0.76亿Nm~3/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。 【关键词】：焦炉气综合利用 紧急停车系统ESD HIMatrix系统 联锁 组态
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 项目背景及意义13-15
• 1.1.1 项目背景13
• 1.1.2 项目意义13-15
• 1.2 紧急停车系统15
• 1.2.1 紧急停车系统的概念15
• 1.2.2 ESD 系统的必要性15
• 1.3 课题主要内容及意义15-17
• 1.3.1 主要内容16
• 1.3.2 课题意义16-17
• 1.4 本章小结17-19
• 第二章 ESD 系统的特点、标准及可靠性分析19-37
• 2.1 ESD 系统的特点19-20
• 2.1.1 ESD 系统的发展19
• 2.1.2 容错性19-20
• 2.1.3 两种故障模式和两个重要指标20
• 2.2 几种常见的冗余系统20-25
• 2.2.1 双重冗余系统20-21
• 2.2.2 三重冗余系统21-22
• 2.2.3 三重冗余模块系统22-24
• 2.2.4 四重冗余模块系统24
• 2.2.5 表决方法及其与安全性、可用性的关系24-25
• 2.3 ESD 的安全标准25-28
• 2.3.1 安全标准中主要概念介绍25
• 2.3.2 ESD 系统的主要安全标准25-28
• 2.4 ESD 系统的设计原则28-29
• 2.5 ESD 系统可靠性分析29-33
• 2.5.1 紧急停车系统的可靠性模型29-31
• 2.5.2 冗余配置时的可靠性模型31-33
• 2.6 ESD 系统工程设计内容33-35
• 2.6.1 可行性研究阶段33-34
• 2.6.2 基础工程设计阶段34-35
• 2.6.3 详细工程设计阶段35
• 2.6.4 ESD 系统及安全联锁应用软件组态、生成阶段35
• 2.6.5 安装、调试、投运阶段35
• 2.7 本章小结35-37
• 第三章 工艺流程及控制要点37-63
• 3.1 净化工艺37-47
• 3.1.1 焦炉煤气预处理37-40
• 3.1.2 焦炉气升压工序40-44
• 3.1.3 有机硫水解及脱汞44
• 3.1.4 MDEA 脱硫脱碳44-46
• 3.1.5 干燥脱水46-47
• 3.1.6 纯化47
• 3.1.7 膜分离47
• 3.2 液化工艺47-52
• 3.3 制气流程52-53
• 3.4 联锁设计方案53-59
• 3.4.1 逻辑图154-56
• 3.4.2 逻辑图256-58
• 3.4.3 逻辑图358-59
• 3.5 ESD 系统方案及系统选型59-62
• 3.5.1 ESD 系统方案60-61
• 3.5.2 系统选型61-62
• 3.6 本章小结62-63
• 第四章 HIMATRIX系统介绍63-73
• 4.1 主要ESD 厂家及其系统63-64
• 4.2 HIMA ESD 系统64-65
• 4.2.1 HIMA 公司介绍64
• 4.2.2 HIMA 公司 ESD 系统的发展64-65
• 4.3 HIMATRIX 系统65-71
• 4.3.1 HIMATRIX F3566-68
• 4.3.2 HIMATRIX F2 DO 16 0168-70
• 4.3.3 HIMATRIX F3 DIO 20/8 0270-71
• 4.4 本章小结71-73
• 第五章 仪表的选型与安装73-81
• 5.1 自动化仪表的分类73-74
• 5.2 自动化仪表的主要品质要求74
• 5.3 项目仪表选型74-78
• 5.3.1 流量仪表74-75
• 5.3.2 液位仪表75-76
• 5.3.3 压力仪表76-77
• 5.3.4 温度仪表77-78
• 5.3.5 分析器78
• 5.3.6 可燃、有毒气体检测、监视器78
• 5.3.7 控制阀78
• 5.4 仪表安装78-80
• 5.5 仪表问题及解决方案80
• 5.6 本章小结80-81
• 第六章 系统安装与调试81-89
• 6.1 ESD 的安装81-83
• 6.2 系统的调试83-86
• 6.2.1 打点测试83-85
• 6.2.2 无负荷试车85
• 6.2.3 负荷试车85-86
• 6.3 经验总结86-87
• 6.4 本章小结87-89
• 第七章 结论与展望89-91
• 参考文献91-95
• 附录95-97
• 致谢97-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文目录98

