摘要：聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，是现代石油化工企业中乙烯下游装置。项目生产与操作具有较高的危险性，且存在易燃和易爆物质。近年来，现代人类的安全意识水平逐渐提升，以人为本的理念形成，聚乙烯项目安全仪表系统的设计作用也逐渐突显出来。基于此，文章将聚乙烯项目安全仪表系统作为主要研究内容，重点阐述其设计的相关内容，希望有所帮助。
关键词：聚乙烯项目；安全仪表系统
下文针对聚乙烯项目中的安全仪表系统内涵、设计原则以及联锁应用内容展开探讨，并以具体项目为实例，探讨安全仪表系统的具体应用，以供参考。
一、安全仪表系统内涵
安全仪表系统（Safety Instrument System）简称SIS,又称为安全联锁系统（Safety Interlocking System）,主要为工厂控制系统中报警和联锁部分，对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机作用，是工厂企业自动控制中的重要组成部分。所谓安全仪表系统，就是在装置处于危险状态下或是不采取任何措施的情况，其自身危险性会不断加剧，针对装置所采取的反应措施[1]。因此，在设计安全仪表系统方面，必须要保证输出的正确性和可靠性，有效规避危险问题的发生。
其中，安全仪表系统的主要组成涵盖传感器与逻辑运算器，同时也包括最终执行元件与其他相关性软件等等。在实际运行过程中，由传感器检测过程变量，而变量信号会将安全联锁需求作为参考依据，通过逻辑运算器完成处理。如果过程变量满足预定条件要求，会向最终执行元件输出正确信号，实现被控制过程向安全状态转变。由此可见，安全仪表系统的应用目标就是对人身安全进行全面保护，对装置与设备加以保护，尽量降低环境污染的程度[2]。
二、安全仪表系统设计的基本原则阐释
（一）安全度等级设计
IEC-61508将过程安全所需要的安全等级划分为四个不同等级（SIL1-SIL4）。鉴于我国目前的实际情况，一般通过对所有事件发生的可能性与后果的严重程度及其他安全措施的有效性进行定性的评估，从而确定适当的安全度等级,石油化工项目主要为SIL1-SIL3,SIL4在核工业中应用较为广泛：
SIL1：装置本身发生事故几率不高，一旦发生事故，不会显著影响装置与产品。与此同时，并不会在短时间内对环境带来污染，同样不会造成人员伤亡，实际的经济损失不严重。
SIL2：装置有发生事故的可能，且事故会大幅度影响装置与产品，甚至会引发环境污染与人员伤亡，带来严重的经济损失。
SIL3：装置容易出现事故，且会严重影响装置与产品，环境污染与人员伤亡惨重，会遭受不可估量的经济损失。
在确定安全仪表系统安全度等级方面会面临复杂问题，必须组建专业化团队深入分析并计算装置危险程度与关键风险等等，只有这样，才能够对系统所需采用的安全度等级进行确定[3]。
通常来讲，最常使用的安全度等级确定方法主要包括了风险图定性方法、定量方法与危险事件严重性矩阵图定性方法等，应综合考虑具体状况确定相应的方法。
（二）设计要点
一方面，将安全仪表系统设计为故障安全型。对于此系统而言，主要有现场仪表与执行器，均需将其设计成绝对安全形式。其中，现场触点要求开路报警，并且处于正常状态时要闭合。在现场执行器联锁的过程中，无需带电，而正常状态需带电。针对安全仪表系统中的执行器，以切断阀为例，在设计系统设计方面：在发生安全联锁动作的情况下，确保切断阀处于安全失气状态；若多种工艺回路对于切断阀动作要求不同，相同失气时关切断阀的 安全联锁动作需保证阀门处于全开状态，而 安全联锁动作发生时，此该阀门必须全关。在这种情况下，安全仪表系统需在 安全联锁输出 的时候，电磁阀的带电阀门要全部处于开启状态，而 安全联锁输出 的时候，电磁阀的带电阀门要全部处于关闭状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见，故障安全也必须要结合实际情况采取必要的分析，对最容易出现的故障状态进行确定[4]。
