甲醇厂ESD系统技术改造

第28卷第3期石油化工应用Vol.28 No.32009年6月PETROCHEMICAL INOUSTRY APPLICATIONJune. 2009甲醇厂ESD系统技术改造张国民，陈宏杰(神化宁煤集团煤炭化学工业分公司甲醇厂,宁夏灵武750411)摘要:论述了 -个煤化工企业紧急停车系统即ESD系统的改造全过程,经改造,ESD系统安全、可靠、保证了生产。关键词:甲醇厂;ESD系统;技术改造中图分类号:TP29文献标识码:B文章 编号:1673- -5285(2009)03- 0077-02本厂3台气化炉所用的投料及停跳车系统采用美可设计为一 台主处理器故障,另外两台互备工作;有两台国TRICON公司的ESD( Emergency Shutdown System)处理器故障时 ,剩余的一台处理器依然能独立工作。系统,该系统为三重化结构,具有如下特点:每台气化炉用到开关量输人模块DI卡3503E 3系统机架易于扩展,并可利用所有TRICON的I0块,开关量输出模块 DO卡3664 1块;模块和通讯模块。设计的新型高密度机架取消了内部公用工程用到1块DI、2块DO;I/O端子。远程I0机架模式最远可达12km。备用DI卡、D0卡各一块;强大的通讯功能，与其他控制系统及与上位机系增强型智能通讯模块EICM 1块，用于与其他控统通讯方便而又可靠。新型COMM总线提供了比普通制系统如: DCS、PLC等的数据通讯;总线高4倍的性能。网络通讯模块NCM 1块,用于网络通讯,可接上系统固有的(而非二次开发)三重化结构,提供了位机或笔记本用于调试等工作;高度完善的、无差错的不中断运行机制。电源模块6块,每个卡笼有2块冗余工作。TMR三重冗余结构和热备能力,使得系统具备延本厂这套ESD系统共计用到22个主要的硬件迟维修的能力。强大的SOE功能可帮助用户进行系统模块。的维护和停车事故分析。应该说这套系统硬件可靠先进,软件设计严密科学,使得本厂的气化投料及停车有了安全的保障,但是随着系统的使用发现有如下问题，并成为气化炉安全稳定运行的安全瓶颈。2 ESD系统改造由于本厂气化装置为进口的二手设备，包括控制系统在内的仪控设备均为20年前的产品,虽然在当时非常先进，但在今天看来大多已经落后，甚至无法使日1 系统站构围.用。就气化炉联锁程序而言,原始设计为现场信号经过隔离栅后串接-一个硬件的报警设定器,进入DCS控制1本厂这套ESD 系统包括系统(原首钢设备所用的控制系统为Baily 的系统)进行常规显示及控制。而报警设定器的作用则是利用其主处理器模块MP3008 3块,三重化工作,通过组态上的设置 旋钮经手动设定产生- -个开关量信号, 进入◆收稿日期:2009-04- -21作者简介:张国民,另,神化宁煤集团煤炭化学工业公司甲醇厂机动部副部长。78石油化工应用2009 年第28卷DCS的DI卡件,参与逻辑联锁。考虑到控制系统是整安全性和可靠性大大增强。个装置的核心部分，原有Baily 系统已经老化且落后,1信号隔离系统改造由于老安全栅性能不稳定无法得到有力的技术支持,本厂引进了HONEYWELL对整个装置运行产 生的安全隐患，本厂下决心对3台的DCS控制系统,考虑到气化炉的开停车及投料是十气化炉共计 1000多台老式安全栅分批全部进行了更分重要而又危险，又引进了美国TRICON公司的ESD换换成MTIL公司的5000系列产品,对安全栅柜的供系统,专门进行气化炉的联锁保护及控制。于是报警设电系统也进行 了改造,改为双回路供电,使得信号隔离定器输出的开关量信号便自然就引入了ESD ,在ESD环节 的可靠性极大的提高。中参与联锁控制。整个信号的回路图如下。2现场部分仪表改造同样, 由于气化现场仪表全部使用的是原首钢设备。为使得ESD系统运行有更靖于柜安全餐柜DCS卡件ESDD佧拟量侑号可靠的保障,从两方面入手:-是在认真熟悉ESD联锁程序的基础上对程序进行局部修改,将原来的氧气4流量低低跳车和辐射废锅液位低低跳车由原来的- -选报譬设定鄙一逻辑改为二选二(现场增加仪表测点 ,并将信号引人ESD系统参与联锁逻辑);二是将进行ESD联锁的部分现场仪表进行更换,如将汽包液位测量由全部浮筒开关量信号液位计测量改为浮筒液位计与磁致伸缩液位计配合使用，有效的解决了投料前及投料成功后汽包压力和温圈2整个信号回路图度未达到设计值时造成的液位假指示问题。在使用的过程中,以上系统结构多次发生问题,具体来讲:因为隔离栅和报警设定器已放置多年,使用过3结尾程中，陆续出现因这些部件的硬件故障所导致的信号中断报警设定值发生变化或丢失等现象,造成因ESDESD系统的数据采集是毫秒级的，而原来DCS系系统的误动作而导致跳车事故，造成很大的经济损失统的数据采集是秒级的，经过以上几方面的改造优化和安全隐惠。经过认真分析，认为年久老化的隔离栅和后，系统的实时性及安全性大大提高。 从硬件设计上极报警设定器性能不稳定以及复杂而不尽合理的回路结大的提升了本厂气化炉投料及停车的安全性。自投产构是造成这些隐患的主要原因。分两步对系统进行改以来的 100多次的跳车及投料，充分的证明了这套改造,首先是在ESD系统中取消部分DI卡件,加入6块造后的 ESD系统是安全可靠的。做到了该停车时一AI卡件(ANALOG INPUT 3700),直接接受经安全栅隔定要及时联锁停车,避免造成装置爆炸等严重事故;而离后的模拟信号,在ESD系统中通过软件编程进行信不该停车时也没有误动作，避免造成无谓的巨大经济号处理,产生内部的跳车触发信号,以系统内部点的形损失。式进入联锁逻辑,这样大大的增强了联锁系统的安全性和可靠性,改造后的结构图如图3所示。参考资料:[1] Tricon 设计与安装手册[S].墉子柜安全衢柜BSD AI卡安全联锁[2] TiStation 1131 Developer' s Guide[S].程序模拟量信号圈3改造后的结构圈可以看到,经改造后的系统,信号回路大大简化，将模拟信号直接引入可靠性更高、速度更快的ESD卡件,通过软件获得联锁所需的各个触发条件。使得系统