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石油化工工程設計論文:石油化工裝置管道工程設計

摘要：

本文主要探討和研究的問題為襯里管線在我國石油化工等行業所進行的具體的應用，還有就是如何使用具體的案例對腐蝕性介質在襯里管道進行保存以及對襯里材料的選擇加以分析，重點對襯里管線在工程設計的時候時所產生的問題給予合理的研究，例如襯里管線的調節段有關的設計規律，管線支吊架的定位原則以及相關的設置等，這幾個方面在襯里管線進行設計的時候都是十分重要的，需要引起設計人員的高度關注。

關鍵詞：

腐蝕性；襯里管；調節段

襯里管道整體來講就是在碳鋼管道和鑄鐵管道的內壁上去敷設了非金屬屬性的相關材料。同時依照腐蝕介質化學性質上的差別，內襯非金屬材料有著非常大的差別。目前，在進行工程設計的時候經常會選用的襯里管線主要有以下幾種：可溶性的聚氟乙烯（PFA）襯里管、聚四氟乙烯（PTFE）襯里管、全氟乙烯丙烯（FEP）襯里管，玻璃襯里管等。在工程設計中經常會使用的是聚四氟乙烯（PTFE）襯管。聚四氟乙烯自身有一定的抗腐蝕性，對酸、堿和強氧化性介質具有很好的耐腐蝕性。再就是不管是何種濃度與有機溶劑之間的融合，其自身還是有著一定抗腐蝕性的。所以，襯四氟管道被普遍的使用在石化化工、煉油、制藥以及冶金等相關的領域，當前，襯四氟產品除了襯管還有相關的襯里設備（如：塔，容器，泵等）。在本文中，根據在環氧氯丙烷工程管線設計中遇到的問題，歸納總結以下幾點：

1襯里管道的選材

甘油法生產環氧氯丙烷主要分為氯化和環化兩個反應單元，其中氯化單元是整個工藝的關鍵所在，其反應方程式為：C3H8O3(甘油)+2HCl(氯化氫)→C3H6Cl2O(二氯丙醇)+2H2O第二道工序為環化制環氧氯丙烷單元，這一單元的會產生的反應方程式為：C3H6Cl2O+NaOH（溶液）→C3H5ClO+H2O+NaC（l溶液）從上面兩個方程的反應可以看出，該項目有酸和堿參與反應，酸和堿是高度腐蝕性的，并且在反應過程中產生的氯離子，氯離子會對不銹鋼產生應力腐蝕。從以上反應介質與反應物的性質，這一反應是不適宜使用在碳素鋼與不銹鋼上的，因為它們可能會產生應力腐蝕金屬從而出現開裂，還有就是其自身的反應溫度在100~140℃之間，對于普通的的塑料材料，例如硬聚聚氯乙烯與聚乙烯，還有就是乙烯聚丙烯等是不適宜的，PT?FE襯里材料的溫度范圍為使用溫度為-190~250，完全可以對以上提出的相關反應的過程條件加以適應，所以，在進行敷設的時候，應該慎重選擇敷設的材料。

2襯里管道的一般布置：

2.1輸送腐蝕性介質的襯里管道應滿足管道儀表流程圖的需要加以滿足，并且盡可能的做到步步高或者步步低的不呈現袋型敷設方式，管道安裝時，應盡可能的采用架空敷設方式或者沿地面敷設方式，不適宜埋地敷設，管線進行設置的時候應該具有一定的坡度，以防止介質出現在管道中積聚的情況。

2.2管道進行架空敷設的時，易發生泄漏的管件或管道器材因避免敷設在人行通道以及是機泵上方，以防止設備受到腐蝕，人身受到傷害。若不可避免的敷設在此位置時，則必須采取設置安全防護措施。

2.3輸送腐蝕性襯里管道敷設在管廊上的時候，應敷設在管廊的下層，防止襯里管道泄露對其他材質管道的腐蝕。

2.4襯里管道和其它管道并排敷設的時候，應該充分的考慮管線彼此之間的最小的間距要求，因為襯里管道各個管段是通過法蘭去進行連接的，而不是由焊接或者是螺紋進行連接的，敷設間距應考慮法蘭的影響。

2.5襯里管道是不可以與高溫管道并排進行設置，也不能夠被設置在高溫管道上方存在熱影響的地方。

3襯里管線調節段的相關設置

襯里管道和鋼質管道的安裝方式不同，襯里管道安裝敷設時需要考慮的因素比較多。為了防止襯里管道安裝時出現返工問題，襯里管道在進行設計時會設置相應的活動管段，對安裝誤差進行調整，這就是我們經常會用到的調節段。調節段的調節方式是對施工過程里所產生的一些問題去進行調整，調節段應該在施工現場進行實際的測量之后再去進行制作和安裝。在最初進行設計的階段，調節段自身的個數在選擇和確認的時候是有一定的原則的，通常的情況下管線可能會出現幾個方向上的變化，那么就應該根據具體的有幾個調節段，調節段自身的長度，還有其自身的位置，按照管道其實際的情況去進行判斷。

4結語

在以上的幾點我們能夠看出：襯里管線進行設計的時候和一般的金屬管線相比要復雜很多，其在設計后期應該和材料生產廠家對襯里的材料進行確認，同時還應該對每根管子的相關材料量予以確認。所以其在進行設計的時候應該從整體考慮，要是有一點的疏漏，就會使得現場出現返工的情況，使得材料出現非常嚴重的浪費，這樣會使得生產的成本有所提升同時還會出現延誤工期的問題。因此對于工程設計人員來講襯里管線的設計應該引起高度的重視，并且多多的和生產廠家進行溝通，積極的聽取他們的相關建議，只有這樣才能夠設計出有著很好質量的產品。

作者：康立朝 單位：新地能源工程技術有限公司

石油化工工程設計論文:淺析電氣節能技術在石油化工工程設計中的應用

摘 要：為了適應現階段市場經濟的發展要求，必要健全石油化工工程設計體系，該文就電氣節能技術展開分析，旨在優化石油化工工程設計方案，進行電氣系統能源消耗狀況的分析，實現系統節能模塊、照明系統節能模塊、電子設備節能模塊等的協調，滿足現階段石油化工工程設計的要求，實現企業整體投入資本的控制，確保企業經濟的健康可持續性運作。

關鍵詞：電氣節能技術；石油化工；工程設計；電氣能耗；電氣系統

一、石油化工工程的節能發展趨勢

能源是社會市場經濟發展的重要推動力，通過對電力能源的優化應用，有利于推動我國社會經濟的穩定性運作，電力能源關乎社會的穩定性及國家的安全性。隨著我國社會經濟規模的不斷擴大，各種能源消耗量不斷提升，我國是世界能源生產大國，也是能源消耗大國，隨著可持續發展理念的興起，社會大眾對能源消耗狀況、生態環保狀況等有了一個全新的認識，其對能源利用水平、生態環境保護提出了更高的要求。

為了順應能源可持續利用的發展趨勢，必須健全能源管理體系，進行新型能源節能減排技術的應用，實現化工企業能源消耗模塊的控制，實現企業整體能源利用率的優化，避免出現能源浪費問題，培養相關人員的節能管理意識，促進我國石油化工企業的穩定性發展，實現工程設計整體電氣節能效益的增強。

二、電氣節能技術概念

為了適應我國現階段電氣節能技術工作的要求，實現電子設備節能模塊、照明系統節能模塊、電子系統節能模塊等的協調是必要的。在石油化工工作中，電氣設備扮演著重要的工程應用地位，電力系統的節能工作是我國電氣節能體系的重要組成部分。與此同時也需要實現電子設備環節、照明系統環節等的節能控制。

在電氣節能工作中，其需要遵循以下的工作原則，需要滿足生產設備的基本功能性，提升生產設備的工作效率，確保其可靠性及穩定性的提升。這需要提升設備的整體生產技術性能，在此基礎上進行能耗水平的降低，提升工程的整體運作效益。在這個過程中，需要遵循經濟性的原則，進行設備節能及投資回收期的分析，落實好相關的節能技術措施，實現生態效益、社會效益、企業效益的有效結合。

三、電氣節能技術的具體應用策略

1.在電氣節能技術應用過程中，首先需要從變壓器選型環節、系統功率因素環節、線路功率損耗環節、高次諧波環節等展開分析。變壓器是電氣系統的常見電氣設備，在石化企業日常工作中，一系列的變壓器被投入使用，整體來看，這些變壓器的電能總量消耗巨大，在變壓器的選擇過程中，需要根據變壓器的負載率進行選擇。

在這個過程中，負載率處于40%～60%時，可以有效降低變壓器的額定負載，從而實現其損耗率的有效控制。在變壓器的選擇過程中，為了將負載率控制在上述范圍內，必須進行變壓器節能方案的應用，進行新型、高效型、節能型變壓器的選擇，實現企業生產模塊能源消耗的有效控制。

