自动控制及仪表设计说明

10.5.2
控制室设置 中心控制室（CCR)
第三卷
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仪表
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中国五环 工程有限公司
初步设计
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设计说明书
10.1
设计依据 本设计为内蒙古华锦化工有限公司年产 50 万吨合成氨、80 万吨尿素项目的仪表专业
初步设计，设计依据为设计实施计划、工程设计首次工程会会议纪要等的相关内容要求。 10.2 设计采用的标准、规范 本设计主要遵循的标准和规范如下： 《过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号》 《自动化仪表选型设计规定》 《控制室设计规定》 《仪表供电设计规定》 《仪表供气设计规定》 《信号报警、安全联锁系统设计规定》 《仪表配管配线设计规定》 《仪表系统接地设计规定》 《仪表及管线伴热和绝热保温设计规定》 《分散型控制系统工程设计规定》 《化工装置自控工程设计规定》 (包括文件编制、设计深度、典型图表等) 《自控安装图册》 《自动化仪表工程施工及验收规范》 HG/T 21581-2010 GB 50093-2002 GB/T 2624.1~4-2006 HG/T 20505－2000 HG/T 20507－2000 HG/T 20508－2000 HG/T 20509－2000 HG/T 20510－2000 HG/T 20511－2000 HG/T 20512－2000 HG/T 20513－2000 HG/T 20514－2000 HG/T 20573－95 HG/T 20636～20639
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工艺装置（空分装置、合成氨装置、甲烷蒸汽转化装置、低温甲醇洗装置、液氮洗装置， 硫回收装置、尿素装置及尿素大颗粒装置）进行集中监控和操作。按照工艺控制和生产 操作的要求设置不同的操作区域；控制站布置在中心控制室（CCR)或现场机柜室（FAR)， 操作站布置在中心控制室（CCR)的操作室，在操作站的中间并排布置辅助操作台，工程 师站布置在中心控制室（CCR)的工程师站室。其中空分装置及硫回收装置设现场机柜室 （FAR），FAR 内设置少量 DCS 操作站与工程师站，用于现场调试、开车及系统维护等。 中心控制室（CCR)设置 2 套全厂性的 DCS 工程师站，用于系统正常的维护、管理,设置一 台 ESD 工程师站，用于整个 ESD 系统的日常维护和检查。在系统调试、装置开停车和正 常操作阶段， 操作人员可以使用现场操作员站操作、 监视工艺过程等； 各现场控制室 （LCR） 及现场机柜室 （FAR)与中心控制室 （CCR)之间采用双冗余光缆连接， 光缆的敷设采用 “一 天一地”的方式，即一组架空走管廊在仪表桥架中敷设，一组埋地走地沟或直埋在地表 面下敷设。 除中心控制室（CCR)外，在某些生产装置或区域(煤气化装置和动力站及水处理 装置)分别设置现场控制室 （LCR)， 现场控制室 （LCR)布置安装各区域相应的系统控制站、 I/O 柜和端子柜，设置现场操作员站，现场信号电缆均引入到各自现场控制室（LCR)。 其控制系统与中心控制室（CCR)通过同轴电缆或光缆进行通讯。 本项目的主要工艺装置采用分散型控制系统（Distribution Control System-DCS）、紧急停车系统（Emergency shutdown System-ESD）、可燃气体/有毒气 体检测系统（Flammable/Toxic Gas Detection System-GDS）对装置的生产过程进行集 中监控。装置的紧急停车和安全联锁系统由独立设置的紧急停车系统（ESD）实现，装置 工艺过程联锁由 DCS 的逻辑功能完成，为了方便操作和对突发事件的应急处理，在位于 控制室的辅助操作台上设置重要信号的联锁报警灯屏以及联锁复位按钮和紧急停车按钮 等辅助设施。可燃气体/有毒气体检测系统（GDS）不采用独立的控制系统，气体检测信 号直接进入 DCS 系统，采用独立的卡件，在中心控制室（CCR)内设置 1 台独立的操作站， 监控全厂所有可燃气体、 有毒气体报警画面。 各装置 DCS 操作站可以调用相关装置的 GDS 系统画面。
《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 GB50483-2009
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10.3
设计范围及分工 本说明适用内蒙古华锦化工有限公司年产 50 万吨合成氨、80 万吨尿素项目的自动控
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至电气二次控制回路。对重要参数采取 2 取 2、3 取 2 逻辑运算后，触发联锁系统。流量 信号在进入 ESD 时应考虑温压补偿的影响。 监控要求不频繁的非关键过程变量，采用就地显示和控制；要求在开车过程中监 视或仅需现场观察的过程变量，采用就地显示；必须现场操作的设备，采用就近安装的 仪表盘或控制箱对其进行监控。 测量控制点的设置除满足本装置控制要求外，还根据各级计量、成本核算的需要 设置检测点。设置必要的能源消耗、原料、中间产品和最终产品的计量仪表，其精度符 合本行业有关规定的要求。 另外， 控制系统的配置将考虑为实施操作人员仿真培训系统 （Operator Training Simulator-OTS） 提供基础。 操作人员仿真培训系统由业主有关部门负责进行规划和实施。 目前，仪表设备管理系统(AMS)逐渐纳入信息管理网络而成为新型管理模式。