罐區液位控制中的安全產品及解決方案
罐區液位控制中的安全產品及解決方案 2022-06-28 罐區液位控制中的安全產品及解決方案 3893

化工項目罐區一般存在單罐罐容小、介質種類復雜、毒害介質多的特點。由于儲罐容量一般較小,儲罐的儀表設置都比較簡單,介質本身的危險性往往被忽視;加之化工項目罐區一般依據石油庫設計規范進行設計,此規范并未要求設置安全儀表系統(SIS),罐區一旦發生事故,危害巨大,對上下游的工藝都將產生影響,連帶相關裝置都需要停產,造成損失不可估量。


現化工項目配套的罐區大多采用分散控制系統(DCS)進行操作控制及連鎖。DCS系統具有控制功能完善多樣、易操作、易擴展及維護方便等特點,但是并不適用于安全控制。對于化工項目罐區要比一般油庫操作更加頻繁,誤操作的概率就更大。這時采用一套安全性更高的、容錯能力強、具有故障自診斷功能、順序事件記錄功能(SOE)的安全儀表系統(SIS)就十分必要了。


預防罐區安全事故,需要按IEC61511功能安全生命管理周期,進行風險評估后,根據風險矩陣來適宜地追加安全儀表系統,從而把風險降低到可接受程度。


罐區液位控制中的安全產品及解決方案

圖1 石油化工典型風險降低保護層


罐區液位控制中的安全產品及解決方案

圖2 IEC 61511: 過程工業的功能安全標準的安全生命周期


油庫的正常工作情況應該是:當高液位開關檢測到高液位信號,將信號通過信號接口反饋到控制器,再由控制器發出調整閥門開度的信號來控制閥門開度,從而控制油罐的進料,基本過程控制系統(BCPS)如下圖3示意:


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圖3 正乙烷緩沖罐的BPCS系統示意圖


油庫控制系統失效主要是基本過程控制與報警及人員干預失效,若要降低事故發生的風險,可以在報警與人員干預這外面繼續追加保護層,如安全儀表系統(SIS),體現到原系統如下圖3示意,黃色部分為SIS(注1)。當右邊原有的高液位開關所在的系統報警失效或操作人員干預失效的時候,左邊這套SIS可以立馬啟動,降低危險發生的概率,保障了儲油罐的安全。


注1:SIS需要進行安全完整性等級(稱為:SIL等級)的評估和驗證,并在后期的運行中進行定期維護,從而保障該系統能夠維持所設定的SIL等級,持續穩定地安全運行。


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圖4 追加獨立保護層(IPL)后的系統


辰竹安全產品在儲罐液位控制的

DCS+SIS整體解決方案




BPCS部分選用辰竹E系列智能控制器,實現原料抽取入罐體的控制,液位高度的模擬量信號經由辰竹CZ2047隔離器采集至AI模塊,調節閥開口大小的模擬量信號由AO模塊經由CZ2047傳出;電源端的防雷保護采用辰竹的T2-20的浪涌保護器;SIS部分采用辰竹TÜV萊茵認證SIL3等級的CZSR Smart系列安全控制器CZSR Process系列安全繼電器,實現儲罐液面高高位聯鎖,并由上海歌略的RiskCloud軟件來對聯鎖部分實施SIL等級驗算。


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圖5 辰竹儲罐液位控制展機實物圖


E系列智能控制器產品優勢


罐區液位控制中的安全產品及解決方案

· 穩定可靠的工業級產品設計,可以適用于各種現場環境;
· 豐富的通訊接口,可以連接各種PLC/DCS/組態軟件;
· 所有IO支持熱插拔;

CZ2000系列隔離器產品優勢


罐區液位控制中的安全產品及解決方案

· 超薄7.6mm,滿足緊湊型安裝需求;

· 高精度,低溫升,低溫漂,性能穩定可靠;

· 電源,輸入,輸出三隔離,隔絕干擾影響;

· 萬能信號轉換器,無縫橋接不同設備信號;

CZSR Smart系列安全控制器產品優勢


罐區液位控制中的安全產品及解決方案

辰竹全新研發的小型化智能可組態產品,適用于小規模的安全儀表系統的信號聯鎖,以完備的認證,可靠的品質,便捷的組態,活躍在各種工業安全控制場景中。

· 6組安全輸入和2路安全繼電器輸出、4路安全晶體管輸出;

· 可通過拖拽式功能塊進行可視化組態與仿真;

· 支持各不同種類安全輸入信號的配置;

· 通過正面的指示燈能夠清晰的辨識產品的運行及輸出狀態;

· TÜV萊茵認證,G3防腐;

CZSR Process系列安全繼電器產品優勢


罐區液位控制中的安全產品及解決方案

· 廣泛的兼容性及高性價比;

· 窄至12.5mm的寬度,提升柜內容積率;

· 極小的啟動電流,提高系統開車穩定性;

· 具備Proof Test功能,便于進行點檢維護;

· 觸點容量達到5A,滿足主流負載應用;

· TÜV萊茵認證,G3防腐,眾多項目應用案例;

GS8500-EX系列隔離式安全柵產品優勢


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· 性能穩定,轉換精度高,溫漂低;

· 支持總線電源供電和端子供電,應用靈活;

· 產品規格種類豐富,多達500+種規格;

· 電磁環境適用性強,EMC符合IEC61326-3-1標準;

· 獲得NEPSI/IECEx/ATEX/TIIS防爆認證;

· 可應用于本安型爆炸性氣體和爆炸性粉塵防爆系統;

· 可放置在2區環境使用;

· TÜV SIL3認證,G3防腐;

工信部專精特新企業

助力罐區安全保障




上海辰竹儀表有限公司(簡稱“辰竹”)于2002年成立,是一家集技術研究、產品開發、制造、銷售和服務的綜合性企業,公司總部位于上海市松江區,是國家工信部專精特新 “小巨人”企業(第二批重點企業)、儀器儀表行業兩化融合標桿企業,上海市高新技術企業、上海市五一勞動獎狀企業、上海市專利工作試點企業、上海市松江區質量創新獎獲得者、上海市松江區企業技術中心、高成長性總部。


罐區液位控制中的安全產品及解決方案


辰竹現有安全柵、隔離器、電涌保護器、安全繼電器和智能I/O五大系列2000余種規格產品,廣泛用于化工、石油、環保、新能源、工業物聯網、工程機械等和智能裝備中控制系統信號的安全保護;主導產品安全柵、安全繼電器,產生很好社會經濟效益。


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安全生產,是工業生產的核心需求,這就需要專業的安全產品。辰竹以專而精、精而強為發展戰略,創新驅動、“品質成就未來”為指導,堅持“大企業敢用、小企業用得起、替代進口走向國際”的產品定位,致力于為廣大用戶提供優質的自動化安全產品。


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