2.為了提升企業的運作效益，必須進行系統功率因數的控制。這需要提升系統的功率因數，從而提升能源的整體利用率，通過對這個環節的控制，有利于降低電力成本、生產成本，實現線路電壓的降低，實現設備整體利用率的增強，從而確保石油化工企業取得巨大的經濟效益。在用電設備應用過程中，其是根據電磁感應原理進行工作的，無論是電動機，還是配電變壓器等設備都需要進行交變磁場的建立，從而進行能量的轉換及傳遞，在這個過程中，交變磁場的建立需要電功率即無功功率。在這個過程中，功率因數是有功功率與視在功的比值。

功率因數是對電源輸出視在功率利用率的反映，功率因數在0到1之間，當電氣系統功率因數趨向1時，電路的無功功率降低，這說明視在功率的利用率不斷提升，從而增強系統電能的輸送功率，通過對功率因素的提升，實現電路損耗的降低。在功率因數優化過程中，比較常見的方式有人工補償方式及自然提高方式。通過對電動機選型模塊、變壓器模塊、電動機模塊等的優化，可以避免出現電機的空載運行狀況，有利于提升設備的功率因數。通過對并聯電容器補償模式、同步電動機補充模式、動態無功功率補償模式的應用，也有利于提升石油化工工程的系統電能輸送率。

3.實踐證明，通過對線路功率損耗狀況的控制，有利于提升電氣節能技術的應用效益。在這個過程中，凡是電流經過電阻的介質均會產生能量消耗，石油化工體系是一個復雜性的工程，其內部涉及各類種類的線路及設備，通過對線路功率損耗的控制，有利于提升電氣節能的整體應用效益，為了解決實際問題，必須進行電氣線路走向的合理性設計，進行線路長度的減少，進行線路粗細的合理性選擇，實現線路損耗模塊的優化。

受到外界干擾因素的影響，正弦波會出現一定的畸變狀況，畸變程度越大，其具備越大的高次諧波能量，基波的分量也就越小。電網電壓模塊、電流基波模塊等是電動機正常運行的基礎，系統中的電壓、高次諧波電流會導致額外無功損耗的增大，由于大量過電流、過電壓等的產生，不利于提升系統設備運行的可靠性、安全性。為了進行電網高次諧波問題的解決，必須進行無源濾波技術的應用，該系統由濾波器、電力電子設備、電子控制設備等構成通過對系統工作模塊的探測，進行畸變波形的抵消，實現標準性正弦波的輸出。

4.為了滿足實際工作的要求，進行系統供電率的提升是必要的，從而實現電壓節能的穩定，進行電壓運作模式的優化，避免出現電壓不穩定的狀況。為了確保供電模塊的有效性，必須進行用電設備額定電壓環境的創造，在這個過程中，如果額定電壓小于供電電壓，就會導致過高空載電流的產生，從而不利于能源成本的控制。如果額定電壓大于供電電壓，就會導致較大負載電流的產生，導致線損率的提升，從而出現一系列的能源浪費狀況，為了解決實際問題，必須進行供電電壓的合理性選擇。

通過對照明系統節能性的提升，有利于增強石油化工工作的整體應用效益，這需要進行能源消耗低的電磁感應燈、LED燈、節能燈等的選擇，這些類型的節能燈具備較小的能耗成本，其整體使用壽命長。在照明系統工作過程中，過高的電壓會產生大量的熱量狀況，從而不利于照明設備壽命的提升。為了進行系統回路電壓的有效性控制，必須進行照明系統節能方案的優化，實現設備使用壽命的提升。

在石化企業工作模塊中，電子設備節能體系主要包括計算機節能模塊、PID控制節能模塊、打印機節能模塊等。為了提升系統的整體節能性，工作人員必須養成良好的工作習慣，養成隨手關閉計算機顯示器的習慣。在系統操作過程中，需要將操作模式盡量設置為省電模式，復印機、打印機等設備需要在不使用時選擇待機或者關系。在PID控制系統設計過程中，需要進行低功率模塊的選擇。我國正處于社會經濟的蓬勃發展時期，在這個過程中，經濟的不斷發展推動了我國科學技術的改革，為了實現社會經濟的可持續性發展，必須進行電氣能源消耗狀況的控制，降低我國能源總消耗成本，實現對國家資源的保護。

結語

為了適應現階段市場經濟的發展要求，必須進行能源節能減排方案的優化，整體來看，電氣節能工作是一個循序漸進的過程，需要實現系統各個電氣節能環節的分析及應用，從而實現電氣能源整體消耗成本的控制，確保石化企業經濟效益的增強，滿足現階段市場經濟的發展要求。

石油化工工程設計論文:電氣節能技術在石油化工工程設計中的應用

（新疆科匯工程設計有限責任公司）

摘 要： 隨著社會的發展，電氣化行業也有了較為迅猛的發展。早在十八世紀時期開始，英格m地區就出現了三次大的工業革命，這三次大的工業革命的發展使世界電氣行業開始出現，隨后快速發展，電氣化行業之前被用在瓦特蒸汽機的改良上，以及愛迪生的電燈等科技革命的發展上。而二十一世紀以來，電氣化技術逐漸往節能方面發展，同時又被應用在石油化工工程設計中，給石油化工工程設計方面帶來了很大的便利條件，不論是在能源的節約利用問題上，還是在安全問題的措施制定上，同時還提高了工程中的生產率，可以說電氣化節能技術使石油化工工程的發展邁開了新的一步，從而達到新的高度。使國家資源的可持續發展戰略目標的實現得到了有效的助力。

關鍵詞： 節能燈；節能設備；存在問題；解決方案

引言：改革開放以來，我國經濟快速穩定持續發展。人們的生活水平越來越高，百分之九十以上的人們生活居于中上等水平，總體上我國經濟社會實現了小康水平，人們在衣、食、住、行、用上都有了翻天覆地的變化。在衣著方面，人們從改革開放以前穿的色彩單調的衣服，到現在街道上櫥窗里五彩繽紛的各式各樣的衣服；在吃食方面，從抗日戰爭時期吃的窩窩頭，苦糠菜，到現在各式各樣的外國大餐，快餐等，人民實現了從吃得飽到吃的好的歷史性跨越；在住房方面，人們從以前的茅草屋、土房、瓦房到現在高樓大廈，摩天大樓等建筑；在出行交通媒介方面，人們從牛車發展到人人擁有小汽車；在人們所用物品方面，出現了節能燈，電冰箱，電視機等新世紀的科技產物，這些都是電氣技術所帶給我們人類社會的便利條件。其中節能燈的使用是電氣技術節能化的結果，這為我們國家節省了較多的資源。而近幾年來，電氣節能技術被應用在石油化工工程設計中，這無疑是一件造福人類的事情。

一、電氣節能技術占據主要地位

如何做到節約資源目前是人類社會所最關注的問題。我國現在的治國宗旨是：努力實現全面奔小康，同時建設可持續發展的新型社會經濟類型。節省資源，為人類可持續發展做貢獻。“節能燈都是小氣鬼”。現在社會科技中，節能燈的發明是二十一世紀最偉大的發明，節能燈的全面推廣與發展為我國電力事業方面節約了大量的資源，并且使節約的資源更大化的應用到其他領域。太陽能的開發也是電氣節能技術表現的結果，現在好多人會在房屋頂層鋪滿太陽能電池板，這樣轉化的電能可以供自己家里的電力使用，節省了電力資源這方面的開銷問題，同時把太陽能電池板產生的供自己正常使用外的電能上交給國家電力管理部門，還能獲得一定的國家補助資金。另外還有其他一些新的電氣節能技術的發明，這些都給國家和人民帶來了各種各樣的經濟利益和生活便利。所以說，電氣節能技術地位不可估量。

二、電氣節能方面問題嚴峻

眾所周知，我國現在的電氣節能方面主要是為電氣化行業的人才提供就業崗位，而對于電氣化行業的人員來說，并沒有人曾經系統的學過節能燈的設計與發明。而讓他們在節能燈這一方面發揮作用是一件很困難的事情。畢竟沒有專業的指導設計知識，要在這一方面發揮作用，無疑要多走很多“彎路”，這樣在很大程度上浪費了資源。另一方面，沒有專門的設計人才，在節能燈設計的安全系統方面存在很大的漏洞，這樣容易誘發一些不安全的事件發生，給國家和人民的生命財產帶來極大損失。希望有關部門能夠關注這一點，進行有效監督。除此之外，在針對電氣節能產業方面研究的事情上有關研究機構還存在資源短缺，資金短缺問題，這些都無疑給研究工作的進度問題帶來了很大的干擾，希望國家有關機構能夠及時處理這一問題，使得研究工作能夠順利完成。

