石油化工电气仪表安全供电系统探讨侯延军

石油化工电气仪表安全供电系统探讨侯延军

侯延军1侯同庆2

1山东海科化工集团山东省东营市257026；

2中石化石油工程设计有限公司山东省东营市257026

摘要：安全、可靠、稳定的供电系统是石油化工电气仪表正常、安全运转的基础。石油化工电气仪表的安全性和石油化工生产有着密切的联系，为进一步提升石油化工生产的安全性，必须优化和改进电气仪表供电配置模式。本文基于石油化工电气仪表供电系统的特点，分析当前石油化工电气仪表供电的安全隐患，提出相应提高石油化工电气仪表供电系统安全性的对策，以期提高石油化工的供电安全和生产安全，实现社会效益和经济效益的共同发展。

关键词：石油化工；电气仪表；供电系统

1石油化工仪表供电系统的重要性

石油化工生产当中所使用的仪器与仪表设备有压力表、分析测量仪、温度计、流量仪以及压力变送器等，而电气仪表的供电设施则主要为PLC控制器、电控阀以及220VAC交流电源。石油化工整体的自动化生产系统一般采取SIS仪表测控系统以及DCS分散测控系统。具体来讲，DCS分散控制系统是自动化生产系统的整体核心部分，其运行的安全性对自动化系统整体的正常运转有着直接的影响，DCS的装置在化工生产使用中，采取双回路电源供电的模式，其有效地解决了单回路供电的不稳定性，是生产社会稳定运行的重要保证；SIS仪表检测系统同DCS系统类似，也采取双回路电源，并且配置了双电源调整期，即时某一路发生断电，也不会对化工生产系统的正常运转产生影响；此外，生产现场中所使用的一些仪表有着较强的抗干扰性，因而其不会因系统的电流或者电压的瞬间波动而产生影响，不会产生误动的可能性，但一些变送器有出现信号暂时中断的可能性。

石油化工工业产品在生产当中有着高温高压、易燃易爆等特征，因而对于工艺的自动化控制安全性与可靠性等都有着非常高的要求。现代石油化工装置中，需要具备许多控制系统，由于装备与工艺复杂，整个控制系统不能够存在安全与薄弱环节。一旦系统当中有成套仪表与设备工作不正常，就会造成系统故障甚至爆炸火灾等重大事故。要消除这些风险就必须要依靠安全技术，而采取不同技术的仪表安全系统则是保证系统安全的重要措施，其中供电系统的安全性则是重中之重。实际生产当中，许多石油化工设备仍然存在着供电安全的隐患，要消除这些隐患，必须要全面石油化工仪表供电系统。

2石油化工仪表供电系统存在的安全隐患

当前，石油化工的仪表供电系统一般采用220VAC、24VDC两种电压级别，其中220VAC交流电源由UPS来供电，再经低压断路器控制处理后，形成诸多分支回路分别通过AC/DC转化器或变压器等设备输出24VDC和110VAC的电源，向相应仪表提供电力负荷。在石油化工仪表中常见的不安全隐患比如照明、散热风扇等，石油化工仪表中常见的不安全供电系统构造。该种供电系统，测控仪器和仪表设备系统运行安全性和可靠性得到一定的保障，但是存在安全隐患，主要是：1）对需要经过24VDC的直流供电的直流式仪表未按照标准和要求配置冗余电源；2）DCS系统、PLC系统等需要采取双回路电源的仪表并未应用双回路电源供电，而仅仅在分支线路上配置并联两个电源，以对回路进行供电，当出现断路器开启、UPS电源发生故障、非主观断电等情况时，电气仪表会形成闭合式供电线路，进而引起短路；3）当照明、风扇等设备的供电短路时，会导致整个供电系统发生断电。所以，为提高石油化工仪表供电系统的安全性和可靠性，必须做好优化设计、安装调试、维护等方面的工作，采取积极有效的防护措施，消除安全隐患，避免供电事件的发生，保证石油化工生产的安全、稳定。

