浅析精细化工甲类车间布置专用房间安置机柜的可行性
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[S].
参 考 文 献
[6] GA1511—2018, 《易制爆危险化学品储存场所治安防范要
[1] GB50016—2014(2018年版),《建筑设计防火规范》 [S].
求》 [S].
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5216装 置 的 控 制 室、机 柜 间、变 配 电 所、
化验室、办公室等不得与设有甲、乙 A类设备的 房间布置在同一建筑物内。
(3) 《精细化工企业工程设计防火标准》 (GB 51283—2020)。
831厂房 (仓库) 设计应符合下列规定: 办公室、休息室、控制室、化验室等不应设置 在甲、乙类厂房内,确需贴邻本厂房时,其耐火等 级不应低于二级,并应采用耐火极限不低于 300h 且无门、窗、洞口的防爆墙与厂房隔开,应设置独 立的安全出口。 (4) 《石油化工建筑物抗爆设计标准》 (GB/T 50779—2022)。 303新建抗爆建筑物平面布置除应符合现行 国家标准 《石油化工企业设计防火规范》 (GB 50160) 和 《建筑设计 防 火 规 范》 (GB50016— 2014) 的有关规定外,当爆炸冲击波峰值入射超 压大于 69kPa时,尚应符合下列规定: 建筑物应独立设置。 (5) 《石油化工控制室设计 规 范》 (SH/T 3006—2012)。 421控制室位置应符合 GB50160—2008中 52节有关控制室布置的规定。 441对于有爆炸危险的石油化工装置,控制 室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析 结果设计。
精细化工项目多以甲、乙类生产车间为单元进 行间歇生产。随着自动化水平的提高,精细化工项 目单个车间内的仪表,特别是开关阀的数量越来越 多,如果上千路仪表信号能就近接入控制系统,将 受益颇丰,因此精细化工建设项目对此有着强烈的 需求。
本文主要讨论在精细化工项目甲、乙类生产车间 内,布置专用房间集中安置控制系统机柜的可能性。
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图 6 机柜间进线坑节点详图
场安装使用,就近接入仪表信号,但存在诸多不便。设计应采取必要措施,在甲、乙类车间内布置专用的远程
仪表间,集中安置控制系统的电子布线 I/O机柜。
关键词 精细化工; 甲类车间; 机柜; 输入 /出; 电子布线;远程仪表间
中图分类号:X932 文献标识码:A
DOI:10.3969/j.issn.1007-6247.2024.01.010
(3) 配 置 必 要 的 空 调 通 风 措 施,以 满 足 输 入 /出模块及其配套的供电设施所需的环境要求。
(4) 远程仪表间应设门禁管理,最大程度地 减少人员出入,平时无人值守,高峰期 (出现频 率 <1次 /月) 远程仪表间内工作 1小时 (及以上) 的人员少于 4人。
(5) 远程仪表间内的输入 /出模块禁止接入与 本车间生产无关的信号。
间现场即使采用了不同的敷设路径,也很难做到风
险分散。
(2) 对配套的现场配电设施的安装位置和防
爆等级有严格的要求。
(3) 车间现场由于腐蚀性气体较多,环境恶 劣,不利于对电子布线现场机箱 (机柜) 外壳的 保养,特别是开盖后难以保证机箱 (机柜) 内部 G3级别防腐蚀认证所要求的气体环境。
(4) 车间现场温度变化较大,电子布线现场 机箱 (机柜) 内可能结露。
图 3 RIO现场机箱
根据 《控制系统电子布线设计标准》 (T/HGJ 12401—2021) 的定义,电子布线是一种 I/O形式, 可以将端子、通道、卡件以模块化的方式结合,可 根据现场信号类型选择相匹配的模块,每个模块具 有独立的接线端子,进行信号转换,从而消除端子 柜的错线需求。传统 I/O信号连接示意图见图 4。
图 1 控制系统网络拓扑
图 4 传统 I/O信号连接示意图
模块化 I/O可以灵活分配,在不移动任何 I/O 接线的情况下,将一个信号分配到指定的控制器, 或重新分配给其他控制器。现场仪表信号就近接入 附近的模块化 I/O,事先不用考虑模拟量 /数字量
2024,34(1)
沈奕峰 浅析精细化工甲类车间布置专用房间安置机柜的可行性
参 考 文 献
[1] 安委 [2020]3号,危险化学品安全专项整治三年行动实 施方案 [S].
