BPCS和SIS报警联锁值的设定及复位-范咏峰老师解答

问：有没有什么规范或文件规定了BPCS和SIS报警联锁值的设定要求？二者之间有什么关系？SIS的复位有什么权限和管理要求吗？答：一、标准的要求有很多方式，比如：1. 总体的要求、基本要求、总体原则；2. 具体的针对性的要求；3. 合理性要求；4. 方法论要求；5. 间接给出要求；6. 其他可能的要求方式。举例说明，从合理性要求来看，GB/T 50770-2013 石油化工安全仪表系统设计规范，条文说明，2.1.7给出了，图1 石油化工工厂或装置的典型多保护层结构。从中可以清楚的知道BPCS报警值和SIS联锁之间的关系。从具体的针对性要求来看，SH/T 3007-2014 石油化工储运系统罐区设计规范给出了如何设置高液位报警、高高液位报警。可以看出，高液位报警和高高液位报警直接，差了一个10min15min储罐最大进液量折算高度，m，也就是留出了操作人员根据BPCS报警的响应时间，如果在一定的时间内（比如10min15min）不能有效响应，那么就进入高高液位报警/联锁。从间接要求来看，SH/T 3184-2017 石油化工罐区自动化系统设计规范给出了间接要求，也可以看出相互之间的关系。其他举例，GB/T 41394-2022 爆炸危险化学品储罐防溢系统功能安全要求给出了相关要求CCPS Guidelines for Safe and Reliable Instrumented Protective SystemsFigure 4.4. Process Condition Changes With Time可以看出BPCS报警和SIS联锁之间的关系GB/T 41261-2022 过程工业报警系统管理也可以获得有参考价值的信息API RECOMMENDED PRACTICE 556 Instrumentation, Control, and Protective Systems for Gas Fired Heaters也可以看出BPCS报警和SIS联锁之间的关系二、一些标准摘录，SH/T 3007-2014 石油化工储运系统罐区设计规范4 储罐选用 4.1 储罐容量4.1.8 储罐的设计储存高液位应符合下列规定：a) 固定顶罐的设计存储高液位宜按下式计算h=H1-(h1+h2+h3) .（4.1.8-1）式中：h-储罐的设计储存高液位，m；H1-罐壁高度，m；h1-泡沫产生器下缘至罐壁顶端的高度，m；h2-10min15min储罐最大进液量折算高度，m；h3-安全裕量，m，可取0.3m（包括泡沫混合层厚度和液体的膨胀高度）；b）浮顶罐、内浮顶罐的设计存储高液位宜按下式计算：h=h4-（h2+h5）.（4.1.8-2）式中：h4-浮顶设计最大高度（浮顶地面），m；h5-安全裕量，m，可取0.3m（包括液体的膨胀高度和保护浮盘所需裕量）；c) 压力储罐的设计存储高液位宜按下式计算：h=H2-h2 .（4.1.8-3）式中：H2-液相体积达到储罐设计容积的90%时的高度，m。条文说明，4.1.8a）固定顶罐的h1参考值如下：釆用PC-4型泡沫产生器时，h1 =213mm。采用PC-8型泡沫产生器时，h1 =240mm。釆用PC-16型泡沫产生器时，h1 =303mm。b）浮顶罐、内浮顶罐浮盘设计最大高度（浮顶底面）参考值如下：浮顶罐：罐壁顶以下1.5m1.6m。采用钢浮盘的内浮顶罐：罐壁顶以下0.9m1.0m。釆用铝浮盘的内浮顶罐（罐壁无通气口）：罐壁顶以下0.5m0.6m。采用铝浮盘的内浮顶罐（罐壁有通气口）：罐壁顶以下0.8m0.9m。4.1.9 储罐的设计储存低液位应符合下列规定：a）应满足从低液位报警开始10min15min内泵不会发生汽蚀的要求；b）浮顶储罐或内浮顶储罐的设计储存低液位宜高出浮顶落底高度0.2m；c）不应低于罐内加热器的最高点。