关于石油化工电气仪表安全供电系统设计

王为能

摘要：近些年我国石化企业的发展速度十分显著，在石化企业生产过程中会遇到很多风险要素。石化企业作业过程中面临着易爆易燃、高压高温等危险，为了减少人员受伤就需要重视对自动化系统的利用，要确保自动化系统足够稳定和可靠。在保障了以上条件满足以后，才能够确保石化作业安全与顺利。石化企业一定要充分考虑电气仪表的安全供电系统合理性使用，深入研究，以便减少电气仪表供电负荷、供电风险。创造最大化效益。

关键词：石油化工;电气仪表;安全供电系统

引言

石油化工中电气仪表的正常运作，对天然气等能源的加工、供应有重要意义，因此电气仪表的供电系统也尤为重要。本文主要对其供电系统进行相关简述，探讨供电系统的主要特点，并深入存在的安全问题，以提出相关的改善对策，达到提升供电系统稳定性、安全性的研究目的。

1化工电气仪表供电主要特点

1.1分散控制系统

为使系统达到一定的安全稳定性，系统在设计时不再采用以往的单回路的供电模式，而是使用的双回路供电模式。因为使用了双回路供电模式，保证了系统不受断电的影响，即使断电，也可正常使用。

1.2STS系统

所谓的STS系统，实际上与分散控制系统差不多，采用的供电模式都是双回路的，并且在供电的同时有配套的调整装置，使供电过程安全稳定。若在供电过程中电源发生瞬时的波动，对仪表的影响并不会很大，而对变送器则不然，会使变送器被干扰到。

1.3供电系统安全隐患

供电系统在安全方面的隐患主要有：（1）没有为直流供电的电气仪表设置相对应的冗余电源。（2）没有根据规定进行双回路电源的设置，而只是在分支的线路上将电源设置为并联的模式，使回路能被供电，一旦发生异常情况，就会出现短路故障的现象。（3）假如电路中的风扇以及照明设备发生短路现象，就会出现系统断电。所以，要想确保电力系统安全可靠，就要提前设计好，并组织好安装工作同时做好维护工作，具体情况下采取具体措施来保护系统，将安全风险扼杀在萌芽状态，避免发生安全事故。

2存在的安全问题

由于我国主要涉及的供电电压有交流电压220V和直流电压24V。在供电过程中，经由低压断路器监测、控制，并经由变压器达到电能输送、供应的目的。因此就我国当前的供电情况而言，主要存在3项问题：①24V直流电压直流电气仪表未采用冗余式配置方式。②PLC控制器、DCS分散测控系统未采用双回路供電，而是在分线上通过并联方式，达到同时对两个电路供电的系统设计目的;然而一旦一方分线出现问题，则易导致短路等状况的发生风险。如UPS电源故障、断路器中断等，均会导致相应分线安置的电气仪表在此分线处形成封闭供电环路，最终导致短路等状况发生。③按当前常见系统设置，一旦照明、排风等设备出现短路，则会严重影响其整体的安全供电系统及电能的正常运输与供应。即照明、排风等设备的电路同安全供电系统的电路为同一条，则照明、排风处出现问题，会影响整条线路的功能，最终会影响安全供电系统的正常运作。

3安全分析及相应问题的改善对策

3.1优化总电源

包括采用>10kVA的供电电源，以确保在市区内的电能供应、运输过程中能给予相应电气仪表一定的电力支持，保障市区内整体的供电稳定性及安全性。同时除常规的一路UPS供电方式外，还可同时运用两个UPS电源进行供电，以达到并行供电的石油化工电气仪表安全供电系统设计目的。