[2] 2017年安监总管三 [2017]121号,化工和危险化学品生 产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准 (试行) [S].
[3] GB50160—2008,石 油 化 工 企 业 设 计 防 火 标 准 (2018年 版) [S].
(5) 不方便维护。 电子布线现场机箱见图 6。 因此,建议精细化工项目甲、乙类车间的输入 / 出模块宜集中设置在专用的远程仪表间内。 结合前 文 提 到 的 标 准 规 范 的 出 发 点, 再 结 合 《石油化工工厂布置设计规范》(GB50984—2014)、
图 6 电子布线现场机箱
《中国石化既有建筑物抗爆治理指导意见 (试行)》 (集团工单安风 〔2022〕41号) 中对人员集中建 筑物的判定标准,以及 《生产安全事故报告和调 查处理条例》 《危险化学品生产建设项目安全风险 防控指南 (试行)》(应急 〔2022〕52号) 等的相 关规定,从精细化工企业的实际风险及其管控能力 出发,在布置远程仪表间时应要求:
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沈奕峰 浅析精细化工甲类车间布置专用房间安置机柜的可行性
41
浅析精细化工甲类车间布置专用房间 安置机柜的可行性
沈奕峰 (浙江省天正设计工程有限公司,浙江 杭州 310030)
摘要 根据现有的标准规范和安全管控要求,精细化工项目控制室、机柜间不能布置在甲、乙类厂房
(车间) 和仓库内。灵活配线的电子布线 I/O取得防爆认证后,可以直接在甲、乙类车间爆炸危险性气体环境现
(6) 《控制室设计规范》 (HG/T20508—2014)。 341对于有爆炸危险的化工工厂,中心控制 室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析 结果设计。 342对于 有 爆 炸 危 险 的 化 工 装 置, 控 制 室、 现场控制室应采用抗爆结构设计。 4012现场机柜室的设计,本章未作规定者, 应按本规范第 3章有关规定执行。 按照上述规定理解,精细化工项目控制室、机 柜间不能布置在甲、乙类厂房 (车间) 和仓库内。 虽然可以贴邻布置,但需要位于爆炸危险区范围以 外,采用抗爆结构设计,满足 《石油化工建筑物 抗爆设计标准》 (GB/T50779—2022) 等的要求。 这一般被认为是不经济的。
考虑到上述标准规范及安全管控要求中解释的 对机柜间不能布置在甲、乙类车间的理由,要满足 现实对精细化工甲、乙类车间仪表信号就近接入控 制系统存在的强烈需求,只能将控制系统的输入 / 出模块与控制模块分离,将控制模块设置在经过爆 炸安全性评估的控制室 (机柜间) 内,而输入 /出 模块就近安置在生产车间内。
收稿日期:20221128 作者简介:沈奕峰,男,高级工程师,研究方向为自控设计。Email:syf@zpcdicom
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CHEMICALENGINEERING DESIGN
化工设计 2024,34(1)
713现 场 机 柜 室 的 设 计,本 章 未 作 规 定 者, 应按本规范第 4章有关规定执行。
近年来,由于电子布线技术的发展,突破了远 程终端单元 RTU、远程输入 /出模块 RIO的限制, 使得仪表信号现场接入控制系统变得越来越方便。 RTU (RemoteTerminalUnit) 现 场 机 箱 见 图 2, RIO (RemoteIO) 现场机箱见图 3。
图 2 RTU现场机箱