条文说明，4.1.9 规定“浮顶储罐和内浮顶储罐的设计储存低液位宜高出浮顶落底高度0.2m”，是为了提醒操作人员，使用过程中要避免浮顶落底。浮顶罐和内浮顶罐的浮顶一般情况下漂浮在液面上，直接与液面接触，可以有效抑制油气挥发，且除密封圈处外没有气相空间，极大地消除了爆炸环境。浮顶一旦落底，就会在液面与浮顶之间出现气相空间，对于易燃液体来说，有气相空间就会有爆炸性气体，就大大增加了火灾危险性。5 常压和低压储罐区5.4 仪表选用与安装5.4.1 容量大于100m3的储罐应设液位连续测量远传仪表。5.4.2 应在自动控制系统中设高、低液位报警并应符合下列规定：a）储罐高液位报警的设定高度，不应高于储罐的设计储存高液位；b）储罐低液位报警的设定高度，不应低于储罐的设计储存低液位。5.4.3 储存I级和II级毒性液体的储罐、容量大于或等于3000m3的甲B和乙A 类可燃液体储罐、容量大于或等于10000m3的其他液体储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应联锁关闭储罐进口管道控制阀。高高液位报警的设定高度，宜按下式计算： h6=h+h2（5.4.3）式中：h6 高高液位报警器的设定高度，m。5.4.4 装置原料储罐宜设低低液位报警，低低液位报警宜联锁停泵。5.4.5 储罐高高、低低液位报警信号的液位测量仪表应采用单独的液位连续测量仪表或液位开关，报警信号应传送至自动控制系统。条文说明，5.4.1液位是储罐需要监控的最重要参数，故本条要求“储罐应设液位测量远传仪表”。5.4.2设置高（低）液位报警的目的，是预报罐内液位将升高（降低）到所规定的极限高度，要求操作人员听到报警后，需在规定的时间内完成切换储罐的工作，才能避免发生事故。5.4.3高高液位联锁关进口阀可防止储罐进料时满溢，对本条所列三种情况需采取更严格的安全保护措施。6 压力储罐区6.3 储罐仪表选用和安装6.3.1 压力储罐应设压力就地指示仪表和压力远传仪表。压力就地指示仪表和压力远传仪表不得共用一个开口。6.3.2 压力储罐液位测量应设一套远传仪表和一套就地指示仪表，就地指示仪表不应选用玻璃板液位计。6.3.3 液位测量远传仪表应设高、低液位报警。高液位报警的设定高度应为储罐的设计储存高液位；低液位报警的设定高度，应满足从报警开始10min-15min内泵不会汽蚀的要求。6.3.4 压力储罐应另设一套专用于高高液位报警并联锁切断储罐进料管道阀门的液位测量仪表或液位开关。高高液位报警的设定高度，不应大于液相体积达到储罐计算容积的90%时的高度。GB 50074-2014 石油库设计规范15 自动控制和电信15.1 自动控制系统及仪表15.1.1 容量大于100m3的储罐应设液位测量远传仪表，并应符合下列规定：1 液位连续测量信号应采用模拟信号或通信方式接入自动控制系统。2 应在自动控制系统中设高、低液位报警。3 储罐高液位报警的设定高度应符合现行行业标准石油化工储运系统罐区设计规范SH/T 3007的有关规定。4 储罐低液位报警的设定高度应满足泵不发生汽蚀的要求，外浮顶储罐和内浮顶储罐的低液位报警设定高度(距罐底板)宜高于浮顶落底高度0.2m及以上。条文说明，15.1.1 相对于本规范2002版，本次修订提高了石油库的自动化监控水平，这是与我国现阶段经济实力、技术水平、安全和环保需求相适应的。液位是储罐需要监控的最重要参数，故本条要求“储罐应设液位测量远传仪表”。对1、4款说明如下：1 为防止储罐满溢引起火灾、爆炸，在储罐上最好设液位计和高液位报警器。只要有信号远传仪表，就可以很方便地设置报警。储罐都有测量远传仪表，这样就充分利用了仪表资源。4 本款规定，是为了提醒操作人员，使用过程中需避免泵发生汽蚀和浮顶落底。