0.76亿Nm/a液化天然气项目中ESD系统设计

摘要

随着现代工业生产规模的不断扩大和“以人为本”的思想不断深入人心，对生产装置及人员安全保护的要求也不断提高，紧急停车系统(Emergency Shut Down System，ESD)已经被广泛应用于石油化工、冶金、电力等行业。ESD系统起源于上世纪70年代，早期通过常规仪表和继电器实现紧急停车的联锁逻辑，现在已经发展为以集成电路为核心的技术成熟、安全可靠、完全独立的控制系统。国外许多厂家如美国的TRICONEX、ICS、德国的HIMA、西门子等都开发了自己的ESD系统。
　　 ESD系统独立于集散控制系统(Distributed control system，DCS)，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统对生产过程实时监视，不需要人为干预。当装置出现紧急情况时，不经过DCS，直接由ESD发出联锁保护信号对工艺流程实施联锁保护或紧急停车，使生产装置能够得到及时响应和保护，使其进入一个预定的安全停车状态，将危险降低到可以接受的程度，它已经成为化工自动化的重要组成部分。
　　 本文首先叙述了ESD系统的特点，说明在石油化工行业采用ESD系统的必要性。然后比较几种常见的容错及表决方式，探讨了ESD系统的设计方法和原则，介绍国外主要的ESD标准和厂家及其系统。从工艺角度出发，确定需要参与ESD联锁的模拟量和数字量，完成系统的选型和联锁逻辑的设计。应用德国HIMA公司开发的ESD系统——HIMatrix系统，分别从硬件组态、逻辑编程、软件组态和系统调试等方面详细介绍其技术实现。
　　 该系统在2009年6月底完成初步设计，12月底进入试车阶段。联动试车运行状况良好，能够实现对生产设备及生产工艺保护的作用。
　　 目前，ESD系统已广泛应用于各化工企业的大机组联锁或工艺联锁中，焦炉气综合利用示范项目属于国内首创，该项目ESD系统的成功设计，为同类项目的设计与改造提供参考和指导。