另一方面，控制阀操作设计。对安全仪表系统设计的过程中，全部控制阀的带电磁阀或是控制阀相同工艺管线存在切断阀的情况下，需要根据具体描述加以控制，保证联锁动作能够满足平滑控制需求。其中，电磁阀或是切断阀向安全位置控制的时候应当由系统控制，而控制器应被设置在手动位置。
三、聚乙烯项目中的安全仪表系统安全联锁应用实践
聚乙烯工艺的生产单元较为复杂，各单元都存在独特安全联锁，而且工艺不同也会存在较大差异，实际的反应形式也有所区别。为此，以下将某聚乙烯项目作为主要研究对象，阐述氢气系统的紧急停车与反应器卸压两方面内容，为安全仪表系统设计提供有价值的参考依据。
（一）氢气系统的紧急停车联锁具体应用
在聚乙烯项目中，原料精制单元当中的氢气系统，其紧急停车联锁、戊烯、丁烯以及己烯处理都存在相似性。在联锁功能方面，若操作工作人员以人工方式对氢气紧急停车按钮进行操作，需要及时将界区氢气切断阀切断处理，同时要向DCS发送警报，代表氢气系统紧急停车已经激活[5]。而紧急停车开关，需要在中央控制室与现场控制站中合理设置两套不同的按钮。其中，中央控制室应有效设置现场控制站与是中央控制室的切换开关加以控制。如果切换开关位于现场控制站，那么仅有其紧急停车按钮具有作用。若切换开关位于中央控制室，那么仅有其紧急停车按钮具有作用。当完成开车调试工作以后，即可将切换开关调至中央控制室的位置，有效规避两个位置按钮的位置无法一致问题发生。另外，各辅助操作台中设置的手动开关与按钮仅使用同一切换开关进行控制，通过专业化的逻辑实现控制目标。
（二）反应器卸压联锁具体应用
在聚乙烯项目工艺当中，反应器卸压联锁能够保证反应器处于异常状态的失活，反应压力会在短时间内降低，进而规避反应器高压引发爆炸的问题或者是内部结块的问题，确保反应器能够及时恢复至安全状态。其中，联锁功能就是在操作人员按下反应器卸压按钮以后，或是主回路压缩机的跳闸时间比10秒长的情况下，回路气卸压切断阀、回路气卸压控制阀被打开。在实践过程中，要想确保反应器卸压的正常性，就必须保证两台泄压阀都携带储气罐，在设计方面均是防火执行结构[6]。而卸压控制阀需要在电磁阀失电的情况下全部开启该阀门，但此阀门同样也具有失气关阀的功能，所以要想达到失气关闭、失电开启的目标，要强调阀门气路结构的重要性。反应器卸压联锁属于自复位联锁形式，也就是在条件正常的情况下，联锁动作也会自动化取消。
以上是具有代表性的安全联锁形式，不管逻辑简单与复杂，都能够借助现代化软件完成合理组态目标。但仍需注意的是，在聚乙烯项目设计的过程中，要强调不同设计环节的作用，强调细节方面的内容，只有这样，才能够将安全仪表系统功能充分发挥出来。
结束语
综上所述，上文针对安全仪表系统内涵进行了分析，具体阐述了安全仪表系统的设计原则，并以具体的聚乙烯项目为例，探讨联锁应用的具体路径，主要的目的在于不断规范自动化仪表系统设计。
参考文献
[1]夏阳光,陶刚,张礼敬等.基于FFTA－LOPA的化工装置安全仪表系统SIL确定方法[J].中国安全生产科学技术,2016,12(6):142-146.
[2]吴冬玲.基于安全仪表系统的安全完整性等级评估技术应用[J].石油化工自动化,2018,54(1):77-80.
[3]李悠,王暄.基于面阵CCD的聚乙烯薄膜缺陷检测方法研究[J].电测与仪表,2017,54(3):78-82.
[4]戴静,苏林.聚乙烯、聚丙烯装置三乙基铝单元的设计要点[J].安徽化工,2016,42(3):57-58.
[5]王向红,向建军,胡宏伟等.基于声发射信号衰减特性的材料成分分数检测[J].仪器仪表学报,2015,36(2):453-458.
[6]钱文年.涂膜机组原料中添加碳酸钙填充母粒对涂膜质量的影响及解决方法[J].化工管理,2016(9):128.
论文作者:陈佳星
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：联锁论文; 系统论文; 仪表论文; 聚乙烯论文; 反应器论文; 装置论文; 项目论文; 《电力设备》2018年第26期论文;