3如何提高石油化工电气仪表供电系统的安全性

3.1严格遵守并执行供电系统的各项规章制度

供电系统运行过程中受到很多因素的影响，主要包括主观因素和客观因素两种。主观因素包括操作人员的技术问题、供电系统设备的质量等，这些问题都可以运用规章制度来解决，只有严格的遵循各项规章制度，才能有效降低故障的发生率。要对供电系统进行定期的巡回检查，仔细检查供电仪表设备的温度、通风条件、堵、卡情况，管理人员要重点检查操作人员的操作方式，如果存在不合格的操作，要对他们进行调换和培训，以降低风险的发生率。巡回检查的值班工作人员要做好巡检日记的记录工作，以提供有效依据给管理人员。一旦发现设备存在耗损等现象，要立即对其进行检修，同时还要加强设备的保养工作，并进行记录。

3.2双回路供电仪表系统优化

SIS仪表测控系统、DCS分散控制系统、PLC系统是石油化工自动化生产系统中的核心部分，对于供电安全与可靠性有着非常高的需求，因此对于这些仪表系统的供电安全要保持足够重视。正常情况下，只要保证控制站供电电源的正常运行，就不会给生产仪表装置带来较大影响。因而控制站在整个测试仪表系统当中极为重要，对其的优化改进需要将其所有关键部位的供电都采取冗余+容错的形式，其冗余电源系统依据两个独立且来源不同的电源供电，因而只要其中一个供电回路正常供电，就能够保证系统可以继续正常运转，从而提升系统整体的稳定性。

3.3优化配置直流供电仪表的冗余电源

在石油化工生产系统中，直流电源主要为24VDC的直流仪表提供电力支持。要确保直流仪表供电系统的安全性，应该采取不同电源供电的两台24VDC直流稳压电源进行并联式供电，同时还应该在每个直流电源输出端的正极上增加一个大功率的二极管，以此分开两个不同电源。两台24VDC直流稳压电源，其电源均来自两个不同的220VAC交流UPS电源，或者市电和UPS电源同时供电，这就实现了良好的冗余电源设置。该模式设计和操作都较为简便，兼顾了经济性、安全性和可靠性。

3.4优化单项220VAC供电仪表的电源配置

在石油化工生产过程中，一些仪器仪表对供电系统的要求不高，即使出现暂时性断电，也不会对整个化工自动化生产系统产生很大的影响，比如：压力表、温度器等。所以，为了整个供电系统的优化，可直接应用220VAC的城市电网来完成供电，以节约企业的生产成本，提高生产经济效益。不管是从经济方面考虑，还是从技术安全性考虑，此类模式具有很强的可实施性。在供电模式中配置STS后，整个电气仪表供电系统的安全稳定性均要比UPS电源要好。另外，在该种模式中，如果UPS电源发生故障，则STS会在内部电路闭锁控制状态下自动切换到市电供电，并经市电分开、稳压电路来实现正常供电，这也极大方便了在不断电确保电气仪表的供电安全性基础上，对UPS电源进行检修。

3.5直流供电仪表电源冗余配置优化

直流电源在石油化工生产工艺当中主要为24VDC直流仪表设备供电。要保证直流仪表的安全供电，需采取不同电源供电的24VDC直流稳压电源，利用并联的形式进行供电，并且在不同的电源输出端正极外加上大功率解耦二极管，对两个不同电源进行隔离。两个稳压电源一路来自于不间断的UPS稳压电源，另一路来自于市电，因而实现了冗余配置。这种优化配置的方案设计较为简便，并且安装方便简单，考虑了经济性的同时也实现了供电的安全性与可靠性。

结束语

随着石油化工业的发展和进步，在石化生产过程中的各种自动化控制化系统还会不断更新、扩大，形成集中、统一的的电气仪表测控系统。总之，为了确保石油化工生产各种电气仪表的正常、安全、稳定运行，保证石化生产的安全与稳定，必须提高和确保电气仪表供电系统的安全与可靠。在优化和改进过程中，应该根据企业生产的实际情况、各种生产设备仪表的供电特性，从供电负荷、安全生产等方面，结合供电技术、经济性，采取科学合理的供电配置模式，确保生产系统中所有电气仪表的安全性、经济性，最终实现石化生产经济效益和社会效益的最大化。

参考文献

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[2]刘刚.石油化工电气仪表安全供电系统探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（20）：8139-8140.

[3]翟龙，蒋亚锋.石油化工电气仪表安全供电系统探讨[J].商品与质量，2016，（20）：240.