石化安全控制系统的艰难中国路(转载) 点击：7379 | 回复：62
爆炸事故发生的第二天，我国各大新闻网站都在显著位置刊登了这则消息，人们在关注的同时不禁在想：我国石油化工企业安全装置的应用情况是怎样的，是否完善到足以将事故的发生机率降到最低，是否有完备的应急装置。
石化领域的自动化发展
石化企业的安全控制装置主要指应用自动化技术的控制系统。所以要弄清我国石化企业的安全控制情况就要先看看我国石化领域自动化技术的发展。
经过50多年的发展，我国的石油和化工自动化已经从手动操作发展到自动控制；从低级、单一生产过程控制发展到复杂的控制系统。目前，我国大中型企业采用的控制系统主要是DCS（分散控制系统）。它是集计算机技术、通讯技术、控制技术为一体，对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种自动化系统。与以前石化企业采用的常规仪表控制与PC机直接控制相比，它的许多独特的优越性都更符合现代石化企业的要求。所以这几年，在各大型石化企业中的应用越来越普遍。上世纪80年代石化系统所使用的DCS基本上是替代常规仪表对生产过程进行控制和监控，但随着DCS的逐步成熟，企业已经可以通过DCS实现更多的功能。
除此之外，常规仪表仍是石化企业生产过程的重要监测工具。随着自动化技术的发展，仪表更新换代也很快，电子仪表的使用比例越来越高
应用状况
我国石化企业安全装置的应用势头得益于我国对于油、气需求的快速增长。为了满足市场的巨大需求，石化企业比以往更加重视生产的持续、稳定性，他们希望杜绝事故的发生，于是舍得花巨资安装先进的系统，更何况与石化企业的天价投资相比，那笔费用简直微不足道。
另一方面，我国油、气市场的强大召唤使得许多国外企业纷纷驻足。国外企业先进的自动化技术无疑驱动着国内企业某些观念的变化。国内企业开始发现，DCS系统虽然增加一次成本，但却使边际成本降低了，有利于企业的长期发展。另外，许多国内企业上市后，为了有利于企业的融资，他们更注重自己的形象，更重视企业的安全问题。
这些因素都促使我国石化企业的自动化应用水平有了明显的提升，但尽管如此，我国的总体情况与国际水平相比还是有一段不小的差距。
据业界专家介绍，我国并没有相关方面的法规规定石化企业必须要安装相应的安全控制系统。所以许多匆匆上马的小型企业并没有配备相应的安全装置。而且，就算大型企业采用的DCS系统大多也是上世纪六、七十年代的产品。
探其原因，中国化工信息中心的专家们告诉记者，一些企业特别是小型企业缺乏相应的自动化和仪表人才对系统进行维护是一方面原因，但另外一个更重要的原因是，我国此类产品制造市场的极度落后。一直以来我国石化企业采用的安全防护系统几乎全是进口，这就意味着昂贵的价格。一套DCS系统售价一般在一百万到几百万之间，这让许多小型企业难以负担，就更别提定期升级系统了。
尚未开发的处女地
石化企业要求产品能适应恶劣的生产环境并保持很好的稳定性，但目前我国石化领域安全防护产品，无论是使用寿命还是稳定性都不及进口产品。
曾发生过这样的事：一家石化企业斥巨资从国外购入一套DCS系统，为了节约成本他们决定安装国内的探头，但由于国内探头的稳定性达不到系统的要求，经常发生误报现象导致整个系统的表现大打折扣。终于，工人被误报信息扰得实在烦了，将探头摘了。结果可想而知。
这样的情况在我国的石化企业中并不少见，足以说明，我国在这方面的研发能力与国际水平的差距。
另外，目前国际石油和化工自动化系统软件的比重不断增加。过去自动化系统硬、软比例为7：3，现在整个自动化系统的硬、软比例为3：7。“我国近几年在石油和化工自动化应用软件方面虽然取得了很大的成绩，但一方面由于没有统一考虑标准问题，一方面因为企业过于保密，我国的自动化应用软件一直难于推广。”这势必影响到我国自主研发的自动化系统的发展。国内的系统提供商多是代理国外的产品。
在这个领域，国际市场的大门只是向我们开了一丝缝，让我们能够窥到外面的无限风光，但却没能够为我们带来鲜活的技术，就像尚未开发的处女地，这个市场依然沉寂。
不过，在市场需求不断扩大的刺激下，这种状况有望得到改变。中国化工信息中心的专家向记者介绍说，北京一家代理法国奥德姆产品的公司，通过对奥德姆产品技术的消化，目前正在准备建工厂制造自己的产品。一旦产品问世便会以比国际同类产品价格低得多的价格在中国市场上出售。
相信与这家公司有同样想法的并不只一家
这种先是模仿国外技术，继而消化吸收，最后拥有自己的自主知识产权的模式并不陌生，曾帮助过我国许多民族产业快速成长。现在，我们似乎看到我国的石化领域的自动化产业正在迈进这一模式。
我们开始盼望，在可以预见的将来，是这样一幅场景：国内产品相对低廉的价格、不断成熟的技术刺激了石化企业的需求热潮。我国石化企业自动化系统应用的春天将离我们越来越近。
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关于HAZOP分析如YPY所言,其实是由工艺仪表电气设备专业人员以及熟悉工艺操作的工程师,安全工程师等组成HAZOP分析小组来完成的.
