石油化工企业中自动化控制的应用研究

1 石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件

自动化控制是一项较为复杂的技术, 它是以独特的控制算法和方案为前提, 并以控制理论为基础, 对石油化工整个生产过程中的各种模拟量进行自动控制, 如温度、压力、液位等等。实现自动化控制需要具备以下基本条件:其一, 先进的控制设备和系统, 如分散集中控制系统、现场总线控制系统、火灾控制系统等。其二, 满足控制系统运行的实施方案, 为自动化控制目标的实现构建平台。其三, 高素质人才。通过上述三个条件的有机协调, 能够实现石油化工生产过程的自动化控制。

2 自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用

目前, 国内很多石油化工企业都应用了大量的自动化控制技术, 这使得生产能效和安全性大幅度提升, 给企业带来了巨大的经济效益。由于石油化工企业的生产过程中存在大量的可燃性和有毒气体, 一旦发生火灾后果极其严重, 所以必须采取稳定、可靠地火灾控制系统。

FDGS是可燃性气体监测与火灾控制系统的简称, 与传统的DGS控制系统相比, FDGS的优势更加突出, 具体体现在该系统能够独立完成对危险气体泄漏和装置火灾的检测、分析及防控。对于石油化工企业而言, 其生产过程具有一定的特殊性, 这使得各个生产环节对SIL (安全设备的安全完整性等级) 要求相对较高, 所以构成FDGS系统的各个部分均必须符合SIL国际认证。FDGS系统不仅可以连续不间断地进行探测, 而且还能发现装置所在区域内可能出现聚集的各种危险气体, 如可燃气体、有毒有害气体等等, 不仅如此, 系统还可以最早发现火情, 并针对实际情况提供手、自动装置灭火。通过该系统的应用, 能够极大程度地提高石油化工生产现场的安全性。

(1) FGDS系统的构成FDGS系统的主辅设备会分布在两个区域当中, 一个区域是装置现场, 即危险区域, 另一个区域是中央控制室, 即相对安全区域。系统中的各个传感器具备检测功能, 终端执行器主要负责执行功能。危险区域内的主要仪器和设备包括:IR火焰检测器、感温感烟探头、气体检测器、HVAC系统、熔断检测、火灾报警控制盘等, 除了以上的自动化检测装置之外, 在生产现场还布置了大量的手报按钮, 当遇到突发火灾事件时, 可通过该按钮进行报警。

(2) 系统的主要功能和作用 (1) FGDS系统具备连续不间断的探测功能, 能够在早期发现各个区域内可能聚集的有毒气体以及可能出现的火情。 (2) 系统为灭火提供了手自动装置, 并设置有声光报警器, 不同颜色与声音代表着不同的危险, 现场操作人员可按照报警时的颜色和声音对险情进行判断, 据此采取应对措施。 (3) 具备执行控制欲连锁逻辑功能, 可以提供事件发生的顺序记录报告。

(3) 系统设计方案在对FGDS系统方案进行进行设计的过程中, 要从全局的角度出发, 对生产中的主要危险因素进行分析, 并在此基础上确定最终方案。 (1) 火灾检测仪表选型。目前, 市场中的火灾检测仪表种类十分繁多, 每一种仪表的性能和应用场所均有所差别。为了达到最佳的效果, 在选择仪表时, 必须要结合生产现场的实际情况, 同时, 还要充分考虑防火分区的要求。按照我国现行GB 50116-2013规范标准的规定要求, 在选择火灾检测仪表时, 应当满足如下以下几点要求:一是由于火灾发生的初期阶段会产生出烟和热, 对于无明火辐射的场所应当选择感烟探测器。二是对于火灾发生后可能产生大量烟、热, 且存在火焰辐射的场所, 则应当选择感温感烟和火焰探测器。三是对于因温升过高可能引发火灾的场所, 则必须选择感温探测器。 (2) 有毒及可燃气体检测仪表选型。在选择此类仪表时, 应当以石油化工企业气体检测报警设计规范为依据, 并确保所选的仪表满足以下规定要求:一是在工艺装置和储运设施的区域内应当安装可燃性气体检测器。二是对于使用有毒的装置和设施区域内, 则应安装有毒气体检测器。三是如果可燃气体当中含有有毒气体, 但有毒气体泄漏时达不到最高允许浓度时, 应当安装可燃气体检测器。 (3) 安全性设计。由于FGDS系统归属于安全仪表系统的范畴, 所以它的主要元件均应当选用故障安全型。如I/O应具备短路和断路检测功能;AI点则应具备异常电流检测功能;执行元件应当为励磁型;逻辑运算器要具备可靠地冗余和冗错功能。只有这样, 才能确保整个系统的安全、稳定运行。

3 结语

总而言之, 在当前的新形势下, 石油化工企业想要进一步提升生产能效, 就必须对自动化控制技术予以足够的重视, 并在实际生产的各个主要环节中合理应用自动化控制系统和设备, 这样不但能够使生产设备得到有效的控制, 从而提高生产效率, 而且还能预防生产过程中安全事故的发生。在未来一段时期, 应当加大对自动化控制技术的研究力度, 除了要对现有的控制系统进行不断改进和完善之外, 还应积极研发新的控制系统, 使其能够更好地为石油化工生产服务, 有助于推动石油化工企业的持续、稳定发展。

摘要：本文首先阐述了石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件, 并在此基础上对自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用进行论述。期望通过本文的研究能够对提高石油化工企业的生产能效有所帮助。

关键词：石油化工,自动化控制,生产能效