外浮顶罐和内浮顶罐的浮顶一般情况下漂浮在液面上，直接与液面接触，可以有效抑制液体挥发，且除密封圈处外没有气相空间，极大地消除了爆炸环境。浮顶一旦落底，就会在液面与浮顶之间出现气相空间，对于易燃液体来说，有气相空间就会有爆炸性气体，就大大增加了火灾危险性。2010年发生的北方某大型油库火灾事故中，有多个100000m3储罐在10余米的近距离受到火焰的烘烤，但只有103号罐被引燃并最终被烧毁，主要原因是该罐当时浮顶已落底，罐内有少量存油，在火焰的烘烤下，存在于气相空间的油气很容易就被引爆起火了。15.1.2 下列储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应能同时联锁关闭储罐进口管道控制阀：1 年周转次数大于6次，且容量大于或等于10000m3的甲B、乙类液体储罐；2 年周转次数小于或等于6次，且容量大于20000m3的甲B、乙类液体储罐；3 储存、级毒性液体的储罐。条文说明，15.1.2 高高液位联锁关闭进口阀可防止储罐进油时溢油，对本条所列三种情况需采取更严格的安全保护措施。15.1.3 容量大于或等于50000m3的外浮顶储罐和内浮顶储罐应设低低液位报警。低低液位报警设定高度(距罐底板)不应低于浮顶落底高度，低低液位报警应能同时联锁停泵。条文说明，15.1.3 低低液位开关的设置是为了避免浮顶支腿降落到罐底。由于大型储罐一旦发生事故危害性也大，所以对大于或等于50000m3的储罐的要求更高些。15.1.4 用于储罐高高、低低液位报警信号的液位测量仪表应采用单独的液位连续测量仪表或液位开关，并应在自动控制系统中设置报警及联锁。条文说明，15.1.4 “单独的液位连续测量仪表或液位开关”是指，除了“应设液位测量远传仪表”外，还需设置一套专门用于储罐高高、低低液位报警及联锁的液位测量仪表。SH/T 3184-2017 石油化工罐区自动化系统设计规范 4 储罐计量与测量方案4.2 储罐的仪表测量方案 4.2.1 计量级常压和低压储罐4.2.1.1 容积大于 100m3的储罐应在罐顶设置液位连续测量仪表，容积不小于 1×105m3的储罐宜设置2套，液位连续测量仪表应配罐旁指示仪显示液位，应在控制系统中设置高、低液位报警。4.2.1.2 应根据工艺要求在控制系统中设置高高、低低液位报警及联锁，信号所用的测量仪表应单独设置，宜采用连续测量仪表，也可采用液位开关；应设置高高液位联锁关闭罐进口管道开关阀、低低 液位联锁停泵并关闭出口管道开关阀的控制方案，报警及联锁应在控制系统中实现。条文说明，4.2.1.2 本条中的工艺要求应由工艺专业参照 SH/T 30072014石油化工储运系统罐区设计规范5.4.3 规定：“储存级和级毒性液体的储罐、容量大于或等于 3000m3的甲B 和乙A 类可燃液体储罐、容量大于或等于 10000m3的其他液体储罐应设置高高液位报警及联锁”以及其他条件提出。 由于连续测量仪表的信号是连续的，可以实时测量过程变量、确定仪表的工作状态，比不常动作的开关类仪表更可靠，并且报警值的设定不受安装位置的限制，所以，可靠性要求较高的场合应采用连续液位测量仪表代替液位开关。采用连续液位测量仪表代替液位开关的储罐应设置 2 套连续液位测量仪表，即一套用于液位连续 测量和高、低液位报警，另一套用于高高、低低液位报警及联锁。4.2.2 非计量级常压和低压储罐4.2.2.1 容积大于 100m3的储罐应在罐顶设置液位连续测量仪表，容积不小于 1×105m3的储罐宜设2套，液位连续测量仪表应配罐旁指示仪显示液位，应在控制系统中设置高、低液位报警。4.2.2.2 应根据工艺要求在控制系统中设置高高、低低液位报警及联锁，信号所用的测量仪表应单独 设置，宜采用连续测量仪表