关于PFD计算,得到各种失效数据确实是一个问题,但是对于我们一般用户而言,只要有现场仪表和系统等产品的厂家给出PFD数据用于仪表回路计算其实是足够的.据了解HIMA就推出目前唯一的一个回路SIL等级计算软件SILENCE,它的数据库里就包括了很多其他厂家仪表执行机构阀门的PFD/PFH数据.
另外,下面内容也可以帮助大家了解PFD/PFH数据的参考来源.
Industry Failure Databases
One of the most popular failure rate databases is the OREDA database. OREDA
stands for “Offshore Reliability Data.” The information is printed in a book that
may be ordered from DNV in Norway (oreda@dnv.com). The third edition dated
1997 has been printed with a new version planned. This book presents detailed
statistical analysis on many types of process equipment. Many engineers use it
as a source of failure rate data to perform safety verification calculations. It
remains an excellent reference for all who do data analysis.
Many companies have an internal expert who has studied these sources as well
as their own internal failure records and maintains the company failure rate
database. Some use failure data compilations found on the internet. While the
data in industry databases is not product specific or application specific, it does
provide useful failure rate information for specific industries (nuclear, offshore,
etc.) and a comparison of the data provides information about failure rates versus
stress factors.
There is a problem with the industry databases though. A probability of faildanger
calculation for safety verification purposes does require more than just
failure rate data. For each piece of equipment, one must know the failure modes
(safe versus dangerous) and the effectiveness of any automatic diagnostics (the
diagnostics coverage factor). This information is included only in rough form if at
all in industry databases. So many engineers doing safety verification
calculations provide an educated and conservative estimate. For most electronic
equipment, the safe percentage is set to 50%. Relays have a higher percentage
of safe failures with many picking a value of 70% or 80%. Mechanical
components like solenoids might be more like 40% safe with many failure modes
causing stuck in place failures that end up being dangerous in a safety protection
application.
回复内容：
对：lly 关于下面引用由老枪在 2006-12-3 17:33:00 发表的内容：
看来楼上几位都不是专业仪表或自动化系统工程师。不过看来都有兴趣？!<br><br>有关ESD问题，本人可以为大家…
