石油化工仪表供电的设计与探讨

石油化工仪表供电的设计与探讨

发布时间：2023-03-20T03:22:40.775Z 来源：《工程管理前沿》2023年1期 作者： 于向东

[导读] 随着技术的不断进步，石油化工设备正逐步朝着情报和一体化的方向发展。新技术和工具的应用不仅确保了生产的稳定和安全，同时大大提高了生产的效率和准确性。

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摘要：随着技术的不断进步，石油化工设备正逐步朝着情报和一体化的方向发展。新技术和工具的应用不仅确保了生产的稳定和安全，同时大大提高了生产的效率和准确性。由于石油化工等公司生产过程复杂以及其中所含气体的易燃性和爆炸性，对生产过程缺乏有效

控制可能会产生严重后果，需要对这些设备进行精确控制。

关键词：石油化工；仪表供电；设计

引言

在化工设备的生产运行中，冲测控制系统和现场大多数仪器的供电负荷在初级负荷中尤为重要，先进可靠的仪器电源设计可以保证自动控制系统的长期稳定运行。本文从仪表电源设计范围、功率容量计算、电源设备选型和电源系统布线等方面阐述了仪表电源系统的设

计。

1石油化工仪表供电系统的特点

首先，供电负荷类型，根据测控仪表的功能和类型，笔者做了如下分类：分散控制系统（DCS）应用于生产，生产实时监控系统（SIS）负责安全，生产车间使用的各种设备，中央控制站等辅助测控仪表，220v电动阀及电测设备等。其次，仪表控制，分散控制系统应

用于生产电力特性的仪表系统。作为化工生产的中枢神经系统，不仅要求该系统具有较高的可靠性和安全性，而且在该系统设计开发过程

中完全弥补了单回路电源的不稳定性，从而设计出双路供电模式。使用过程中同时呈现双回路供电，即使工作环境发生变化，供电也不受

影响，生产设备运行高效稳定。生产现场使用的设备大多抗干扰能力强，即使系统电压或电流瞬间波动也能保持良好运行，不存在拒收或

故障的可能。

2设计原则

2.1电气仪表的准确性

由于石油化工能源供应和运输方面的风险，各层次的风险因素和风险等级各不相同。在设计石油化工仪表安全供电系统时，应特别注意供电的精度，确保石油化工仪表安全供电系统达到规定的危险等级时，能够准确给出信号，预防和避免危险事故，有效减少电力供应

和传输对仪表造成的损害。

2.2仪表供电系统的功能键稳定性

石油仪器的设计应充分考虑环境和操作人员掌握第一手位置数据，及时了解工作设备的工作条件，确保仪表的成功运行。仪表供电系统功能键的稳定性不仅要满足对现场实时工况的检测，并且还要允许该系统在突发情况下自动报警等。

2.3仪表的维护维修与扩展

鉴于石油化工相关物质的高风险因素，为了确保石油化工仪表设备安全和供电系统监控的准确性和稳定性，有必要定期维护、维修和扩大这些设备。以往的仪表供电设备容易老化，而且监测和控制功能落后，因此应注意维修、保养和扩大这些设备是重中之重，同时降

低更换设备的成本，以确保其安全应用。

3石油化工仪表供电系统的重要性

石油化工产品生产中使用的仪器设备包括压力表、分析仪、温度计、流量计、压力变送器等，但仪表设备的电源供应主要是由可编制逻辑控制器（PLC）、电动控制阀和滤波处理之后的220VAC交流电源。石油化工整体自动化生产系统一般采用SIS系统和DCS系统。特别

是DCS控制系统是整个自动化生产系统的关键部分，其运行的安全性直接影响到整个自动化系统的正常运行。石油化工产品在生产过程中

具有高温、高压、易燃易爆的特性，因此必须要求自动化过程控制的安全性和可靠性非常高。如果系统中的部分仪表设备和仪表电源供电

设备不能正常工作，极大地会导致其他系统故障、爆炸和火灾等严重安全生产事故。为了消除这些安全风险，需要诸多安全技术给予支

撑，同时在具有多种技术的仪表中使用安全仪表供电系统以确保系统的安全，可以说仪表供电系统的安全是重中之重。在实际生产中，很

多石油化工仪表仍然存在供电安全隐患，然而消除这些隐患需要完善的石油化工设备仪表供电系统。

4石油化工仪表供电的设计

4.1仪表电源柜进线断路器的选型

sh / t3082-2019中的案文规定:“备用仪表配线柜输入断路器过载保护电流的完整说明，可视为所有副器件计算电流的1.05倍；短路保护采用延时动作，可设定为0.2 ~ 0.5s；输入断路器过流回路的整数值必须大于或等于断路器瞬时过流回路总值的1.3倍。根据仪表电荷量大小