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

安全系统可靠性分析方法    张钊谦,吴重光

催化重整装置紧急停车系统    罗万明,孙王民,路晓宇

焦炉煤气的综合利用    姚维学;付再华;刘同飞;崔广华;

紧急联锁停车系统(ESD)在氯碱安全联锁保护系统中的应用    韦学艺;

H51Q-HRS紧急停车系统在加氢制氢联合生产装置中的应用    郑文革,许元丁,池军,王艳红

安全控制系统与FSC    史宏亮,吴重光

安全联锁系统是否可在DCS中实现    顾祥柏,黄步余

紧急停车系统在1,4丁二醇装置中的应用    王晗,程延军

浅谈SIS设计中的几个问题    程来斌,陈健

650kt/a乙烯扩建工程紧急停车系统设计探讨    杨金城

轮胎厂污水处理的自动控制系统设计    聂宗瑶;马修水;谢发忠;

一种简单可靠的DCS总线协议    徐波;

PLC在大棚自动生产控制系统中的应用与实践    孙文志;

安全控制系统的设计思想    张钊谦,吴重光

科里奥利质量流量计的应用    陆敏健

OPC技术及其在数据采集中的应用    韩彦虎;

摆式剪剪切的控制及对剪切过程的完善    陈天正;

行星变速装置系统可靠性Monte Carlo仿真算法    杨绍奎,孟惠荣,李威,张福田

基于工业以太网和现场总线的集散控制系统    薛凌燕;李正军;

曲柄滑块机构运动可靠性的仿真    纪玉杰;孙志礼;李良巧;

双转子流量计在原油外输计量中的应用    顾克江;

常减压蒸馏装置回流罐界位问题的分析和处理    罗培;

先进控制在烯烃厂碳二加氢反应器的应用    吕媛媛;张岩;刘蕾;

基于特征值的零构件疲劳可靠性统计方法    邓爱明;张明荣;梅华生;

温度和原油组分对交接计量误差的研究    郑伟;于振兴;徐文龙;张宇航;张晓丽;付红英;张平;范雪蕾;吴宏;

BZ26-2油田改造项目中流量计的选型设计    胡云鹏;李敏雪;

模糊可靠性优化方法在锥齿轮传动设计中的应用    刘羽;

铁路重载货车产品可靠性评价体系研究    于连友;卢碧红;李永华;李向伟;兆文忠;

一般机械系统可靠性预测模型及相关问题    谢里阳;张静;

SECOO石化聚丙烯装置紧急停车系统的设计    张继承;石红瑞;

威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究    凌丹

高速铁路供电系统RAMS评估的研究    杨媛

基于模糊理论的数控车床可靠性分配    樊少华

考虑原始误差与磨损的机构运动可靠性分析    同长虹

大型石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统可靠性研究    徐锐

数控机床可靠性试验设计及评估方法研究    陈炳锟

齿轮振动可靠性与修形减振策略研究    袁哲

基于灰色理论的汽车产品可靠性工程研究    张彦

机构动作可靠性仿真技术研究    纪玉杰

密闭式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制策略研究    王海瑞

直流蒸汽发生器压力控制方法研究    刘鹏

PAC控制系统功能安全的研究与实现    肖海

分层注水流量智能测调系统的研究    李涛

基于随机Petri网的软件可靠性分析研究    邹峥

C塑胶金属模具公司设备维护管理改进研究    陈翔

基于PLC和组态软件InTouch9.5的配料控制系统的实现    陈钦标

油库自动化控制系统的设计与实现    王淳勇

基于ST-200 PLC智能控制乳化液泵站的设计开发    范静

安全仪表系统的研究和设计方法分析    边俊

关于故障树分析中联合重要度兼容性的研究    郭成宇

变压吸附气体分离技术的应用和发展    魏玺群,陈健

安全联锁系统的可靠性及可用性分析    邵建设

焦炉煤气变压吸附制氢新工艺    宁红军;赵新亮;曹晓宝;