三、石油化工技術方面存在問題

石油化工工程技術方面存在很大的技術問題。其中如何解決石油化工工程技術中出現的資源最大化問題。石油化工產業需要大量的石油和煤礦等一次能源，這些一次能源都是不可再生能源，如果不能有所節制地使用，必定在將來的某一天造成資源匱乏，那么到時候沒有資源可以利用，石油化工產業必將走向關廠倒閉的地步。所以，必須尋找到一種可以節約能源的新型科技技術，以實現資源的可持續利用，這種新型的科技技術就是電氣節能技術。另一方面，石油化工工程技術產業所存在的風險也是相當大的，這主要是由于石油化工工程技術這一方面存在很大的安全問題。因為石油化工工程這一化工技術所利用的能源物體都是可燃的，極具危險性的能源。常常能夠因為一點小火星就能引發一場爆炸事故，這種事故帶來的危害不僅僅是出現在經濟利益的減少倒貼上，而且會給廣大人民群眾造成生命財產的危害，這種危害是致命性的，必須被給予高度重視。這便要求石油化工工程技術產業尋找到可以檢測，保證安全設施的新型科技DD電氣節能技術，簡單的來說就是“電氣技術”。

四、電氣節能和石油化工緊密相連

石油化工工程技術在電氣設備和供電設備方面，要依靠電氣節能技術。電氣節能技術可以使石油化工工程技術向節約型經濟方面發展，可以可以使石油化工產業的投資者獲得一定的非常可觀的經濟效益。電氣方面通過改進供電設備實現節約電力化能源的消耗使用率，這樣在提高生產率的同時也做到了對于能源節約問題的保障。另一方面，石油化工工程技術的安全問題也是一個要引起高度重視的問題。對于石油化工工程這一領域所出現的危害問題帶來的影響是極具震撼力的。所以，在使用電氣設備技術的過程中要時刻注意安全問題，及早做好準備，以防止意外事件的發生。要知道在石油化工工程這一方面發生問題不僅僅是嚴重的暴力事故，同時會使我國的電力系統癱瘓，給我國經濟造成無法彌補的損失。因此電氣化有關管理部門必須要定期去石油化工廠進行電氣設備的檢測與維修，以保證供電系統正常穩定運行。

五、電氣節能技術應用于石油化工產業

將電氣節能技術和石油化工工程技術產業有效結合起來是一個合作雙贏的企業項目。首先電氣節能技術有了用武之地，這樣可以使電氣節能技術領域的管理部門帶來一些經濟上的大好回報，同時也檢測了電氣化節能的持效性。其次，對于石油化工工程技術產業的有關管理部門來說，也帶來了經濟利益。通過電氣節能技術手段的利用，節約了生產成本，提高了生產效率，給石油化工工程產業帶來的輸送利息升高了，同時新技術的使用代替了原有的人力勞動資源，節約了人力勞動所要支出的費用，壓低了生產成本，再加上電氣節能技術在設備安全檢測方面更加精準了，給職工人員們帶來了很大的安全保護，所以電氣節能技術對于石油化工工程技術來說，不論從哪個角度出發，都是百利而無一害。

所以，總體上來說，石油化工工程技術中的有關于電氣設備和供電系統方面的問題離不開電氣節能技術，必須要依附于電氣節能技術。同時希望電氣節能技術在有關方面存在的問題要進行一定的改革措施，改良電氣節能技術方面有關人才的技術分配問題，要術業有專攻，為電氣節能技術的每一個發展階段匹配與之相對應的產業化人才。將電氣節能技術與石油化工工程設計技術結合起來，實現資源的可持續利用，為我國走可持續發展道路做貢獻。

石油化工工程設計論文:石油化工油品儲罐自動化儀表及工程設計分析

【摘 要】近年來，石油企業加快了轉型和升級步伐，為自身戰略投資擴大堅實的基礎。石油化工儲罐區運用自動化技術越來越多，各種新型測量儀表也得到了廣泛的應用且提高了企業生產效率。為了增強油品設備質量，就要制定相應的設計方案，來解決生產中存在的安全問題。

【關鍵詞】石油化工油品儲罐；測量儀表；自動化；設計

一、石油化工油品儲罐自動化儀表種類

（一）液位測量儀表

用于測量液位的自動化儀表根據油品儲罐容積大小的不同所測量范圍也不相同。對于容積較小（1x105m3）白勺油品儲罐來說，應安裝兩套連續液位測量儀表，并在罐旁配置指示儀，對液位測量儀表測量出的液位進行顯示。在實際使用過程中，為防止液位超標或過低，還需要在自動化儀表系統中安裝監測報警裝置，以便當液位出現異常時系統能夠立刻發出警報。較之不常動作的開關類儀表，連續液位測量儀表由于可以實時對儲罐內液位變化情況進行監測，并能對測量儀表工作狀態進行連續觀察，因而其可靠性更高。對于對可靠性要求較高的石油化工油品儲罐區，一般m宜采用這種連續液位測量儀表。此外，體積計量法也是石油儲罐常用的一種方法。用于測量油品液位的儀表還有雷達液位計、靜壓液位計、混合計量法、伺服液位計等。其中，雷達液位計適用于重、輕質油品等油品儲罐的液位測量。在應用過程中需要對測量精度、介質性質、油品儲罐類型等各因素進行充分考慮，確保雷達天線選擇的合理適用。目前，雷達天線主要有桿式天線、平面天線等幾種類型。

（二）溫度測量儀表

在油品儲罐區中，溫度是計量儲罐溫度補償的重要參數之一，所以溫度測量非常重要。這就需要用到科學溫度測量儀表。計量用油品儲罐溫度測量在油品密度、體積等參數上應符合國家相關標準規定。目前，對于石油化工油品儲罐溫度的測量大多采用的是Pt100鉑熱電阻元件。采用不同溫度測量元件需要參照不同的規范標準。例如，對于熱敏電阻、光纖測量元件等元件在常壓油罐中的使用必須要經過校準且滿足標準規定才可以投入使用。

某相關文獻資料對計量級石油化工油品儲罐溫度測量儀表現場安裝后精度與固有精度所允許的最大誤差進行了明確規定。現場安裝后精度基于質量和體積計量的最大允許誤差分別為1.0℃和0.5℃，固有精度基于質量和體積計量的最大允許誤差分別為0.5℃和0.25℃。

（三）壓力儀表

根據國際標準GB50160規定，按照油品儲罐壓力設計，可以分為常壓儲罐、低壓儲罐和壓力儲罐三種類型。對于這些儲罐壓力的測量需要采用對應的壓力儀表，如低壓儲罐壓力測量和壓力儲罐壓力測量均可以采用壓力變送器。擁有液體密度補償計算與標準體積計算功能的伺服液位計、雷達液位計多用于混合法計量石油化工油品儲罐壓力。采用混合法對油品儲罐進行測量，有質量計量和體積計量兩種方式，將其與連續液位測量儀配套使用，往往可以達到精確的計量結果。

二、油品損耗的影響因素

儲油罐內氣相傳質的三種形式：分子擴散、熱擴散及強制對流。分子擴散是由于儲油罐內上部氣體空間油氣濃度分布不均勻，油蒸汽在濃度差的作用下從高濃度向低濃度運移的過程。在儲油罐內油氣分子由下向上遷移，從而使得儲油罐內上部氣體空間油氣濃度增加。熱擴散是由于溫度的變化引起罐內空間溫度分布不均勻而產生的油氣擴散過程，油蒸汽從高溫區域向低溫區域擴散。強制對流是由于罐內壓強分布不均引起油蒸汽從高壓區域向低壓區域運移的過程。儲油罐內的油品在一定的壓力、溫度條件下就會發生氣化。

引起油品發生損耗的原因大致有儲存蒸發損耗、作業損耗及設備故障損耗這三種，其中儲存蒸發損耗起主導作用。

（一）儲存蒸發損耗

儲油罐內油品的損耗主要來自于儲存蒸發損耗。儲存損耗又包括自然蒸發損耗、小呼吸損耗及大呼吸損耗。自然蒸發損耗是由于儲罐密封性不好引起油品與大氣流通而發生的油品損耗；大呼吸損耗是由于罐內自由液面的升降導致油蒸汽經機械呼吸閥排出；小呼吸損耗是由于晝夜溫差，使得儲罐內的油蒸汽壓力發生變化，吸入空氣造成的油氣損耗。

（二）作業損耗

作業損耗主要包括裝卸油損耗、設備維護損耗及其他操作損耗。裝卸損耗是在裝卸油品的過程中造成的油品損耗，主要表現為大呼吸損耗，有時也會表現為飽和損耗；設備維護損耗是在對管線、泵機組等設備進行維護的過程中造成的油品損耗；其他操作損耗是在清洗罐底、油品倒灌以及灌泵時造成的油品損耗。