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老实说，我对ESD不感冒
虽然石化行业，大多设计院喜欢这样搞。也许是按国家标准或者世界行业标准执行。
但我觉得，这些标准已经落后的。
以前为什么要ESD，是因为微电子技术没有象现在的高速发达，功能、可靠性较差，不得不采用高标准来实现连锁停车功能。
比如搞了什么SIL2、SIL3，相当于二选二、或者三选二进入IO模块的功能，但实际上呢，现场仪表和IO模块，究竟哪个可靠性高？
有很多设计院设计，例如压力高连锁停车，三选二方式，并不是现场有三个压力信号进入，而是一路压力信号通过电源分配器/或隔离器，分成多路进入IO。TMD，这样不是提高了安全等级，而是增加了一个故障可能发生点。
现场信号的可靠性比IO模块/DCS/甚至传统的继电器差，搞出昂贵的ESD系统有什么意义呢？
电力行业，汽轮机的ETS连锁停车的安全要求不比大多数石化低吧，可是一直就使用继电器，最近才改用小PLC或者DCS本身做。怎么就没弄出个昂贵的ESD啊? 内容的回复：
觉得这位兄弟还是加强学习一下吧，功能安全标准是2000年左右国际上正式出台的，03-06年由机械工业仪器仪表综合技术经济研究所转化为国标，07年正式发行，居然说这个标准落后了。欧美国家就不说了，就说中国，你可能就知道应用于石化电力的DCS上，其实现在在各个领域都在广泛要求——你知道你坐的高铁地铁是要过SIL4认证的嘛，你知道一些进口的医疗器械是有SIL要求的嘛，你知道核电控制的功能安全要求嘛，你了解汽车电子的功能安全要求吗？
你说的设计院问题是国情，但是这都是不按照标准要求的做法。最后你了解的ESD是一个过时的概念，去找找SIS吧
回复内容：
对：龙六 关于各位老师,有谁知道国内有没有能做HARZIP(可能不太正确的简写)分析和做回路PFD计算的权威组织或者权威人士?现在危险分析的趋势怎么样? 内容的回复：
你说的应该是HAZOP吧（危险与可操作性分析） 可以了解一下 机械工业仪器综合技术经济研究所——功能安全中心
IEC61508/61511的国家标准就是他们做的，现在国内功能安全这一块技术研究推广，包括产品认证咨询、系统评估都是他们在做。而且系统及功能安全标准化技术委员会也在哪，绝对是权威机构和权威人士。
网站 www.fs-china.org 010-63461786 xwz@instrnet.com
顺便问一下老枪同志是谁？
Expo正压吹扫控制器在防爆场所中的应用
正压防爆的原理：用介质来隔离点燃源，达到切断爆炸链条件，从而预防爆炸发生是正压型防爆产品的基本防爆原理，也就是说：是把电器设备的导电部分放置在安全介质内，使点燃源与外面的易燃易爆混合物隔离来达到防爆的目的。正压型防爆产品采用的隔离介质是洁净不燃性气体，通过各种保护装置、自动控制装置，使正压腔内部的保护气体相对于外部危险环境大气有一定的正压，从而阻止易燃易爆混合物进入正压壳体。
Expo正压吹扫控制器的介绍
由英国expo公司研发的Mini吹扫装置系统内部组件的构造和功耗是确保有效换气的关键，需符合额定温度等级和安全运行要求。该系统完全是气动原理（无需电源），所有的内部组件和具体细节经expo评审确认符合IECEx、ATEX、FM、UL和INMETRO认证应用要求。
正压吹扫控制器应用的安全性
就此问题，我们可以就正压吹扫控制器在石化危险区域现场用的电气柜来说明，首先我们明确的是正压吹扫控制器本身工作无需任何电源，正常工作时只需接4-8公斤洁净气源来保证正压吹扫控制器的运行。然后要说的是当正压吹扫控制器装配在电气柜时，在电气柜启动电源运行前，正压吹扫控制器将对柜体内的气体经行有效置换和保压，当按规定完成后有效换气和保压状态时，正压控制器将给出电气柜内部工作电源启动信号，这个信号是一个气动的激活信号或者是本安电路干接点信号，有效保证了电气使用环境的安全。这里说到是针对防止外界防爆型气体进入柜体爆炸的可能性，而正压吹扫控制器对柜体内有爆炸性气体释放源的正压保护一样有效，当只有外界气源有防爆性气体时我们一般采用泄漏补偿性正压吹扫控制器，就是当电气柜电源启动前吹扫换气完成后正压吹扫控制器进入泄漏补偿模式，正压吹扫控制器将对柜体本身漏气量经行自动补偿，维持柜体压力；而当柜体内本身存在爆炸性气体释放源时，此时应该选用直续吹扫型正压吹扫控制器，我们将计算爆炸性气体的泄漏量以及连续吹扫的风量，将爆炸性气体的浓度控制在可爆炸浓度以外，从而保证电气柜体内的环境安全。其次提到的是当报警时，正压吹扫控制器将提供报警信号，该信号可接声光报警、远程控制以及控制电源等。最后说到的是正压吹扫控制器的可靠性，采用纯器动原理，如本身出现故障也会自动报警。
正压防爆的优势：
相比其他防爆方式，正压防爆完全杜绝防爆的可能性，使用更安全，而且在应用过程中正压控制的空间只需用普通电气原件、节约成本、使用和维修方便，而且可以做到一些大型复杂设备的防爆要求，例如气体分析仪器、大型电机等；因此广泛得到应用。
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