2 技术与约束
(6) 远程仪表间内的输入 /出模块与设置在控 制室 (机柜间) 的控制模块之间的通信网络,拓 扑结构应采用环形网或总线形网,并应冗余配置, 传输媒质应采用 “一天一地” 的不同敷设路径。
这样的远程仪表间并不会降低上述现场输入 / 出模块的安全优势,反而更方便管理,会进一步提 高安全保证。
3 结语
综上所述,精细化工项目甲、乙类车间内布置 远程仪表间,集中安置控制系统的电子布线 I/O机 柜,就近接入与本车间有关的仪表信号是可行的。
(1) 尽可能布置在爆炸危险区域外。 (2) 尽 可 能 布 置 在 底 层,可 根 据 功 能 需 求, 在不同楼层中布置多间远程仪表间。
(下转第 50页)
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化工设计 2024,34(1)
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的区别,不用考虑输入 /出信号的区别及控制器的 分配。
精细化工项目生产车间建成后调整生产过程的 可能性非常大,电子布线 I/O非常契合这种要求, 可以最大程度地保护原有的控制系统投资。现场的
电子布线 I/O完成安装接线后,工程师在控制室 (机柜间) 内通过工程师站即可远程完成电子布线 I/O任一通道的 AI/AO/DI/DO/PI转换,或者控制 器的分配,而不用弃用已建成的控制系统设施。和 利时电子布线信号连接示意图见图 5。
1 标准规范及安全管控要求
近年来,我国精细化工行业的安全形势依然严 峻,国内出台了一系列标准规范和安全管控要求。 在现有的标准规范和安全管控要求中,涉及对精细 化工项目控制室、机柜间与甲、乙类车间关系的规 定,主要有以下 6个:
(1) 《危险化学品安全专项整治三年行动实施 方案》 (安委 [2020]3号)。
现场的输入 /出模块在完成安装接线及控制系 统的单回路测试后,进入开车及试运行阶段,一直 到正常生产阶段,输入 /出模块附近就不再需要留 驻人员,可以保证人身安全。万一遭遇爆炸事故, 受影响的也只是局部的现场输入 /出模块和仪表, 不影响抗爆结构的控制室 (机柜间) 内的控制模 块,仍然可以实现受影响单元上 /下游工艺的有序 停车;恢复生产时,也只要与毁坏的工艺设备、管 道同步替换局部的仪表、输入 /出模块即可。控制 系统网络拓扑见图 1。
涉及甲、乙类火灾危险性的生产装置控制室、 交接班室原则上不得布置在装置区内,确需布置 的,应参 照 《石 油 化 工 控 制 室 抗 爆 设 计 规 范 》 (GB50779—2012),在 2020年 底 前 完 成 抗 爆 设 计、建设和加固。
(2) 《石油化工企业设计防火标准 (2018年 版)》 (GB50160—2008)。
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图 5 和利时电子布线信号连接示意图
虽然大多数厂家的电子布线 I/O已取得防爆认
证,可以直接在甲、乙类车间爆炸危险性气体环境现
场安装使用,但在实际应用中,发现在精细化工项
目甲、乙类车间现场安置电子布线 I/O存在不方便:
(1) 现场输入 /出模块与设置在控制室 (机柜
间) 的控 制 模 块 之 间 采 用 冗 余 通 讯 网 络,但 在 车
5 结语
本文针对煤化工项目副产品的硫回收装置的建 筑设计要点加以总结,希望能指导建筑设计人员迅 速掌握设计要点,不犯方案性错误,同时,对设备 布置和总图设计提供合规性帮助。
[2] GB50160—2008(2018年版), 《石油化工企业设计防火标 准》 [S].