（三）設備故障損耗

有時候設備發生故障也會導致油品的損耗。如浮頂罐密封圈不嚴，油罐、泵機組等設備泄漏，機械呼吸閥漏氣造成的損耗。

三、降低油品損耗的措施

工藝上常采用嚴格控制油品儲存的條件，優化操作、加強管理，油氣回收等措施來降低儲油罐內油品損耗。

（一）嚴格控制油品儲存的條件

油品的儲存溫度、壓力直接影響著油品損耗。從溫度方面著手可采用淋水、刷涂料（白色）、縮小晝夜溫差等方式減少油品損耗；從壓力方面著手可以控制外界環境的壓強，提高油罐承壓能力來減少油品的小呼吸損耗。如采用球形罐可明顯提高儲罐的承壓能力，但是造價較高。同時適當通風，既能保證油氣的流通，也可以使油品的損耗量降到最低。

（二）優化操作、加強管理

優化操作：檢尺人員應盡量在清晨或傍晚作業，此時儲油罐內外壓差較小，排氣損耗較少，檢尺完成后應盡快蓋上油蓋；化驗人員對油品進行水含量等各項指標檢測時應緩慢放油，降低油品的通風損耗及小呼吸損耗；盡量高液位儲油，減小油氣空間；平時盡量不要打開儲油罐上的透光孔和量油孔等；縮短收發油之間的時間間隔；裝油進罐時采用液下密閉的形式。

加強管理：定期檢查機械呼吸閥、計量裝置等設備的密封狀況；盡量減少油品輸轉次數，減少油品與空氣接觸的機會；定期檢尺檢測油罐液位，及時發現各種異常情況；提高操作及管理自動化水平，通過計算機系統實時監控儲油罐溫度、壓力、液位等參數的變化，防止意外事故的發生；加強對相關工作人員的培訓，提高員工的安全意識及技術水平；及時統計、傳遞罐區的基礎數據及情況。

（三）油氣回收

常用的油氣回收技術有三種：冷凝法、吸附法及吸收法。冷凝法是采用多級冷凝器對油氣進行深度冷凝，實現回收油蒸汽的目的；吸附法是通過活性炭、天然沸石等固體吸附體在一定條件下對油氣進行選擇性吸附來回收油氣；吸收法是利用油氣的化學性質，使用適宜的吸收劑與油氣在吸收塔內發生化學反應回收油氣的技術。在這三種技術基礎上，又衍生出了一些改進工藝，如工業上常采用管線連通儲存同一種油品的油罐，再通過一根集氣管連接集氣罐，構成密閉的油氣回收系統有效回收揮發損耗的油蒸汽，對于輕組分氣體油氣回收系統的回收率可達90%以上。

四、石油化工油品儲罐自動化儀表工程設計

（一）儀表防護防爆設置

由于自動化儀表工作在易燃易爆的石油化工產品油罐區域，因而需要對儀表進行良好的防護防爆設置。按照國家有關防護等級規定，用于現場測量的儀表外殼防護等級應至少達到GBIP65，安b在地下的自動化測量儀表，其外殼防護等級應至少達到GBIP68。在防爆方面的性能設計，國家規定所有用于爆炸危險場所的自動化儀表防爆性能都必須符合對應爆炸危險場所的防爆標準要求，并通過國家等級防爆檢驗合格證。這是石油化工油品儲罐用自動化儀表工程設計中，所必須達到的兩個基本指標。目前，基于服務器的石油化工產品儲罐安全系統是較為先進和安全的一種設備。

（二）罐區安全設置

正常情況下，石油化工油品儲罐區的日常運行是較為穩定的，風險與事故發生概率較低，所以對于沒有特殊要求的罐區一般只設置報警裝置和聯鎖機制。若依據實際情況需要設置自動化儀表系統，則應嚴格按照國家標準《石油化工安全儀表系統設計規范》來對自動化儀表工程進行設計，確保其符合國家相關標準規定。同時，還要對設計出的自動化儀表安全等級與可操作性進行檢驗和評估，以便合理確定出儀表所需安全等級，確保儀表能夠切實發揮效用對危險現場進行安全測量，并為自動化儀表系統安裝方案的制定提供理論依據和支持。

根據以往石油化工油品儲罐區發生的重大事故原因分析，違章作業是導致事故發生的主要原因之一，所以除了防護防爆之外，還要對各作業環節、操作行為等可能引發火災等事故因素進行認真檢測與控制，提高油品罐區安全系數。

（三）有毒氣體、可燃氣體檢測

對于自動化儀表在有毒有害氣體、可燃性氣體方面的檢測設計，許多相關規范中都進行了明確的規定，如《石油化工可燃氣體及有毒氣體檢測報警設計規范》等。即在儀表工程實際設計過程中，需嚴格按照這些規范來進行。但值得注意的是，由于編制原則和側重點存在一定差異，因而各規范規定標準不盡相同，有些差別較大，所以自動化儀表對有毒氣體、可燃氣體檢測功能與標準的設計，應對石油化工油品罐區現場及要求進行綜合考慮。

五、儲罐計量設計方案

石油化工產品儲罐在采用靜壓法的時候，要嚴格遵守國家相關標準。靜壓法主要是針對儲罐內液體壓力和差壓測量，對于壓力變送器具有依賴性。靜壓法的優點是：將測量結果進行換算，并可以迅速得到參數值，投資成本比較低，設計方案也是比較簡單的。但是，這種方法不能得到儲罐內全部液體的平均密度，會使得測量結果出現偏差。在確定最佳設計方案時，要對測量儀表結構、現場儀表結構、自動控制系統結構進行分析，并制定出適合這些裝置的集成方案。對于要求低的小型罐區，可以將軟件組態方式應用到自動控制系統當中，從而提高了石油的計量管理水平。對于計算相對來說較復雜的計量裝置，則在儲罐結構設計中加入計量軟件。

由于在設計方案中所含的變量比較多，設計人員要在儲罐結構中設置信號通信單元，并根據相關標準選擇合適的信號傳輸方式，增強儲罐自動化控制運行率。同時，在各種輔助數據表作用下，設計人員選擇的計算方法可以提高準確性，得到儲罐油品質量信息及體積參考信息，進而對儲罐服務功能有了提高。

六、結束語

總之，與油品罐區安全等級、各指標測量息息相關的，用于石油化工油品罐區的自動化儀表及其設計需要考慮諸多因素，這樣才能保證設計的科學合理，設計符合國家各相規范標準規定。我國自動化儀表工程設計人員應努力提高自身專業能力與實踐經驗，為新一代高自動化、高測量精度石油化工油品罐區自動化儀表的產生而努力。

石油化工工程設計論文:技術標準在石油化工工程設計中的主要作用分析

摘 要：隨著可持續發展觀念的興起和日漸深入人心，人們的環保意識和綠色經濟意識不斷提高，人們對石油化工產品的環保要求越來越高，綠色化工產品將是未來商品生產的主流。本文介紹了技術標準和石油化工設計的含義和石油化工裝置的特點，闡述了技術標準對石油化工設計安全方面、質量方面、環境保護方面的作用，簡要介紹了“三化”工作提高石油化工設計的效率。

關鍵詞：技術標準；石油化工；設計；環境保護；設計效率

0.引言

石油化工行業的技術標準是經公認機構批準的、共同使用或重復使用的產品或相關工藝和生產方法的規則、指南或特性的文件。對于工程設計來說，技術標準是對設計相關的各種技術條件，包括設計對象、設計條件、設計方式等所作的規定，其目的是讓相關的產品達到一定的安全要求或市場準入的要求。技術標準按其法律約束力，可分為強制性標準和推薦性標準；按級別可分為國家標準、行業標準、地方標準和企業標準，而且技術標準有很強的時效性。石油化工設計是對石油化工裝置的建設、石油化工裝置的正常運行提供有技術依據的圖紙和設計文件的整個設計過程。一項完整的石油化工設計，由工藝、環保、管道、設備、機械、總圖、建筑、結構、儲運、儀表、電氣、采通、技術經濟等十幾個專業的圖紙和設計文件所組成。為了保證設計產品符合質量、本質安全、環保等要求，每個專業在設計過程中要采用幾十項甚至上百項的國家、行業、地方和企業的標準作為設計依據。一個大型的石化設計企業各專業采用的技術標準加起來多達數千項，形成一個龐大的技術標準體系。

