因此必须保证系统的安全稳定供电。一般而言，如果控制站的供电电源能够稳定操作，那么生产仪器设备将不会受到很大的影响。所以，在测量表系统中，控制站是一个十分关键的环节。为了使控制站得到最优的改善，必须在系统的重要部分采用冗余+容错的方式，由两种不同的源、彼此独立的电气供给，使系统能够稳定运行，从而提高系统的安全性和稳定性。

4.4优化直流供电仪表电源的冗余配置

在石化行业中，24 VDC的直流仪器是由 DC驱动的。为了保证直流设备的安全，24 VDC DC电源要求多个不同的电源并联，同时还要把高功率的解耦二极管加在不同的电源输出端的正极外面，以使两个不同的电源分开。两种恒定电源，一种是 UPS电源，另一种是主电源，构成了一种冗余结构。该方案的设计与安装均十分简便，造价低廉，能有效地保证供电的安全稳定。

4.5对单项220VAC供电仪表的电源配置进行优化

在石化行业中，对电气供应系统的安全、稳定没有严格的规定，即使临时停电，也不会对整个石化企业的自动化生产造成影响。所以，要对整个石化公司的电气供应进行优化，必须采用220 VAC城市电网，从而可以有效地减少企业的投资费用，从而提高企业的总体经济效益。与 UPS电源相比， STS在供电方式下的整体安全、稳定性能得到了改善。另外，如果 UPS的电源发生了故障，那么 STS将会自动转换为市电，并且与市电分离，一旦线路稳定，那么它就可以继续工作了，这也是为了确保电气系统在不停电的情况下，能够进行 UPS的维护。在电气供电回路的设计中，要对风机、照明等设备进行优化配置，利用市电对照明设备和风扇设备进行供电，防止副设备的供电线路出现问题，造成整个系统的失效。

结束语

由于石化工业的生产控制水平不断提高，国内的测控电子仪器系统也日益复杂化，为了保证其在生产过程中的安全、稳定，必须对其各种功能进行研究，以改善其安全性。要使石化行业的电气仪器安全得到最大程度的优化，必须结合具体的生产需求，结合电气设备的特点，采用科学的配置方法，保证生产的稳定，改善系统的性能，为相关行业的发展打下坚实的基础。

参考文献：

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