大型化学浆厂制浆生产线安全系统.pdf

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1、278化工自动化及仪表第39卷大型化学浆厂制浆生产线安全系统谢广政。李健6(中国铝业山东分公司a．热电厂；b．化学品氧化铝厂，山东淄博25505I)摘要对一个大型浆厂生产线安全仪表系统作了两种安全方式对比。通过实际案例选择继电器型安全系统并进行工程设计，实现工程系统的安全性和可靠性。关键词安全仪表保护安全系统PLC中图分类号THl65+．2文献标识码B文章编号1000-3932(2012)02．0278—03在制浆造纸行业中，常遇到的安全保护系统有：碱回收炉或动力锅炉的安全保护系统、汽轮机本体的电液保护系统等，但对于大型硫酸盐漂白化学浆生产线来说，由于蒸煮和洗选漂工段要向带压容器中加入蒸汽、

2、氧气和化学药品，当生产过程发生异常时，需要采取一些必要的措施，使生产装置处于安全状态，以保证产品的质量，减少损失，避免发生事故。因此，对制浆生产过程需要采用一种必要的、可靠的安全保护手段，即配置安全仪表保护系统(safetyInstllJmentedSystem，SIs)。制浆生产线的安全系统一般由工艺设备供货商配套供货。在正常情况下，安全系统处于静态，不需要人为干预，能实时在线监测生产过程的运行状况。当某生产装置出现紧急情况时，直接由安全系统发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散、造成损失。1实现安全系统的方式制浆生产线安全系统一般要求采用独立的冗余PLC系统，其安全级别高

3、于DcS，但有时也采用常规继电器结合DCS的方案来实施安全保护策略，或将安全系统融合在DCS系统上实现¨。]。常用安全系统的方式为继电器型系统和专用PLC系统。1．1继电器型系统系统采用单元化结构，包括专用高性能的继电器和信号处理元件，其优点在于系统的一次投资费用较低、可靠性较高。然而，继电器型系统体积大、接线复杂，需要进行功能修改或添加时，必须改变系统的连线，很不方便。因此，继电器型系统一般用于安全点较少的生产过程。该系统采用的硬件主要为专用的检测模块和继电器模块，它们集中安装在一个继电器柜内，放置在接线架室。将现场用于安全系统的执行元件和检测元件信号连接到该继电器柜后再串联接到DCS。生

4、产过程正常时，由DCS对生产过程进行显示和控制；生产过程异常时，由该安全系统完成联锁保护动作，并向Dcs发出报警信号。所有信号连接都采用硬连线的方式。1．2专用PLc系统专用PLc安全系统以冗余微处理器技术为基础，系统采用模块化结构，通过微处理器来执行逻辑任务。安全系统专用的PLC和普通PLC在硬件结构上有很大的区别，安全系统专用PLC的CPu至少为二重化，其功能是在事故和故障状态下(包括装置事故和控制系统本身发生故障时)使装置能够处于安全状态或可安全停车，从而避免事故的发生，因而安全控制系统本身必须是故障安全型的。专用PLC系统可靠性高，有内部自测试和自诊断功能，具有强大、方便、灵活的编程

5、功能，但价格较高。专用PLC系统由操作员(sever)、工程师站、冗余控制器、10卡件及现场执行检测元件等部分组成。该PLC系统的IO柜、控制柜等均布置在DCS接线架室，操作员站布置在DCS控制室。用于安全系统的信号一般需要传送到DCS系统，常采用的通信方式有Pro胁us—DP、Modbus和OPC。一般情况下多用OPC方式，该方式要求在DCS和PLC两边都设置OPCserver，DCS为master，PLC收稿日期：2011m8-3l第2期谢广政等大型化学浆厂制浆生产线安全系统为slave。图1为目前使用较多的德国HIMA专用PLc系统和DCs通过OPc方式进行通信的示意图。若安全系统的控

6、制柜和Dcs的0Pc服务器距离较近时，连接电缆可以选用双绞线；若其距离较远，则最好采用光纤通信。“z●：II妇●一一V-鲁图l安全系统与DCS系统通过0PC通信示意图2安全系统的应用实例以某厂化学浆生产线采用的继电器型安全系统举例说明。该浆厂的蒸煮和洗选漂工段的主要工艺设备均由同一厂家提供．两工段共用一个Dcs控制室和接线架室。安全系统采用的是传统的继电器型系统，继电器柜放置在共用的接线架室内。安全系统主要监视生产线上带压容器的压力。用于蒸煮工段安全系统的IO数量大约为：AI10个，D013个。主要用于监控至蒸煮工段白液压力、竹片预授塔和蒸煮塔顶部压力，黑液纤维回收机的洗涤黑液压力。用于洗选

7、漂工段安全系统的10数量大约为：AI16个，DO33个。主要用于监控一段氧脱反应塔和二段氧脱反应塔的塔顶压力和底部进浆温度、OP漂白塔顶部压力及进浆蒸汽加热器的出口温度和压力、PO漂白塔顶部压力及进浆蒸汽加热器的出口温度和压力。如图2所示为洗选漂工段二段氧反应塔部分的流程图。安全系统监测氧反应塔顶部的压力和底部的进浆温度，当氧反应塔顶部的压力或底部进浆温度过高时，都将进行联锁保护，关闭蒸汽加热器(24160)