3.2优化双回路供电模式

由于当前石油化工电气仪表安全供电系统主要涉及有SIS仪表控制安全监测系统、DCS分散测控系统、PLC控制系统这几种类型，因此需重视这三种系统供电的安全度与可靠性。在石油化工电气仪表安全供电系统设计过程中，加入双回路供电系统设计方案，即同时设立两个独立的电源，利用冗余配置方式及容错控制方式，将这两个电源有分设成主电源及冗余电源。由于两个电源相对独立，则一旦某一电源出现故障，则可立即采用另一电源进行供电，以提升石油化工电气仪表安全供电系统的稳定性，确保输送、供应电能的稳定性及可靠性，有效减少停电等状况的发生几率。则供应电源的稳定，能确保相关电气仪表的有效运作，避免因供电问题而影响相关仪表设备的运行，避免因电气仪表监测、控制不到位，而增加石油化工涉及能源物质运输、供应过程中的危险系数。

3.3直流供电仪表的冗余配置优化

直流供电仪表的冗余配置优化方面，主要包括在直流24V仪表供电中加入交流/直流（AC/DC）转换装置，即交流电变直流电设备，有效地将交流220V转化为直流24V，以便于市区内的用电、供电。同时在直流24V的并联供电过程中，则各电流输出的正极处加入大功率解耦二极管，以达到隔离供电系统设计的目的，且可形成一定的供电冗余配置形式，能有效提升其整体的供电安全度。则通过冗余配置模式的设定、改善，在提升石油化工电气仪表安全供电系统安全度的同时，能节省其系统改善所需的经济成本，提升石油化工企业的基本利益。

3.4单路电气仪表供电系统配置计划

在化工企业的生产过程中，对于日常的流量控制仪表、压力控制仪表、较独立的可以进行编辑的逻辑控制装置以及在线分析设备而言，最重要的是仪表供电系统的安全性，一旦发生断电，即便是短暂的，也会使化工生产企业遭受损失。针对以上情况，对经济和技术进行权衡考虑后，基本可以断定如果使用了不间断电源来进行供电，那么仪表本身的用电量就能实现。除此之外，运用了此种供电计划，其中较好的方面是在UPS出现问题时候，静态转换开关会自动切换至不间断的电源，因为仪表供电系统被安全保护，因此可以实现对电源的及时抢修，恢复正常供电。

3.5220V供电仪表电源供电方式的优化

温度仪表、压力变送器、行程仪等属辅助类监测仪器，对相应供电系统的安全性、稳定性要求不高，且即使出现短暂断电，相关仪器停止运作，也不会对其整体的石油化工涉及能源运输、供应情况造成过多影响，也不易增加石油化工涉及能源使用情况的危险系数，但也需重视此类仪器的供电情况，以提升其仪器运作的有效性。在此类仪器设备的供电线路设计过程中，直接将交流220V的城市电网作为此类设备的电源，则能有效降低石油化工企业的经济成本，提升其整体的经济效益。同时可在此基础上安置一个静态转换开关，则能实现两种总电源供电方式的有效切换，提升其供电系统的安全性，利于其仪表设备的正常、有效运作。

结束语

综上所述，由于石油化工多涉及到石油、天然气等原料物质的加工、运输、供应等，而石油、天然气等物质的运用均具有一定的危险系数，是易燃易爆类危险物品，因此需重视对此类能源的监测、控制。通过石油化工电气仪表，可有效监测、控制石油等能源的加工、运输情况，能有效反应仪表设备监测到的相关数据，且具有一定的自动化功能，能在能源物质涉及到一定危险因素时，给予一定的安全处理，以保障居民、企业员工的生命安全，降低能源爆炸、燃烧等事故的发生风险，因此需重视石油化工电气仪表安全供电系统，以提升其整体的安全度。

参考文献：

[1]蒲永太，孙海鹏.化工装置中电气仪表的管理与检修研究[J].化工设计通讯，2018，44（03）：96.

[2]申军祥.化工行业电气仪表温度参数的自整定方法[J].山西化工，2018，38（01）：86-88.

[3]徐从武.化工行业电气仪表使用安装关键技术问题及措施分析[J].建材与装饰，2017（52）：196.

[4]张晓宁，苗如华.炼油化工装置电气仪表检修管理[J].中国石化，2017（11）：30-31.

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