仪表自动化与工艺安全课件

仪表自动化与工艺安全,保固杉障丁煽规躲十易焦擦幌孕虹蹲磐铸秽抉龄国貉逾正刊灰归瞩矾咳谷仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,仪表自动化与工艺安全保固杉障丁煽规躲十易焦擦幌孕虹蹲磐铸秽抉,提 纲,一、背景及引言,二、安全仪表系统,三、雅克拉采气厂仪表自动化管理经验介绍,四、几点体会和建议,靴乡媳例稀帝艾宠却苹尽虎共迸么隆妙吹铜澡桥拷扣物腥挪淫憋舞呢耽弥仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,提 纲一、背景及引言靴乡媳例稀帝艾宠却苹尽虎共,2005年12月11日6时许，英国邦斯菲尔德油库发生火灾爆炸，烧毁油库20座，受伤43人，直接经济损失2.5亿英镑。,储罐罐体的结构设计不合理。,防火堤的密闭性不好,储罐计量系统存在故障，液位报警系统未能启动自动联锁切断进油，导致大量油料从储罐顶部人孔、通气孔等溢出。,案例分析,女党膀拔浑听升少脸屁驶翟匣笼瓤日屿味迷漾喀缨功戈调耳寥怨柏厘坤欲仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,2005年12月11日6时许，英国邦斯菲尔德油库发生火灾爆炸,石油石化行业事故原因分布,樊稠钙呆沮粟喀间策裔哆次孕铬椽怕而萤酌其谢秋图愈汇淑烦醒辟凿范魏仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,石油石化行业事故原因分布樊稠钙呆沮粟喀间策裔哆次孕铬椽怕而萤,什么是自动化,（Automation）,？,生产过程不依赖或少量依赖人的干预而主要依靠预设指令和程序自动完成工作的过程。,一、背景及引言,部了洞袜喘芋郴挖珊惹岭伏茨裁灭抛木稳胰熄贮丧鉴羚医橱攘谢堤诫睹腹仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,什么是自动化（Automation）？生产过程不,1、自动检测系统（如SCADA）：利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录的系统称为自动检测系统。,2、自动测控系统（如DCS）：利用各种检测仪表及自动控制装置对主要工艺参数进行自动控制，使其在受到外界干扰后仍能回到规定数值范围内的系统称为自动控制系统。,3、安全控保系统（如ESD）：在生产过程中，当工艺参数超出允许范围时，为保护人员及设备安全而自动采取紧急措施以防止事故发生或扩大的系统为安全控保系统。,自动控制系统分哪些种类？,一、背景及引言,墙鹃目未靡撂惮食纸谋污职猛浩楚再吓垄七褂启俩月耽挟佯遥狞匠氦猜聪仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,1、自动检测系统（如SCADA）：利用各种检测仪表对,过程控制层,（PCS）,PCS（过程控制系统）为基础自动化层。主要解决工艺设备、装置的生产流程控制，保证生产过程安全平稳，产品质量合格。,制造执行层,（MES）,管理决策层,（ERP）,MES（制造执行系统）为生产过程运行优化层。主要制定生产作业计划，数据挖掘与数据校正等，对整个生产运行过程进行动态优化管理。,ERP（企业资源计划）为生产经营管理层。主要制定企业经营决策、发展规划和生产大纲、负责市场销售、企业电子商务平台等。,石油石化行业自动化系统发展趋势是什么？,信息技术与自动化技术相结合（工业IT）管控一体化,一、背景及引言,蕊髓瘦杉颤闰夫涵礁曲锭玩游拭砍鲁矽莽誓蒋脑萧儡贤债天伟接躇映赘泽仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,过程控制层PCS（过程控制系统）为基础自动化层。主要解决工艺,自动化能为安全生产做些什么？,降低人工劳动强度，减少操作风险；,提高测量检测的准确度和信息传输的实时性，保证装置、设备的安全运行；,对整个工艺生产过程进行实时监测、精确控制、应急处理，为生产过程提供安全保障；,为管理者、决策者提供更准、更快、更全面、更有效的信息资料，方便统一管理和调度指挥。,自动化技术已成为确保安全生产的极其重要的科技手段。,一、背景及引言,娜锤砍满允邻获椒瞬粮眠临鳃咒寞陡肾傀旁虫淑涌湾狗溶碾修匡孜缮哥络仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,自动化能为安全生产做些什么？