TRICON SIS系统在加热炉燃烧器管理系统上的应用

TRICON SIS系统在加热炉燃烧器管理系统上的应用

周 亮，梁兆惠

【摘 要】摘要：安全仪表系统(Safety Instrumented System,SIS)是一种独立于生产过程控制系统,能够独立完成安全联锁保护功能的系统。它可以避免由于工艺生产故障、现场仪表故障、系统供电故障等对生产装置造成的重大危害，保证生产装置能够安全运行。在石油化工装置中，配置一套安全可靠、动作及时的SIS系统是非常重要的。结合委内瑞拉PDVSA某炼油厂加热炉燃烧器管理系统(BMS)的应用，重点介绍了TRICON系统的硬件结构、系统组态、逻辑编程、人机界面组态和系统调试等方面的技术实现。实际应用表明，TRICON的SIS系统是一套功能全面、安全可靠、简单易学的安全仪表系统。 【期刊名称】工业仪表与自动化装置 【年(卷),期】2018(000)004 【总页数】6

【关键词】安全仪表系统；三重化冗余容错；系统组态；燃烧器管理系统

0 引言

炼油化工装置具有高温、高压、易燃、易爆、工艺复杂且连续性强、安全要求高等特点，为了最大限度地降低装置恶性事故发生的概率，减少计划外停车，避免重大人身伤害及重大经济损失的事故发生，加热炉装置应用一套安全可靠、动作及时的安全仪表系统(SIS)是非常重要的。

安全仪表系统(SIS)是一种独立于生产过程控制系统的用于大型装置的安全联锁保护系统。安全仪表系统在生产装置的开车、停车阶段，运行以及维护操作期间，对人员健康、装置设备及环境提供安全保护。无论是生产装置本身出现故

障引发的危险，还是人为因素导致的危险以及一些不可抗拒因素引发的危险，SIS都应立即作出正确反应并给出相应的逻辑信号，使生产装置安全联锁或停车，阻止危险的发生和事故的扩散，使危害减少到最小。

1 加热炉装置联锁保护

炼油厂加热炉以天然气为燃料，被加热介质为重油，炉型为多燃烧器负压炉，通过调节燃料气流量实现对重油温度的精确控制。加热炉装置的常规信号检测、显示与介质温度控制采用DCS系统，燃烧器管理系统(BMS)采用TRICON SIS系统。燃烧器管理系统(BMS)在燃料准备和燃烧设备的启动和停止过程中，协助操作人员防止误操作，以防止燃料准备系统和燃烧设备可能的损坏。它监视燃料状态、点火气和主火焰状态，确保执行正确的吹扫和点火程序。当加热炉运行出现异常时，DCS系统首先发生报警，操作员应当及时进行操作调整，使报警参数回到正常值。若操作员的操作干预无效，工艺值达到联锁值，则联锁系统启动，使加热炉能安全停炉。 1.1 切断长明灯系统联锁保护

当出现下列情况之一时，停长明灯：长明灯燃气供应压力低，长明灯燃气供应压力高，长明灯燃气喷前压力高，长明灯燃气喷前压力低，全部燃烧器的长明灯火焰熄灭。此时，关闭全部燃烧器的长明灯管路根部切断阀，关闭长明灯主管路的双切断阀，同时打开放空阀。 1.2 切断主火焰系统联锁保护

当出现下列情况之一时，停主火：主燃气供应压力低，主燃气供应压力高，主燃气喷前压力高，主燃气喷前压力低，全部燃烧器的主火焰熄灭，对流段烟气压力高，对流段烟气温度高，烟道挡板阀关闭。此时，关闭全部燃烧器的主燃

气管路根部切断阀，关闭主燃气主管路的双切断阀，同时打开放空阀。 1.3 停炉联锁保护

当出现下列情况之一时，停长明灯和主火，现场控制盘停炉信号和DCS远程停炉信号。此时，关闭全部燃烧器的长明灯燃气管路和主燃气管路根部切断阀，关闭长明灯燃气管路和主燃气主管路的双切断阀，同时打开放空阀。

2 TRICON SIS系统简介

TRICON系统采用了当前最先进的TMR硬件技术和成熟可靠的TRISTATION 1131 软件系统，具有完整的装置联锁保护功能、系统自诊断和SOE功能。控制器所有部件都满足IEC61508 SIL3级，通过TUV AK6级认证，所有输入、输出卡件都满足ANSI 37.90抗冲击测试要求。

TRICON系统的硬件核心是基于三重模件三重冗余容错(TMR)结构的容错控制器，系统有3个处理器，每一个处理器的CPU均为32位浮点运算、50 MHz，16MB RAM，工作方式为3-2-1-0或3-2-0，系统中所有的I/O信号都要经过硬件的三取二表决。其结构如图1所示。

TRICON系统为机架扩展式结构，机架之间采用三重冗余的I/O BUS相连，系统最少有一个主机架，并根据I/O点数的多少，最多可连14个扩展机架。一个基本的TRICON系统由下列部件组成：容纳各模件的机架、各种类型的I/O模件、ETP端子板、编程工作站或操作站。TRICON机架分为主机架、扩展机架和远程机架。TRICON系统的主机架安装主处理器模件以及最多6个I/O模件组，扩展机架每一个可以支持最多8个I/O模件组。扩展机架通过一个三重的RS485双向通信口与主机架连接。每个机架具有不同的总线地址，机架内的每个模件由位置或槽位决定它的具体地址。系统还支持远程机架，最大距离为