1.石油化工裝置的特點

石化行業是我國的支柱產業，在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用。但石化生產過程中所使用的原料、輔助材料、半成品和成品，多屬于可燃、易爆物質，如原油，汽油、液態烴等；許多物料是高毒和劇毒物質，如苯、氰化鈉、硫化氫等；還有一些物料屬于強腐蝕的物質，如硫酸、鹽酸等，這些物質一旦泄漏或處置不當就會引起火災、爆炸和中毒危險，造成嚴重后果。石油化工裝置較其他設施有過程復雜、條件苛刻、制約因素多、設備集中；裝置逐漸大型化發展，單套裝置的加工處理能力不斷擴大，裝置的大型化將帶來系統內危險物料貯存量的上升，增加風險。同時，石化生產過程的連續性強，在一些大型一體化裝置區，裝置之間相互關聯，物料互供關系密切，一個裝置的產品往往是另一裝置的原材料，局部的問題往往會影響到全局。

2.技術標準對石油化工設計安全的保證作用

石油化工安全性的技術標準一般由幾家設計單位共同編制，各單位選派有經驗的專家參加編制工作，一項標準的編制過程要經過立項、調查、分析、形成提綱稿、征求意見稿、審查稿和報批稿等幾個過程，聽取有關方面意見后，再經相關部門審查后實施。由于石化裝置的特殊性，如何做到設計成品符合安全要求，對石油化工過程潛在的各種危險進行識別，防患于未然？首先在裝置設計中要嚴格執行法律法規、標準規范，特別是強制性標準。這些標準制定的目的是為了防止和減少石油化工企業火災危害，保護人身和財產的安全。涉及安全方面的標準很多，如：GB50160-2008《石油化工企業設計防火規范》，GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規范》；GB50016-2006《建筑設計防火規范》；SH3047-93《石油化工企業職業安全衛生設計規范》等。

在GB50160-2008《石油化工企業設計防火規范》中，對火災危險性進行了分類，給出了石油化工企業與相鄰工廠或設備的防火間距，與同類企業及油泵的防火間距；制定了工廠總平面布置時各類設備之間的防火間距；對廠里道路、廠里鐵路、裝置內的布置、泄壓排放、火炬系統、儲運系統等制定了防火規定。

由此可見，在石油化工設計中，只有嚴格、正確地執行國家法律法規、相關的標準規范，尤其是強制性標準規范，才能設計出符合本質安全的設計產品。

3.技術標準對石油化工設計質量的保證作用

技術標準是設計工作的依據和準則，與工程設計質量緊密相關，因為技術標準本身就是包括工程設計在內的設計經驗、研究成果的積累，是對設計相關的各種技術條件，包括設計對象、設計條件、設計方式等所作的規定，只有符合標準的要求，才能出合格的設計產品，技術標準為保證石油化工設計質量提供了基礎保證。如：GB50393-2008《鋼制石油儲罐防腐蝕工程技術規范》、GB50074-2002《石油庫設計規范》、SH3011-2011《石油化工工藝裝置布置設計規范》、SH3012-2011《石油化工金屬管道布置設計規范》、SH3034-2012《石油化工給水排水管道設計規范》、SHSG-053-2011《石油化工裝置詳細工程設計內容規定》等等。

在SH3011-2011《石油化工工藝裝置布置設計規范》中，指出設備布置設計應滿足工藝流程、安全生產和環境保護的要求；滿足節省用地、減少能耗以及與工廠總體設計相一致的要求。標準中給出了管廊、塔和立式設備、臥式設備、反應器、換熱器、空氣冷卻器、加熱爐、儲罐、泵等設備的布置規定；還給出了建筑物、構架及平臺梯子等建筑物和構筑物的布置規定。

石化工程各專業設計人員，只有認真準確地執行相關技術標準，才能設計出符合業主要求，滿足市場需求的高質量設計產品。

4.技術標準對石油化工設計環保要求的保證作用

4.1 工程設計時依據環保標準

石化生產企業的生產過程，存在著對環境的污染因素，如排放至大氣中的氣體，排向土壤河流中的廢水；石化產品在使用過程中對環境也會產生污染，如汽車在行駛中，汽油燃燒后的尾氣對大氣的污染等。如何減少石化生產過程或石化產品使用中所產生的污染，政府和行業制定了幾十項相關的法律法規、國家主席令、國家環境保護部令、技術標準等，如：《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法（2013年）》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《石油化工企業環境保護設計規范》、《固體廢物處置設計技術規定》《廢氣污染物排放控制設計導則》等等。使得石化生產過程中有害物的排放量在標準所允許的范圍內，有效地保護環境。

4.2 密切關注新環保標準，設計出符合要求的設計產品

2013年12月18日國家實施的新標準GB17930-2013《車用汽油》，將硫含量指標限值由第四階段的50ppm降為10ppm；將錳含量指標限值由第四階段的8mg/L降為2mg/L；禁止人為加入添加劑；將烯烴含量由第四階段的28%降為24%，有助于減少機動車排放物，對保護環境，改善空氣質量具有重大意義。鑒于國家對汽油標準的提高，設計應按新標準的要求將原有工藝流程進行修改，石化生產企業根據設計文件進行技術改造后，才能生產出達到國五新標準要求的汽油，更好地保護環境。

5.“三化”工作將提高石油化工設計的效率

目前，國內一些重要的石化工程建設項目正在推行“三化”工作，即“標準化設計、模塊化建設、標準化采購”工作，將已建成的優秀的項目梳理完善，建立一套分規模、分特點的石油化工裝置的設計模板，推行施工過程中的工廠預制，編制和建立一套標準化的采購文件及產品。為完成“標準化設計、模塊化建設、標準化采購”目標，還需要建立適應“標準化設計、模塊化建設、標準化采購”要求的項目建設管理平臺、工程材料編碼體系、工程材料等級數據庫等基礎工作；建立完善的石化工程建設標準執行表等執行文件。通過實施 “標準化設計、模塊化建設、標準化采購”工作，石化工程建設項目既可以很好地嚴格執行國家現行標準，尤其是強制性標準，又可以提高設計效率，節約建設成本，保證項目的本質安全。

6.結語

針對石化行業這種特殊性，國家、行業、地方和各企業內部都編制了相應的法律法規和一系列的相關技術標準，在石油化工裝置工程設計過程中只有嚴格執行這些法律法規和技術標準，才能保證設計產品達到本質安全、保證設計產品符合質量要求，并減少對環境的污染，有效地保護環境。

石油化工工程設計論文:石油化工自控工程設計淺談

【摘 要】隨著自動化控制技術的發展，我國石油化工自控工程設計迅速發展起來，水準也在不斷提升。石油化工工藝工作量大，具有一定的復雜性。本文從設計要求、發展現狀等方面，闡述了作者的觀點，最后給出了建設性的建議。

【關鍵詞】石油化工；自控工程；設計特點；現狀；趨勢

1 石油化工自控設計概述

1.1 石油化工自控設計的目標

石油化工生產企業的公用工程及其輔助設施、生產裝置的操作全面實現自動化，網絡化、數字化、安全化，管理信息化。為生產裝置運行的高效、平衡、安全、持久提供保障，市場達到最優化。

1.2 石油化工自控設計的要求

用作石油化工自控系統的儀表材料必須具有防腐、防爆、耐超高溫、耐超高壓的特性。儀表要能對不同物態的物體進行測量，適用于微/高物位、微/大流量。整個自控系統要滿足功能多、參數多、冗余多、精度高、能耗低等要求。

1.3 石油化工自控設計策略

設計過程中要嚴格按照ICE、ISA、GB、HG等行業或國家標準進行；建立企業信息管理和監控一體化的數據平臺，集成信息、共享資源；采用設計招投標制、從多個設計方案中選取性能高的作為最終的設計方案，選擇的標準既要滿足技術性的需要，又要滿足經濟性的需要，同時還要對環境保護、人員健康和安全生產有益；控制系統和主控儀表集成實現一體化采購，確保投資的經濟性和安全性。

2 我國石油化工自控設計的發展現狀

2.1 過程檢測儀表設計更加智能、更加精密、更加多樣

工業生產過程中，用來顯示、檢測、控制和記錄工藝參數的基礎，就是過程測量儀表。石油化工的不斷發展，對儀表控制系統設計的要求也越來越高。電動儀表日益智能化、數字化，計算機系統越來越開放化、網絡化、數字化、智能化自然就成為了新一代檢測儀表的標志。這些檢測儀表的核心是微型計算機，具有線性化、自動補償環境因素變化以及自動校零等功能。綜合利用微波、超聲波、激光等新技術的一次檢測技術，大大提高了自動控制的精密度。

同時，在過程檢測儀表的設計中更注意新型傳感器和激光、核磁共振等新技術的應用，傳感器的集成化程度越來越高。在儀表調節回路的設計中充分利用傳統的積分、比例以及微分調節規律以外，還嘗試使用大滯后、前饋計算值調節等技術，為自控系統的多回路開辟道路。

石油化工自控系統的設計者廣泛采用ASIC（專用集成電路），這在很大程度上促進了執行器和傳感器的智能化和多功能化，為現場控制子系統/回路以及儀表的安裝調試帶來極大的便捷。