[3] SH/T3017—2013,《石油化工生产建筑设计规范》 [S]. [4] GB507792022,《石油化工建筑物抗爆设计标准》 [S]. [5] SH/T3175—2013, 《固 体 工 业 硫 磺 储 存 输 送 设 计 规 范 》
参 考 文 献
[6] GA1511—2018, 《易制爆危险化学品储存场所治安防范要
[1] GB50016—2014(2018年版),《建筑设计防火规范》 [S].
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5216装 置 的 控 制 室、机 柜 间、变 配 电 所、
化验室、办公室等不得与设有甲、乙 A类设备的 房间布置在同一建筑物内。
(3) 《精细化工企业工程设计防火标准》 (GB 51283—2020)。
831厂房 (仓库) 设计应符合下列规定: 办公室、休息室、控制室、化验室等不应设置 在甲、乙类厂房内,确需贴邻本厂房时,其耐火等 级不应低于二级,并应采用耐火极限不低于 300h 且无门、窗、洞口的防爆墙与厂房隔开,应设置独 立的安全出口。 (4) 《石油化工建筑物抗爆设计标准》 (GB/T 50779—2022)。 303新建抗爆建筑物平面布置除应符合现行 国家标准 《石油化工企业设计防火规范》 (GB 50160) 和 《建筑设计 防 火 规 范》 (GB50016— 2014) 的有关规定外,当爆炸冲击波峰值入射超 压大于 69kPa时,尚应符合下列规定: 建筑物应独立设置。 (5) 《石油化工控制室设计 规 范》 (SH/T 3006—2012)。 421控制室位置应符合 GB50160—2008中 52节有关控制室布置的规定。 441对于有爆炸危险的石油化工装置,控制 室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析 结果设计。
精细化工项目多以甲、乙类生产车间为单元进 行间歇生产。随着自动化水平的提高,精细化工项 目单个车间内的仪表,特别是开关阀的数量越来越 多,如果上千路仪表信号能就近接入控制系统,将 受益颇丰,因此精细化工建设项目对此有着强烈的 需求。
本文主要讨论在精细化工项目甲、乙类生产车间 内,布置专用房间集中安置控制系统机柜的可能性。
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图 6 机柜间进线坑节点详图
场安装使用,就近接入仪表信号,但存在诸多不便。设计应采取必要措施,在甲、乙类车间内布置专用的远程
仪表间,集中安置控制系统的电子布线 I/O机柜。
关键词 精细化工; 甲类车间; 机柜; 输入 /出; 电子布线;远程仪表间
中图分类号:X932 文献标识码:A
DOI:10.3969/j.issn.1007-6247.2024.01.010
(3) 配 置 必 要 的 空 调 通 风 措 施,以 满 足 输 入 /出模块及其配套的供电设施所需的环境要求。
(4) 远程仪表间应设门禁管理,最大程度地 减少人员出入,平时无人值守,高峰期 (出现频 率 <1次 /月) 远程仪表间内工作 1小时 (及以上) 的人员少于 4人。
(5) 远程仪表间内的输入 /出模块禁止接入与 本车间生产无关的信号。
间现场即使采用了不同的敷设路径,也很难做到风
险分散。
(2) 对配套的现场配电设施的安装位置和防
爆等级有严格的要求。
(3) 车间现场由于腐蚀性气体较多,环境恶 劣,不利于对电子布线现场机箱 (机柜) 外壳的 保养,特别是开盖后难以保证机箱 (机柜) 内部 G3级别防腐蚀认证所要求的气体环境。
(4) 车间现场温度变化较大,电子布线现场 机箱 (机柜) 内可能结露。
图 3 RIO现场机箱
根据 《控制系统电子布线设计标准》 (T/HGJ 12401—2021) 的定义,电子布线是一种 I/O形式, 可以将端子、通道、卡件以模块化的方式结合,可 根据现场信号类型选择相匹配的模块,每个模块具 有独立的接线端子,进行信号转换,从而消除端子 柜的错线需求。传统 I/O信号连接示意图见图 4。
图 1 控制系统网络拓扑
图 4 传统 I/O信号连接示意图
模块化 I/O可以灵活分配,在不移动任何 I/O 接线的情况下,将一个信号分配到指定的控制器, 或重新分配给其他控制器。现场仪表信号就近接入 附近的模块化 I/O,事先不用考虑模拟量 /数字量
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沈奕峰 浅析精细化工甲类车间布置专用房间安置机柜的可行性
参 考 文 献
[1] 安委 [2020]3号,危险化学品安全专项整治三年行动实 施方案 [S].