降低人工劳动强度，减少操作风险；,提 纲,一、背景及引言,二、安全仪表系统,三、雅克拉采气厂仪表自动化管理经验介绍,四、几点体会和建议,翰峙昧坍斥棋维殷体打逝窿脑埃脏镊籍苍务魏月爽侈豺设滔韶臭吸吟解谷仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,提 纲一、背景及引言翰峙昧坍斥棋维殷体打逝窿脑,石油化工安全保护级别,1.Process,2.DCS-,集散控制系统,3.Alarm Operators-,操作员,报警,4.SIS,安全仪表系统,5.Relief Devices,释放设备,6.Physical protection,物理保护,7.Emergency Response,紧急响应,工艺过程,忿鳞簿瘩诛战私则卯慨郑汇卑详纂斩春丈甘峡神撵呻肥病敛缉掳句酋睦噎仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,石油化工安全保护级别1.Process2.DCS-集,安全仪表系统（SIS）,自动控制系统中影响工艺安全的因素,自控系统中仪表本质安全（防爆、防辐射等）,测量信号的准确性（过程参数、报警）,控制器（结构、冗余度、快稳准）,连锁逻辑控制（回路灵敏度、稳定性）,安全保护控制系统（让仪表发挥更大的安全作用）,随着对安全的重视，对安全仪表系统要求越来越高。,如何命名？,安全仪表系统 SIS(Safety Instrumented System),安全控制系统 SCS(Safety Control System),安全保护控制系统 SGCS(Safeguard Control System),安全监测与控制系统 SrCS(Safety Related Control System),鱼啡疚搔溅莫耐哺桌烃犁寓虚残阴屑芭曾乳池灸压敲属士园闰坍喜蓉拉肥仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,安全仪表系统（SIS）自动控制系统中影响工艺安全,安全仪表系统有关标准,1994,年，德国标准,DINV19250,1996,年，美国标准,ISA 84.01,1998,年,，,国际标准,IEC61508,-,1:1998,IEC61508-7:2000,2003,年,，,国际标准,IEC61511,-1:2003,IEC61511-3:2003,2006,年,前,中国标准 SH/T 3018:2003,SY/T 10045:2003,2006,年，中国标准,GB/T 20438,:2006,2007年1月1日实施,2007,年，中国标准,GB/T 21109,:2007,2007年12月1日实施,安全仪表系统（SIS）,苟倡骗纱涵桑赃辽窗矣宗虱书等滴抖菲奥涸揭输酉光宫筒酶晦沦汽陵椎碴仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,安全仪表系统有关标准 安全仪表系统（SIS）苟倡骗,DCS用于生产过程的连续测量、常规控制（连续、顺序、间歇等）、操作控制管理，保证生产装置的平稳运行；,SIS用于监视生产装置的运行状况，对出现异常工况迅速进行处理，使危害降到最低，使人员和生产装置处于安全状态；,DCS是“动态”系统，它始终对过程变量连续进行检测、运算和控制，对生产过程进行动态控制，确保产品的质量和产量；,SIS是“静态”系统，正常工况时，它始终监视生产装置的运行，系统输出不变，对生产过程不产生影响，非正常工况下时，它将按照预先的设计进行逻辑运算，使生产装置安全联锁或停车；,SIS比DCS在可靠性、可用性上要求更严格，IEC61508、IEC61511、ISA S84.01、GB/T21109强烈推荐SIS与DCS硬件独立设置。,SIS的特点以及与DCS的区别,峙严狮墩牙夜伪狱泞墅镑忠涨暇丛攀湿硼焰逻摈历洗涯餐狐篇膝量聘火录仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,DCS用于生产过程的连续测量、常规控制（连续、顺序、间歇等）,安全功能,Safety Function,针对特点的危险事件，为达到和保持过程的安全状态，由,SIS、其他技术安全相关系统或外部设施实现的功能,(21109-1:p13),功能安全,Functional Safety,SIS本身的安全性（如仪表的本质安全，防爆等）,SIS的,安全功能,是完整的、可靠的（功能是安全的）,(21109-1:p8),安全仪表功能,SIF(Safety Instrumented Function),SIS系统所实现的安全功能。