2.2 過程控制裝置逐漸發展成開放的分布式監控系統

隨著通信網絡技術和微處理技術的不斷發展和成熟，PLC（可編程序控制器）、DCS（分散型控制系統）以及PCA（以個人微機為基礎的自動化系統）正日益標準化、開放化，其軟件和硬件的使用也逐漸向市場通用的產品靠攏，同時它們還彼此融合，朝著O-DSC（開放的分布監控系統分散型控制系統）的方向發展。

目前，在石油化工自控設計中，采用較多的開放的分布式控制系統是FCS（基于現場總線的控制系統）。FCS用開放協議取代了封閉協議，為系統實現完全的數字通信和數字計算提供了可能。FCS采用的全分布式結構，現場享有徹底的控制功能，系統的可靠性和靈活性大大提高。FCS不采用專用網絡，所以它可以彌補了DCS（集散控制系統）的缺陷，它為研究現場總線的工業控制系統提供了依據。

2.3 控制系統設計更加先進

石油化工自動控制系統逐漸融合化學工程。計算機、工程控制和計算機、儀表技術，越來越先進。控制系統的升級后，系統的控制適應能力自然也有了提高，不僅很好的克服了系統自身的非線性、時變形、隨機性，還有效的解決不可檢測和外部擾動的隨機性帶來的諸多問題。組分推斷控制、預估算控制技術、神經網絡技術、故障診斷以及模糊控制等先進控制方法通過生產實踐，取得了良好的效果。

3 存在于我國石油化工自控工程設計中的主要問題

（1）DCS不能進行集成控制，很少用于工藝全過程和多裝置的控制，而大多用于控制單套裝置或部分工段。我國自行設計的DCS在軟硬件配套和可靠性方面和國際先進水平還存在較大差距，還不能充分滿足實際生產的需要，所以對于大型裝置的DCS仍然主要依賴進口。

（2）我國自行設計的控制軟件，盡管縱向比較有了較大提高，但是因為在商品化、標準化和性價比等方面的缺陷，推廣起來具有很大的難度。

（3）我國自行設計的儀表主要用于記錄，而引進的國外儀表也不是最新產品，仍停留在上個世紀中后期的水平。

（4）國內配套的登記表缺口較多，品種也不齊全。高精度的流量計、高位液位計、特種調節閥等仍然主要依賴進口。

（5）計算機在我國石油化工自控工程設計中的應用依然是裝置級的，部分石化企業盡管設計出了計算機綜合生產系統和信息系統，但是由于諸多原因，投入了大量資金，收效卻甚微。

4 關于石油化工自控工程設計的幾點建議

4.1 綜合利用各種技術

大型的化工和石油生產企業，應充分利用計算機技術、自動控制技術以及網絡技術、信息技術，加大企業綜合自動化系統設計投入，全面提高管控一體化和信息集成化的程度，降低成本、能耗和原材料的消耗，通過提高產品質量和數量提高企業經濟效益和社會效益，增強企業核心競爭力。

4.2 融入全方位、全層次、全生命周期服務的理念

全方位服務，就是在競爭激烈的市場經濟中，石油化工企業以信息技術和自動化技術為推手，把各部門的業務有效的橫向關聯起來，便于在市場變化時做出靈活、快速、有效的響應。作業調度、編制計劃、銷售訂貨、貯運原材料、管理庫存和生產以及發送成品等方面都涉及到全方位服務。

全層次服務指的是石油化工企業對生產各層進行自動化管理的工作，涉及到調節基礎回路、控制單元、優化裝置操作以及有效管理和有序管理等方面。

生命周期服務就是裝置設備的整個設備整個使用周期內，將信息技術和自動化技術等方面的服務和支持進行到底，涉及到裝置設備的運行、建設、改擴建、維護以及停止運行和再運行等方面。

4.3 提高自控系統的使用率

一個好的系統只有經常使用才能充分發揮其作用，反過來，只有好的系統才會被經常使用。所以在實際工作中，必須努力提高自控系統的使用率，這樣才能提高經濟效益。同時，設計者應不斷給控制系統升級，讓裝置發揮更大的經濟效益。

5 結束語

石油化工自控設計人員必須加強學習，拓展自己的知識面，自覺的向人工智能、計算機科學以及化學工程和過程控制等方面的專家請教，并將這些知識運用到設計實踐中去，我國石油化工行業的自動化控制和信息化水平才會有所提高，發達國家的差距才會縮小，創造更多、更大的經濟效益和社會效益。

石油化工工程設計論文:石油化工儀表系統防雷工程設計淺析

[摘 要]隨著我國石油化工產業中，自動化儀表設備數量的不斷增加，其中各種控制系統、儀器、儀表和配電系統等設備，普遍存在絕緣強度低，過電壓耐受力差和抗電磁干擾能力差等弱點，一旦受到雷擊，損失慘重，因此建在雷電多發地區的裝置，在設計中對防雷要進行全面的考慮，本文將詳細闡述石油化工儀表設計中的防雷措施。

[關鍵詞]石油化工、防雷、儀表系統

儀表系統雷電防護工程（簡稱防雷工程）是一項綜合工程，是在建筑物防雷工程和供電系統防雷工程的基礎上實施的，特別是電氣系統的防雷工程（包括等電位和接地工程）對儀表系統的雷電防護工程特別重要，需要多專業配合共同完成。

本文重點闡述石油化工儀表系統防雷工程設計，對其他專業的相關防雷工程適當予以簡述。

1、 石油化工儀表系統防雷工程的設計原則

石油化工儀表系統防雷工程設計基本原則是，根據防護目標的具體情況，綜合考慮雷擊事件的風險和投資條件，確定合適的防護范圍和目標，采用適宜的防護方案，經濟有效地防護和減少儀表系統雷擊事故的損失，并按照SHT3164《石油化工儀表系統防雷工程設計規范》執行。SHT3164的內容范圍包括了儀表系統防雷工程的設計方法，雷電防護分級，易燃易爆危險環境中現場儀表的防雷，等電位接地系統的設計，電涌防護器的選擇，電纜的屏蔽和敷設，以及現場總線系統的防雷等內容。

2、石油化工儀表系統雷電防護等級分為三個等級。在儀表和控制系統的防雷工程設計中雷電防護等級的評估推薦采用綜合分級法。

綜合分級法就是按社會和經濟重要程度以及當地年平均雷暴日來確定儀表和系統的防護等級。實際工作中應先根據被保護系統的社會、經濟和安全的重要程度分類，再繼而根據上述重要程度分類和雷電活動區的分級逐步進行。

3、綜合防雷工程的設計依據及專業分工

綜合防護是已經達成共識的防雷工程的技術方針，儀表防雷同樣是綜合雷電防護工程的一部分，儀表系統防雷工程是在建筑物防雷工程和供電系統防雷工程的基礎上進行的，建筑物防雷，通常情況下由電氣專業負責，應符合GB50057《建筑物防雷設計規范》要求。對石化工程的電信專業的工業電視監控系統和自動火災報警系統的雷電防護，則依據GB50343《建筑物電子信息系統防雷設計規范》進行防雷工程設置。儀表系統防雷包括電線電纜的屏蔽、機柜的屏蔽、等電位連接、合理布線、裝備雷電電涌防護器等，由自控專業負責，并符合SHT3164《石油化工儀表系統防雷工程設計規范》。

4、儀表信號系統防雷工程的設計方法

在石油化工裝置設計中，儀表系統雷電防護主要考慮五個方面：等電位連接、信號電纜與儀表設備的屏蔽、接地、合理布線、設置電涌防護器。

4.1 等電位連接

廠區、裝置區、現場爆炸危險區域以及控制室的建筑物區域內，必須將所有金屬設備、部件、結構的金屬導體，用導體相互連接起來，形成等電位體，使其電勢（電壓）均衡，并接地。 防止雷電流經過路徑產生的放電火花，也防止由地電位反擊產生的火花，防止人員接觸導體時產生電擊，保護人身及設備安全。

等電位連接網絡的結構形式可以采用S型網絡的結構形式，也就是說儀表的信號線路（如果需要接地）與接地網之間的連接可以不構成環路，也可采用“星”型連接結構形式。如果設計、施工正確等電位效能是很好的，可以滿足儀表系統防雷工程的接地需要。M型結構形式相對復雜一些，成本較高，施工要求稍高。