[2] 2017年安监总管三 [2017]121号,化工和危险化学品生 产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准 (试行) [S].
[3] GB50160—2008,石 油 化 工 企 业 设 计 防 火 标 准 (2018年 版) [S].
(5) 不方便维护。 电子布线现场机箱见图 6。 因此,建议精细化工项目甲、乙类车间的输入 / 出模块宜集中设置在专用的远程仪表间内。 结合前 文 提 到 的 标 准 规 范 的 出 发 点, 再 结 合 《石油化工工厂布置设计规范》(GB50984—2014)、
图 6 电子布线现场机箱
《中国石化既有建筑物抗爆治理指导意见 (试行)》 (集团工单安风 〔2022〕41号) 中对人员集中建 筑物的判定标准,以及 《生产安全事故报告和调 查处理条例》 《危险化学品生产建设项目安全风险 防控指南 (试行)》(应急 〔2022〕52号) 等的相 关规定,从精细化工企业的实际风险及其管控能力 出发,在布置远程仪表间时应要求:
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沈奕峰 浅析精细化工甲类车间布置专用房间安置机柜的可行性
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浅析精细化工甲类车间布置专用房间 安置机柜的可行性
沈奕峰 (浙江省天正设计工程有限公司,浙江 杭州 310030)
摘要 根据现有的标准规范和安全管控要求,精细化工项目控制室、机柜间不能布置在甲、乙类厂房
(车间) 和仓库内。灵活配线的电子布线 I/O取得防爆认证后,可以直接在甲、乙类车间爆炸危险性气体环境现
(6) 《控制室设计规范》 (HG/T20508—2014)。 341对于有爆炸危险的化工工厂,中心控制 室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析 结果设计。 342对于 有 爆 炸 危 险 的 化 工 装 置, 控 制 室、 现场控制室应采用抗爆结构设计。 4012现场机柜室的设计,本章未作规定者, 应按本规范第 3章有关规定执行。 按照上述规定理解,精细化工项目控制室、机 柜间不能布置在甲、乙类厂房 (车间) 和仓库内。 虽然可以贴邻布置,但需要位于爆炸危险区范围以 外,采用抗爆结构设计,满足 《石油化工建筑物 抗爆设计标准》 (GB/T50779—2022) 等的要求。 这一般被认为是不经济的。
考虑到上述标准规范及安全管控要求中解释的 对机柜间不能布置在甲、乙类车间的理由,要满足 现实对精细化工甲、乙类车间仪表信号就近接入控 制系统存在的强烈需求,只能将控制系统的输入 / 出模块与控制模块分离,将控制模块设置在经过爆 炸安全性评估的控制室 (机柜间) 内,而输入 /出 模块就近安置在生产车间内。
收稿日期:20221128 作者简介:沈奕峰,男,高级工程师,研究方向为自控设计。Email:syf@zpcdicom
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化工设计 2024,34(1)
713现 场 机 柜 室 的 设 计,本 章 未 作 规 定 者, 应按本规范第 4章有关规定执行。
近年来,由于电子布线技术的发展,突破了远 程终端单元 RTU、远程输入 /出模块 RIO的限制, 使得仪表信号现场接入控制系统变得越来越方便。 RTU (RemoteTerminalUnit) 现 场 机 箱 见 图 2, RIO (RemoteIO) 现场机箱见图 3。
图 2 RTU现场机箱