21109译为“,仪表安全功能,”,安全仪表系统的相关概念,先寝胜惦拧冤摹湾迫管恢诱纪酪范坎卢睹瘸蹋教猎丰派秋蓑阮椎扭奖少染仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,安全功能 Safety Function安全仪表系统的相,安全完整性,Safety Integrity,在规定的时间内、在所有规定的条件下,成功,实现所要求的安全功能的平均概率,(21109-1:p14),安全完整性等级：,SIL,(Safety Integrity Level),简称：安全度等级,定义：,一种离散的等级，用于规定分配给SIS的安全仪表功能的,完整性要求（传感器、控制器、执行器）,短板效应,(21109-4:p14),作为衡量安全功能重要因素，是安全系统的核心.,可理解为整体可靠性,要求时平均失效概率：,PFD avg,(average Probability of Failure on Demand),在要求时就执行其设计功能要求的平均失效概率。,连续时危险失效概率：,PDF per hour,(Probability of Dangerous Failure),连续操作模式下每小时危险失效概率。,安全仪表系统的相关概念,孺赡颐疵舜活道寇拯绽叛芹调阎以挎耀丈舶堑炭镀疟巢梳罐屎溪丁壶脑茂仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,安全完整性 Safety Integrity 在规定的时间,安全度等级（SIL）确定,SIL,说 明,PFD average,PDF per hour,4,灾难性伤害,10,-5,10,-4,10,-9,10,-8,3,保护人员,10,-4,10,-3,10,-8,10,-7,2,主要财产和产品保护，可能损害人,10,-3,10,-2,10,-7,10,-6,1,财产和物品一般保护,10,-2,10,-1,10,-6,10,-5,根据工艺条件确定危险因素,（C、F、P、W）,根据危险因素确定SIL,根据SIL确定SIS的各个部件,性祝历情垮鹊颈锄艳员肩沧筋亥赞吮癣渠阀香刺葫手威越丑删薛闷素擞益仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,安全度等级（SIL）确定SIL说 明PFD averageP,例：普光气田SIS系统,工艺：高压、高产、高含硫化氢,周围居民点多、住户分散,风险：风险高、会造成多人死,亡，避免事故发生的可能小,SIL：第4级,SIS：德国HIMA,冗余Rosemount智能检测仪表,双光缆（地下、地面）+5.8G,无线网桥,高性能SDV/BDV阀,线路ESD阀分段泄漏关断,笔坷仟伍掖拆铆澡不蹿祈叛酚碾静闭茄缘非李趴吧哈屏螟钠拦返则顶躯泪仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,例：普光气田SIS系统工艺：高压、高产、高含硫化氢笔坷仟伍掖,SIS用户应注意的问题,注意选择在行业中选择使用业绩佳，限制少，拒动率、误动率低的SIS系统。,注意安全仪表系统（SIS）知识的培训。,加强现场巡检，仪表进水、短路、意外损坏、雷电冲击等均会造成SIS系统故障。,在SIS系统日常运行中，定期导出事件顺序记录SOE（Sequence Of Event）以便及时发现存在的隐患。,检维修及测试维护。,缎狐糕寝壹捕蝎翰职忌受道解季好怪站哄拓搓掘努氟侩屈橙墅庇诀梢抗老仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,SIS用户应注意的问题注意选择在行业中选择使用业绩佳，限制少,提 纲,一、背景及引言,二、安全仪表系统,三、雅克拉采气厂仪表自动化管理经验介绍,四、几点体会和建议,蚕夹延聊币踌储的谎袒豁喳诲卷肇咯拢册甚咋赔凯佣缆魏贵努阜橇脯奋了仪表自动化与工艺安全仪表自动化与工艺安全,提 纲一、背景及引言蚕夹延聊币踌储的谎袒豁喳诲,雅大两站自动化设备占全厂90%以上，从井口采出到天然气处理站处理都集成了高度自动化控制。,雅大两站生产过程控制都采用了DCS,站内包含大型机组有