4.2 接地

接地系統由室內（包括建筑物本身）和室外兩部分構成。室內儀表接地系統適用于控制室、現場機柜室、現場控制室等，在此統稱為控制室。控制室建筑物的防雷接地、防靜電接地以及其中的電氣設備的保護接地、儀表系統工作接地、屏蔽接地、電涌防護器接地等，應共用接地裝置。接地裝置及接地電阻應根據電氣有關接地規范及《建筑物防雷設計規范》的規定。室外儀表接地系統適用于現場儀表、現場接線箱、現場機柜、以及分析小屋等。室外現場儀表的外殼必須安全接地（比如接到金屬結構）。安全接地連接可以通過儀表安裝支架，或者通過儀表箱接地螺絲和金屬結構間的專用接地線。儀表電纜槽、電纜保護金屬管應作保護接地，可直接焊接在或用接地線連接在已接地的金屬結構，并保證接地的連續和可靠。儀表電纜槽、電纜保護金屬管的連接處，應進行可靠的導電連接。現場總線電纜的屏蔽接地只在控制柜那端。另一端（即儀表側）屏蔽必須切斷并用膠帶適當隔離。必須保證屏蔽層不接觸現場設備的金屬體。

4.3 屏蔽

屏蔽不但是儀表和控制系統防范和抵御電磁干擾的重要方法，也是減少雷電電磁影響的重要措施。室外現場儀表應采用全封閉金屬外殼或安裝在金屬防護盒（箱）內，并應接地。控制室內的儀表和控制系統應裝在全封閉鋼鐵材質的機柜內，并應按規定接地。

4.4 合理布線

減少現場儀表經電纜橋架到機柜室或中心控制室的感應環路面積，盡量使其不構成感應環路。另外控制系統的電纜應與防雷引下線保持必要的凈距。最小平行凈距不小于一米，最小交叉凈距不小于橋架高度的5%。

4.5 設置電涌防護器

儀表電纜進入控制室后，應先接到浪涌保護器，然后再接后續儀表。電涌防護器是將雷電的電涌電流分流入地，保護儀表不受雷電電涌電流的沖擊，是減少儀表損壞和相關損失的有效措施之一。儀表信號類的電涌防護器用于現場儀表和控制室儀表的保護。

4.5.1 浪涌保護器的設置原則

（1）應根據工廠及裝置所處地區的年平均雷暴日、裝置的年預計雷擊次數、雷擊風險評估、防雷等級等綜合考慮。

（2）浪涌保護器的設置應考慮綜合經濟損失，不應濫設。例如，現場測量儀表損壞造成的綜合經濟損失大于10萬元的，現場測量儀表端設置浪涌保護器；控制室儀表或信號處理儀表損壞所造成的綜合經濟損失大于10萬元的，現場測量儀表和控制室儀表兩端可設置浪涌保護器；

（3）現場測量儀表設置浪涌保護器的信號回路，在控制室內的儀表也應設置浪涌保護器；

4.5.2 設置浪涌保護器的儀表

（1）安全儀表系統兩端應設置浪涌保護器

（2）變送器現場及控制室儀表兩端應設置浪涌保護器

（3）電氣轉換器、電氣閥門定位器、電磁閥等現場信號執行器類儀表和控制室儀表兩端應設置浪涌保護器。

（4）熱電阻及熱電偶現場及控制室儀表兩端應設置浪涌保護器

（5）電子開關現場及控制室儀表兩端應設置浪涌保護器

（6）配備UPS的應在UPS的輸入側配備和安裝交流電源線路浪涌保護器。

三、結束語

為了達到石油化工儀表系統的防雷，必須要在工程的設計階段充分考慮，設計人員不但要對標準規范充分了解，還要根據標準規范要求，針對不同儀表系統特點，采取合理的防范措施，減少雷擊對儀表系統造成的損害，確保裝置正常運行。

石油化工工程設計論文:石油及石油化工裝置中安全關聯系統的工程設計

根據富拉油田開發項目安全相關系統FSC的設計和運行經驗，全面介紹了安全相關系統的設計原則、設計程序、設計方法。同時也介紹了與安全相關系統有關的術語和概念。

安全相關系統安全完整性安全生命周期有效性

系統設計根據確定的SIL，選擇包括系統的輸入、輸出、安全控制器及其輔助系統，并構建系統體系結構。依據系統體系結構的要求，生成物質清單，按照物質清單，確定系統所需的輸入、輸出設備類型，安全控制器的重化結構等。

1、輸入設備設計。輸入設備類型有工藝過程開關（如溫度、壓力、液位等），手動開關（如緊急停車等）和火災報警信號（可燃氣體檢測、火焰檢測、熱感等）以及應用于安全的原始輸入、輸出數字信號。在安全相關系統中，要求使用諸如故障安全輸入模件和故障安全輸入傳感器等安全相關設備。如果輸入設備不是故障安全型，則必須采用冗余結構模式，并定義最大準時時間、最大偏差時間和最大允許偏差值。冗余結構必須配以不同的表決模式，典型的模式有1oo1、1oo1D、1oo2、1oo2D、2oo3D等。如果設計以可靠性優先，則在冗余輸入組態中使用與邏輯，如果有效性優先，則使用或邏輯。火災報警輸入一般為模擬信號，探測點應具有報警、超馳、測試、故障等可視化功能。

2、輸出設備設計。安全相關系統的輸出設備應是故障安全型，如電磁閥、ESDV閥等。當使用非故障安全執行機構時，應采用冗余拓撲。而冗余模式由工藝特性決定，如燃燒控制系統的燃氣回路，其開關電磁閥應采用串聯安裝，而高壓防空系統，放空閥則應為并聯冗余。由于安全系統的故障或過程問題的停車都必須依賴動力源才起作用，在失去動力源時（如電源故障或風源丟失），最終的輸出控制單元必須進入故障安全狀態，其機械設計機構應能夠使輸出返回到安全位置，作為額外的安全保證，即所謂的“事故時開或事故時關”。所有輸出電磁閥應為正常激勵，故障失電模式。輸入、輸出回路應設有開路、短路和漏電保護等功能。報警和故障的遠程顯示必須采用硬接線或使用安全系統內部通信鏈接。

3、安全控制器設計。根據分配到E/E/PE安全相關系統的安全完整性目標值，正確評估現有安全控制器的性價比，在滿足裝置安全要求的前提下，選擇安全控制器的結構。安全控制器的結構一般有非冗余型、冗余型、冗余診斷型，三重化、四重化等。控制器周期性地對硬件進行檢測，如果輸出硬件存在故障，控制器不應使輸出整體失電，而應是成組或單點失電；如果安全相石油及石油化工裝置中安全相關系統的工程設計低可能會導致裝置和工廠無法進行正常生產。

4、可靠性原則。是指系統在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的能力。可靠度是系統在規定條件下、規定時間內完成規定功能的概率，其量化指標為安全完整性目標測量值，其值越小，安全度越高。安全性針對過程的兩個方面：過程問題和系統故障；系統可靠性是組成系統各環節可靠性的乘積。要提高系統可靠性，必須同時提高組成安全相關系統的各環節的可靠性，具體就是選用高可靠性的安全控制器、I/O設備、通信模件、電源模件和執行單元等。

5、安全度等級（SIL）的確定和分配原則。SIL是指分配給E/E/PE安全相關系統安全功能的安全完整性要求的離散等級，是在規定運行模式下，規定時間內，安全相關系統成功實現所要求安全功能的概率。IEC61508將SIL分為4個等級： SIL1～4，其中SIL1最低，SIL4最高。

6、目標故障原則。故障是功能單元終止執行要求功能的能力，根據故障的表現形式可分為顯形故障和隱形故障。顯形故障是指能夠顯示自身存在的故障，屬于安全故障；隱形故障是指不能顯示自身存在的故障，屬于危險故障，危險故障是使安全相關系統處于危險并使其功能失效的潛在故障，隱形故障一旦出現，可能使生產裝置陷入危險。安全相關系統的設計目標就是使得系統具有零隱形故障，并且盡量少的影響有效性的顯形故障。

7、有效性和可靠性綜合原則。有效性和可靠性的目標是矛盾的，有效性的目的是使過程保持運行（安全運行），而可靠性的目的是使過程停下來（安全停車）。提高可靠性必然降低有效性，綜合方案就是根據工藝特點，在滿足設計要求的安全等級前提下，盡量提高系統的有效性，以減少裝置的無謂停車，提高生產的經濟效益。

8、經濟適用原則。提高系統的有效性和可靠性，必然增加系統的成本開銷。多余的冗余以及富余的安全等級是一種浪費。科學的設計方法就是根據實際的生產過程，選擇合理的系統冗余度。對于不是很重要的過程，可以犧牲一些系統可靠性來提高項目經濟性和系統有效性，而在主要的生產過程點則采用較高冗余度，確保生產的安全平穩。