和特点，选择仪表进气柜断路器类型时，通常选用塑料壳式断路器；选择仪表电源柜断路器时，通常选择微型断路器。实施项目仪器的电

源分配设计时，需要根据现场实际情况，为DCS合成装置、DCS通道和整个下游厂房sis / GDS以及线路断路器发送一个ups端口和一个通用

电网电源端口。

4.2优化单项220VAC供电仪表的电源配置

在石油化工产品的制造过程中，有些设备和仪表对电源供电系统的要求不高。即使是临时停电，也不会对压力表、温度计等石油化工产品的整个自动化生产系统产生重大的安全和产品影响。因此，为了优化整个电力系统，可以直接应用220VAC城市电网完成对不重要的

仪表进行供电，这对节约企业的生产成本，降低能耗，提高生产经济效益拥有很大的意义。无论经济或技术安全方面的考虑，这些模型都

具有很强的实施潜力。在电源模式下配置静态转换开关（STS）后，用电设备电源系统的整体安全性和稳定性优于UPS电源。此外，如果在

这种模式下不间断电源（UPS）出现故障，STS在内部断路控制下自动切换到市电，通过电源分离和稳压电路实现正常供电，在不间断电源

的基础上进行检修，确保供电安全。 4.3电源容量计算

Sh / t3082-2019规定:“交流ups输出线应采用单相220v(交流)三线制(相位l，中线n，PE地线)；单个ups的额定容量不得超过100kva。如果仪器的功率超过100kva以上，应采用多个ups输出环路的供电方案。。Sh / t3082 - 2003要求ups输出电压为220 v ( AC)和380 v ( AC)，限制

为40kva，如低于40kva，则采用单相输出；当值大于40kva时，采用380 v ( AC)三相输出。作者认为，修改新规范要求交流输出导线采用

220v ( AC)，使仪表行业在考虑所有电源电路布线时不再需要考虑三相平衡问题。

4.4优化双回路电气仪表的供电系统

分散控制系统、设备监控系统和自动控制系统是石油化工自动化生产过程中最重要的系统。对整个生产系统的安全可靠供电有很高的要求。因此，这些仪器仪表系统的电源安全需要引起足够的重视。一般情况下，只需要保证控制站电源正常稳定运行，一般不会对生产

设备造成明显影响。由于控制站是整个生产仪表和控制系统中最重要和最关键的，在优化和改进过程中，所有主要部件的电源都必须采用

冗余联合容错控制方式供电。因此，控制站的冗余电源系统严格由两个独立的电源组成，如果出现故障不能正常工作，另一个电源可以正

常供电，必须保证仪器正常运行，保障许多重要仪器贯穿整个仪器仪表和控制系统也能稳定运行。

4.5逻辑运算器的设计

常用的逻辑运算符主要由三类可编程电子系统、继电器系统以及二者的混合组成。如果选定的计算机是继电器系统，则整个系统中的逻辑计算更容易。如果所选计算机是可编程电子系统，则可以轻松设计复杂的功能，并与其他通信系统进行协调。因此，许多石油化工

公司都拥有冗馀或容错、可编程SIL3级控制器。该逻辑算子的通常结构是二比一的自主诊断性能、三比一的双通道结构和二比一的双结

构。逻辑计算机的容错能力可以根据上述设计要求进行良好的识别和故障排除，以确保系统遵循正确的程序。

结束语

综上所述，为了更准确地估计仪表设备的能耗，自动控制设计人员应加强与仪表设备制造商的沟通和学习，以便不断加深对仪表控制系统和现场仪表设备能耗的了解；最后，如同在技术设计中一样，仪表电源供应和仪器电源分配主要是电力供应和分配的一部分，自主

设计者需要加强与电力设计者的沟通，并集中精力积累仪表供电知识和经验。

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