通 过设置仪表设备管理系统(AMS)对装置 DCS、ESD、PLC 或其它控制系统向连接的现场智能 仪表、阀门定位器或其它现场智能设备进行管理。其功能包括与基于 HART 协议的现场智 能仪表、阀门的诊断；和工厂其它系统的数据交换。全厂所有生产装置、公用工程的现 场仪表的实际规格、诊断信息等数据全部可以在 AMS 站上方便地查询和管理；对现场仪 表提供与诊断和远程校验，节省维护工作量。本项目拟采用通过 DCS 系统的 I/O 接口与 现场智能仪表设备（HART）进行通讯，不采用外配数据采集设备的方式，把与 DCS 相关 的现场智能仪表设备信息采集到 AMS 系统中进行管理。ESD、ITCC 等其它控制系统部分 的 HART 信号由相应系统配置 HART 信号采集器，通过 RS485 接口接入 DCS 系统。AMS 系 统的最终方案由业主确定。 本设计提供的仪表和控制系统将保证生产装置的正常、稳定、安全、可靠运行以 及在异常情况下的安全保护，满足各生产装置对仪表和控制系统的要求。全厂的自动化 水平达到国内同类型装置的先进水平。
《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定》 《管法兰和法兰管件》 《化工工厂初步设计文件内容深度规定》
GB 50058-1992 HG20592~20635-2009 ASME B16.5-2003 HG/T200688-2000
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动力站采用 DCS 系统、 锅炉炉膛火焰安全监测系统(FSSS)对动力站的生产过程进 行集中监控，设置独立的热电站控制室。 大型机组（如离心式压缩机、蒸汽透平）的控制采用机组综合控制系统（ITCC）， 完成压缩机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、联锁保护等功能，并与装置 的 DCS 进行通讯。机组控制系统采用三重化或双重化的冗余、容错系统。对于机组控制 较简单的装置(如往复式压缩机)，机组的监控由装置的 DCS 完成，机组的安全联锁保护 由 ESD 完成。 水处理系统（包括原水净化站、除盐水站、循环冷却水站、回用水站、废水提浓、 浓盐水蒸发器等）单独设置就地岗位控制室，采用带显示终端的现场智能型远程 I/O 系 统与 PLC 系统相结合的方式对装置的生产过程进行集中监控,水处理集中控制室设置在 除盐水站。辅助生产设施（合成氨罐区、酸碱站等）设置现场操作间，采用 PLC 系统对 辅助生产设施的运行进行监控。 对于需要就近监视和操作的单台工艺设备将由设备制造厂成套提供就地控制盘 (LCP)，利用 LCP 进行就近监视和操作。LCP 配置与 DCS 的通讯接口，或通过硬接线将重 要监视参数送至 DCS。 考虑现场智能型远程 I/O 系统与 PLC 系统的使用， 各装置采用的 DCS 系统预留与 网络通讯及第三方控制设备通讯的接口，支持现行主流通信协议（如 TCP/IP 等）。随装 置或设备成套提供的控制系统和仪表，采用目前较先进的控制系统和仪表，具有与中心 控制室（CCR)DCS 通讯的能力，采用冗余串行通讯接口 RS485（MODBUS RTU 协议）的方 式进行。若为同一家公司产品，则可以考虑采用全厂集成控制系统，实现平台共享。同 时，DCS 设置网络接口可与上位机的通讯联网，通过光缆实现全厂内网络通讯，使有关 人员及时了解各装置的操作数据及生产负荷，以便对全厂的产品产量、原料消耗进行统 一调配管理，形成了全厂完整的综合信息管理系统。 电气系统与 DCS 系统之间的信息交换采用硬接线方式，现场电机、马达等电气设 备的电机电流、开停状态等运行参数在 DCS 系统上显示，正常状态下的联锁控制在 DCS 系统上完成。对关键设备的紧急停车联锁则在 ESD 进行逻辑运算后，采用硬接点方式送
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第十章 自动控制及仪表设计说明
参见HGT 20637.6-1998 仪表技术说明书的编 制.pdf
Q/WH PIM-A41 附录 A
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初步设计 说 明 专业负责人 部门主任/主任工程师 日 期
制及仪表设计。主要说明各生产装置对仪表和控制系统的要求、生产过程的自动化水平、 主体仪表和控制系统设计原则、控制室设计要求、为保证操作人员和生产装置的安全采 取的技术措施、仪表的防护及抗干扰措施、仪表动力源的要求、以及随设备成套供应的 仪表及控制系统分工范围。 本项目主要包括的生产装置有：空分装置、煤气化装置、合成氨装置、尿素装置、公 用工程和辅助生产设施等。 我公司承担的设计范围为：空分装置，尿素装置，合成氨装置内的合成气压缩工序、 氨合成工序、冷冻工序、氨压缩工序、甲烷蒸汽转化工序，公用工程包括原水净化站、 循环冷却水站、除盐水站、回用水站、浓盐水蒸发、废水提浓、动力站等，以及辅助生 产设施的合成氨罐区。 赛鼎公司承担的设计范围为：煤气化（包括备煤、型煤）、一氧化碳变换、酸性气体 脱除、气体精制、硫回收等。 10.4 引进特殊仪表说明 现场仪表立足于国内市场，优先采用国外引进生产线或合资厂制造的，能满足性能要 求的产品。重要控制阀（如高压调节阀、特殊调节阀、联锁切断阀）、流量计、分析仪、 安全栅、DCS/ESD/ITCC 控制系统等仪表设备采用进口产品。凡进口计量器具需按规定取 得国家技术监督局的《中华人民共和国计量器具型式批准证书》。 10.5 装置自动化水平 10.5.1 控制方式 本设计遵循“技术先进、经济合理、运行可靠、操作方便”的原则, 根据工艺装 置的生产规模、流程特点、产品质量、工艺操作要求，并参考国内同类型装置的自动化 水平，对主要生产装置实施全厂集中管理，装置集中监控；对辅助装置实施装置集中监 控。全厂设置中心控制室（CCR)，内设各生产装置正常操作所需的操作站，对全厂主要