2 技术与约束
(6) 远程仪表间内的输入 /出模块与设置在控 制室 (机柜间) 的控制模块之间的通信网络,拓 扑结构应采用环形网或总线形网,并应冗余配置, 传输媒质应采用 “一天一地” 的不同敷设路径。
这样的远程仪表间并不会降低上述现场输入 / 出模块的安全优势,反而更方便管理,会进一步提 高安全保证。
3 结语
综上所述,精细化工项目甲、乙类车间内布置 远程仪表间,集中安置控制系统的电子布线 I/O机 柜,就近接入与本车间有关的仪表信号是可行的。
(1) 尽可能布置在爆炸危险区域外。 (2) 尽 可 能 布 置 在 底 层,可 根 据 功 能 需 求, 在不同楼层中布置多间远程仪表间。
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的区别,不用考虑输入 /出信号的区别及控制器的 分配。
精细化工项目生产车间建成后调整生产过程的 可能性非常大,电子布线 I/O非常契合这种要求, 可以最大程度地保护原有的控制系统投资。现场的
电子布线 I/O完成安装接线后,工程师在控制室 (机柜间) 内通过工程师站即可远程完成电子布线 I/O任一通道的 AI/AO/DI/DO/PI转换,或者控制 器的分配,而不用弃用已建成的控制系统设施。和 利时电子布线信号连接示意图见图 5。
1 标准规范及安全管控要求
近年来,我国精细化工行业的安全形势依然严 峻,国内出台了一系列标准规范和安全管控要求。 在现有的标准规范和安全管控要求中,涉及对精细 化工项目控制室、机柜间与甲、乙类车间关系的规 定,主要有以下 6个:
(1) 《危险化学品安全专项整治三年行动实施 方案》 (安委 [2020]3号)。
现场的输入 /出模块在完成安装接线及控制系 统的单回路测试后,进入开车及试运行阶段,一直 到正常生产阶段,输入 /出模块附近就不再需要留 驻人员,可以保证人身安全。万一遭遇爆炸事故, 受影响的也只是局部的现场输入 /出模块和仪表, 不影响抗爆结构的控制室 (机柜间) 内的控制模 块,仍然可以实现受影响单元上 /下游工艺的有序 停车;恢复生产时,也只要与毁坏的工艺设备、管 道同步替换局部的仪表、输入 /出模块即可。控制 系统网络拓扑见图 1。
涉及甲、乙类火灾危险性的生产装置控制室、 交接班室原则上不得布置在装置区内,确需布置 的,应参 照 《石 油 化 工 控 制 室 抗 爆 设 计 规 范 》 (GB50779—2012),在 2020年 底 前 完 成 抗 爆 设 计、建设和加固。
(2) 《石油化工企业设计防火标准 (2018年 版)》 (GB50160—2008)。
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虽然大多数厂家的电子布线 I/O已取得防爆认
证,可以直接在甲、乙类车间爆炸危险性气体环境现
场安装使用,但在实际应用中,发现在精细化工项
目甲、乙类车间现场安置电子布线 I/O存在不方便:
(1) 现场输入 /出模块与设置在控制室 (机柜
间) 的控 制 模 块 之 间 采 用 冗 余 通 讯 网 络,但 在 车
5 结语
本文针对煤化工项目副产品的硫回收装置的建 筑设计要点加以总结,希望能指导建筑设计人员迅 速掌握设计要点,不犯方案性错误,同时,对设备 布置和总图设计提供合规性帮助。
[2] GB50160—2008(2018年版), 《石油化工企业设计防火标 准》 [S].
[3] SH/T3017—2013,《石油化工生产建筑设计规范》 [S]. [4] GB507792022,《石油化工建筑物抗爆设计标准》 [S]. [5] SH/T3175—2013, 《固 体 工 业 硫 磺 储 存 输 送 设 计 规 范 》