钢铁企业焦炉煤气利用的一个重要发展方向    王海风;张春霞;胡长庆;齐渊洪;

独立焦化厂焦炉煤气综合利用途径及经济分析    李殿君;王柱勇;

焦炉煤气发电方案研究与应用    周乃君;陈爱民;罗亮;李艳丽;

焦炉煤气的合理利用    李志敏;蔡剑峰;

采用冗余的双电磁阀来提高安全联锁保护系统的可靠性    沈加明

三重化冗余控制器是ESD系统最好的选择    陆德民

安全联锁系统是否可在DCS中实现    顾祥柏,黄步余

空气击穿过程对人体静电放电的影响    李宏建,刘尚合,武占成

TFSOI/CMOS ESD研究    刘文安,罗来华,赵文魁,沈文正

基于小波分析的ESD电磁干扰检测    谭水;王光明;王小娟;

ESD与计算机系统的防护    戴锐青;

电磁兼容性(EMC)保护措施    Bernhard Konrad

GPS-OEM板静电放电效应实验研究    胡小锋,武占成,贾洪峰,刘尚合

高压聚乙烯装置DCS改造总体方案及特殊问题考虑    姚明霞

FSC在VCM装置中的应用    慕晓红

接触放电辐射场初步分析与研究    顾海洲;

工艺及工艺参数对器件电路ESD的影响    文毅;胡云峰;

煤矿环境人体动态ESD模型的研究    张景昌;黄犇犇;董秀洁;陈旭;刘生满;

高频信号接口ESD防护电路设计技术    谢荣华;

基于传输线网络的ESD脉冲下的互连瞬态热分析方法    邵妍;李晓春;毛军发;

基于5阶HMM-ESD电流表达式及频谱分析    汪轲;汪金山;汪晓东;

ESD火花产生的电磁场孔缝耦合实验研究    毕增军;盛文;李桂祥;项建涛;

ESD保护电路及其元件模型    李永坤;罗宏伟;文静;刘瑶;

移动电话的ESD测试要求及防护设计    陈辉;

以ESD为基础的新技术在消化道疾病中的临床应用    许良璧;车筑平;谭庆华;后冬梅;

ESD保护器件GGNMOS的理论建模    刘瑶;姚若河;罗宏伟;李永坤;

高速电路中EMC和ESD设计    胡小文;

ESD系统：保证突发状况下安全停车    本报记者 赵淑玲

ESD器件：新接口市场是热点 集成EMI方案将流行    本报记者 赵艳秋

电源开关电子式驱动IC ESD8029及其应用    南宁 鸿祚电子

新疆油田采气一厂ESD系统完成功能测试    记者刘宪广 通讯员闫凌

微电子行业中静电放电(ESD)的防护技术    山西 田黎东

本周行情播报    

村田制作所：创新打造成熟的“顽童”与害羞的“婉童”    本报记者 杰森

通用软件企业的路在何方？    本报记者 贺宏良

变法不变心    本报记者 王宏

让815E走向普及    本报记者 崔谦

CMOS射频集成电路片上ESD防护研究    杜晓阳

深亚微米CMOS工艺下全芯片ESD设计与仿真的研究    姜玉稀

RFIC的ESD防护电路与优化设计技术研究    李立

次亚微米CMOS工艺下的ESD防护技术研究    张冰

ColdFire微控制器芯片ESD/EFT保护技术研究    刘丰

先进三维集成电路（3D-IC）中硅通孔（TSV）和氮化镓（GaN）场效应管中的电—热—力特性研究    王晓鹏

SCB火工品静电、射频损伤机理及其加固技术的研究    陈飞

0.76亿Nm~3/a液化天然气项目中ESD系统设计    周峰

ESD防护设计的若干问题研究    苗萌

2.7GHz高速接口电路的ESD电路设计及仿真分析    陈景阔

微波混合集成电路的ESD设计    王乔楠

音频芯片ESD保护结构的设计与实现    何弢

芯片级ESD测试方法研究与比较    杜飞

集成电路典型工艺下I/O电路及片上ESD防护设计研究    李明亮

FPGA全芯片ESD防护设计和优化    喻钊

CMOS集成电路ESD保护技术的研究和设计    陈志钧

CMOS集成电路ESD保护研究    宋晓春