安全相關系統組態一旦確定控制策略和所需設備，就進入系統組態進程。安全相關系統組態主要包括系統組態、邏輯功能組態和源碼轉換等。

1、系統組態。系統參數組態。系統參數主要有系統要求等級、安全控制器結構、過程安全時間、故障時間、存儲器類型以及上電模式等。輸入/輸出信號組態。該組態在詳細設計階段進行，主要是根據規格書分配I/O在安全系統中的實際位置，包括柜號、架號、槽號、通道號、信號類型、單位等信息。嚴禁安全相關信號與非安全相關模件相連和有關信號的多次分配。為了維護和測試，要求將輸入、輸出強制到某個規定值，強制可以在不影響生產的同時對輸入輸出設備進行更換和維修，當相應過程變量進入非安全狀態時，強制將引入潛在危險。強制狀態根據工藝要求可以是高、低或規定值等。

2、邏輯功能組態。邏輯組態工具有功能邏輯圖、指令表、順序控制等，一般使用功能邏輯圖（FLD），它由一組預先定義的符號組成。設計應用程序時，應根據安全系統要求，首先設計通用模塊，然后可以對通用模塊進行多次調用。FLD中的信號流起源和目的應采用傳輸方式進行，原則是目的FLD頁號必須大于源FLD頁號，以增加程序反應時間。

3、源碼轉換。源碼轉換的先決條件是要滿足有關FLD和功能塊號要求，轉換按FLD號的降序進行，轉換的目的是將組態文件變成系統可以識別的機器碼并檢查編輯的程序是否正確。只有經過轉換的程序才能進行下裝。轉換同時修改程序文件版本號，在冗余系統中，只有版本號一致的兩個系統才能正常工作

和作圖法相比，計算法較簡便、準確，省略作圖麻煩。只要是雙針保護（這是常用的防直擊雷保護），參照本文提供的計算圖和相應公式進行計算均可獲滿意結果。

石油化工工程設計論文:淺析關于提高石油化工工程設計單位的檔案管理

摘要：石油化工工程設計檔案是一種能夠比較直接記載設計人員思想和方法，真實反映石油化工工程設計實踐活動的一個歷史過程，工石油化工工程設計檔案除了具有科技檔案的一般特征外，也有著其自身的特點。充分的認識和掌握石油化工工程設計單位檔案管理的各種特點以及管理策略，對石油化工工程設計單位檔案管理質量的提高有著重要的意義。

關鍵詞：石油化工 檔案 管理

檔案管理工作是企事業單位發展的重要基礎，對傳承企業文化的重要工作。各個單位需要加強檔案管理工作，不斷建立健全檔案管理機制，把檔案管理工作納入發展管理規劃中去。提高關于石油化工工程設計單位的檔案管理，做好工程項目設計的檔案收集和整理工作，促進單位檔案的科學規范化，不斷推薦單位檔案工作的創新，有效利用和保護檔案，能夠更好的為企業的各項工作服務。

一、石油化工工程設計單位檔案的特點

（一）組成的成套性

通常一個獨立的工程項目，石油化工工程設計單位需要把各種不同專業的設計人才分成設計小組，按照程序開展設計工作，形成比較嚴密的文件材料系統，使得石油化工工程設計單位具有成套性。石油化工工程設計的檔案收集、整理，保管以及利用要求把工程的設計材料文件收集齊全。依據工程的不同階段進行配套整理，系統的反映工程的技術設計信息， 不能把其他項目的圖紙混淆，保證檔案資料的完整齊全，方便以后的利用。

（二）形成的階段性

根據石油化工工程的設計工作的程序，一般一項工程需要有準備階段、初步設計階段、施工圖設計階段和配合現場施工安裝階段，如果前一個階段的設計工作不能完成，那么下一個階段的工作也不能徹底的開始，只能做一些準備，前一階段的設計過程中用到的文件經過批準之后很可能成為后一個階段的設計依據。

（三） 內容的專業性

一項石油化工的工程設計需要很多的不同專業的設計人員參與，相互配合。所以一項工程的設計方案材料是多個專業聯合創作的過程。不同的專業有著自己的專業性特點，所以，石油化工工程工程設計的檔案在分類歸檔過程中，需要考慮文件資料的專業性和專業之間的聯系性。不要把不同專業的技術信息文件混淆在一起。

（四）修改、補充的多變性

石油化工工程設計是從技術上對即將建造的工程的全面規劃，在施工的過程中對設計方案的修改情況是經常出現的，如果設計的方案在某些地方出現了缺陷或者錯誤，就需要及時的對設計方案進行補充修改。有些工程的設計圖紙經過了多次的補充修改，有的設計圖紙成套作需要設計人員進行重新的設計。設計文件的修改或者變更是無法避免的，同時也是很有必要的，這也是石油化工工程檔案和其他一些單位的檔案管理的不同之處。如果設計方案出現更改的時候，必須要把設計更改的材料和工程設計的技術文件資料進行配套的整理，確保石油化工工程設計檔案管理的準確和完整。

（五）使用的通用性

石油化工工程設計本身就是一項具有創造性和繼承性的工程，設計師在繼承和借鑒別人優秀設計成果的基礎上進行新的設計，石油化工工程設計的一些元素通用性強，設計的部分內容可以進行多次的使用，具有很強的通用性。石油化工工程設計檔案的通用性可以大大避免了單位的重復勞動，加快設計的速度，提高單位的工作效率。

（六）數量浩大

石油化工工程設計的內容比較多，過程復雜，形成各種各樣的設計圖紙和文件資料。圖紙文件資料的數量是浩大的，在歸檔管理上需要有足夠的存儲檔案的空間。同時做好檔案的信息化管理。

（七）使用價值的時效性

石油化工工程設計的檔案用于工程項目的次數還是比較多的，第一次利用發揮作用后還會有第二三次， 具有長期的使用價值。但是工程設計檔案有部分經過一定的時間之后就失去原來的利用價值，所以作為檔案管理人員還需要定期的對檔案資料進行整理，把已經失去價值或者價值不大的資料進行銷毀或者保存到不常用的地方。

二、提高石油化工工程設計單位檔案管理的策略

（一）落實檔案管理制度，加強檔案管理

對于石油化工工程設計單位來說，合理的制定本單位的檔案管理制度，是有序的開展企業石油化工工程設計檔案工作的前提需要。從各方面比較全面的進行規范石油化工工程設計單位在檔案工作的過程中遇到的各種實際問題，能夠及時的對相關石油化工工程設計工作檔案管理制度進行制定，做好文件的歸檔工作對于加強企業的檔案管理，提升石油化工工程設計單位整體的檔案管理水平是十分必要的。在建立檔案管理制度的同時，必須要把檔案管理制度落實到工作中去，抓好對石油化工工程設計單位檔案工作質量的考核。單位通過對各項制度的制定和落實，對于解決石油化工工程設計單位在發展中遇到的新問題，提高石油化工工程設計單位關于檔案管理的工作質量，規范企業的檔案管理有著十分重要的意義。

（二）加強檔案信息化管理，促進檔案管理改革

石油化工工程設計單位要把檔案的信息化管理工作認真抓起來。工程設計圖紙和技術標準等檔案可以為石油化工工程設計單位以后的工作提供參考，同時也是非常重要的憑證作用，但是傳統的檔案存儲方法比較落后，查閱起來也不是很方便。工程檔案的信息化建設，可以實現工程設計圖紙和技術信息的數字化，不同的工作人員依據自身崗位的權限，可以隨時通過計算機查閱瀏覽所需要的工程圖紙、資料和相關的其他信息。石油化工工程設計單位的檔案信息化管理，提高了整個企業的檔案工作水平，方便了工作。同時企業也可以在單位相關的網頁，把工程的信息上傳到網上，方便了交流和溝通。石油化工工程設計單位要積極的推薦企業的檔案信息化進程和電子文件的管理。盡早實現企業檔案管理的網絡化、數字化。

（三）把握重點工程建設，抓好項目檔案管理的全過程

作為石油化工工程設計單位的檔案管理，是需要把項目工程從開始設計規劃到最后竣工驗收的整個過程中產生的資料、文件、圖紙進行歸檔的。需要認真做好關于重點工程的檔案記錄，注重對工程設計在各個不同階段時期的資料信息的收集歸檔。對工程的相關文件材料要同步的積累和管理，保證歸檔的質量。由于工程施工一般周期比較長，整個過程中產生的文件數量大，種類也比較多。這也給石油化工工程設計單位的檔案收集，保管，整理和利用造成了一定程度的困難，帶來很大的工作量。檔案管理工作人員要根據工程的進度，對工程的材料及時收集，保證檔案歸檔的完整準確性。

總之，石油化工工程設計單位檔案管理的特點是由設計單位自身的性質以及石油化工工程設計活動的規律所決定的。在石油化工工程設計的過程中會產生一定的技術設計成果，對這些工程設計成果重要的記錄載體就是單位的工程設計檔案。充分的認識和掌握石油化工工程設計單位檔案管理的各種特點以及管理策略可以不斷提高設計單位的水平，發揮檔案管理的作用，為石油化工工程設計單位的長遠發展做出貢獻。