上海乙烯总体规定中文.docx

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上海乙烯总体规定中文

7.7自控

7.7.1适用范围

（1）本规定适用于中外合资上海石化90万吨/年乙烯工程仪表、控制、工厂信息管理系统的设计、采购和安装。

（2）本规定包括仪表、控制、信息管理系统设计的最低技术要求。

7.7.2设计基础

（1）仪表、控制、工厂信息管理系统的确定

1）乙烯工程设置一个中央控制室，在中央控制室内设置分散控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、火灾及气体检测系统（F&GS）、操作站和辅助站等人机接口，对乙烯、丁二烯抽提、芳烃抽提、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈等工艺装置，公用工程及辅助设施进行控制、操作和管理。

2）在中央控制室内设置过程计算机系统（PCS）用于实施各装置先进过程控制（APC），乙烯装置实时优化；上位计算机系统（HCS）用于实施工厂信息管理系统、工厂维护信息系统，实验室信息系统，经营管理信息系统等。

3）在中央控制室内还设置动设备数据采集系统、操作数据管理系统、在线分析仪管理及数据采集系统、罐区数据采集系统、设备健康监视系统、设备包控制系统、公用工程及辅助设施控制管理系统、仿真培训、健康安全环保（HSE）监视系统、视频系统、对讲系统、闭路电视系统、电话通信系统。

4）乙烯、丁二烯抽提、芳烃抽提、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈等工艺装置、公用工程及辅助设施将分别设置现场控制站，在现场控制站内设有DCS、ESD、F&GS等过程控制单元，数据采集及各种机柜，UPS电源及空调等。

5）紧急停车系统（ESD），火灾及气体检测系统（F&GS）应选择双重化或三重化PLC系统。

ESD、F&GS系统独立于DCS系统，并能与DCS进行通信。

6）现场安装仪表采用智能型电子式仪表，采用4~20mA模拟信号或现场总线方式送到DCS系统，采用4~20mA模拟信号送到ESD系统。

7）在危险区内安装的全部电子式仪表及装置应符合该区域的防爆要求，采用本安型或隔爆型。

8）全部现场安装的电子仪表及装置应采用耐气候型IP65防护等级。

（2）环境条件

1）温度

最高温度：

38.3℃

最低温度：

-10.1℃

2）相对湿度

最高相对湿度：

86％

最低相对湿度：

78％

（3）仪表电源

1）DCS、ESD、火灾和气体检测系统（F&GS）、各种数据采集系统、过程计算机系统（PCS）、上位计算机系统（HCS）、仿真培训系统、现场仪表、随机仪表系统等均采用不中断电源系统（UPS）供电。

2）电源电压220VAC±10%50HZ±0.5HZ

24VDC

3）UPS电源装置在AC电源发生故障时，能连续供电30分钟。

4）各装置仪表电源容量

UPS容量（KVA）IPS容量（KVA）

中央控制室

乙烯

芳烃抽提

丁二烯抽提

聚乙烯

聚丙烯

苯乙烯

聚苯乙烯

丙烯腈

公用工程及辅助设施

●动力中心

●给排水

●空压站及供氧

●火炬

●液体罐区

●装卸站（汽车、火车、船）

●聚合物仓库

（4）仪表气源

1）各生产装置、公用工程及辅助设施仪表用空气由全厂空气压缩机站提供。

2）仪表空气

压力：

0.75MPa（G）（界区处）

露点：

　-40℃（常压）

温度：

常温

含油量：

<1mg/m3

3）仪表空气用量

正常（Nm3/h）最大（Nm3/h）

乙烯

芳烃抽提

丁二烯抽提

苯乙烯

聚苯乙烯

聚乙烯

聚丙烯

丙烯腈

公用工程及辅助设施

●动力中心

●给排水

●空压站及供氧

●火炬

●液体罐区

●装卸站（汽车、火车、船）

●聚合物仓库

4）在空压站紧急停车情况下，应能连续提供20分钟的仪表空气。

（5）测量单位

按SI制计量标准执行

1）流量：

液体kg/h、t/h、m3/h

蒸汽kg/h、t/h

气体Nm3/h

2）液位：

mm、%

3）压力：

Pa、kPa、MPa

4）密度：

kg/m3、kg/Nm3

5）温度：

℃

6）成份分析：

ppm、%（wt、vol）

7）酸碱度：

pH

8）导电度：

μs

9）动力粘度：

mPa.s

10）运动粘度：

st

11）速度：

r.p.m

（6）标准和规范

1）AmericanNationalStandardInstitute（ANSI）

ANSI-MC96.1TemperatureMeasurementThermocouples

ANSIB16.5PipeFlangeandFlangedFittings

ANSIB16.104ControlValveSeatLeakage

ANSIB1.20.1PipeThreads

ANSIB16.36SteelOrificeFlanges

ANSIB16.10FacetoFaceandDimensionsofFerrousValves

ANSI/ISA12.13PerformanceRequirementsforCombustibleGasDetector

ANSI/ISA92.0.01PerformanceRequirementsforH2SDetector

ANSI/ISA92.02.01PerformanceRequirementsforCODetector

2）AmericanPetroleumInstitute（API）

API-RP-526FlangedSteelSafetyReliefValves

API-RP-550ManualonInstallationofRefineryInstrumentsandControlSystems

API-RP-551ProcessMeasurementInstrumentation,Level&Pressure

API-RP-521GuideforPressureReliefandDepressurizingSystem

API-RP-670Vibration,AxialPositionandBearingTempMonitoringSystem

API-MPMSChapters5&6TurbineandPositiveDisplacementMeter

3）AmericanSocietyofMechanicalEngineers（ASME）

ASMEMFC-3M,7MVenturis

ASMEMFC-6MVortexmeters

ASMEMFC-10MMethodofEstablishingInstallationEffectsonFlowmeters

ASMEMFC-11MCoriolisTypeInstruments

ASMEMFC-16MElectromagneticFlowMeasurements

4）DeutscheIndustryNorm（DIN）

DINV19250ProgrammableSafetySystem

DINVVDE0801ProgrammableSafetySystem

5）InternationalElectrotechnicalCommissionStandards（IEC）

IEC60079SelectionandInstallationofElectricalEquipmentinHazardousAreas

IEC60529ClassificationofDegreesofProtectionProvidedbyEnclosures

IEC60801ImmunitytoElectromagneticInterference

IEC60751RTDTemperatureElements

IEC60584Thermocouples

IEC61131ProgrammableControllers

IEC61000-6ElectromagneticCompatibilityandRadioInterference

IEC61285ProcessAutomationSafetyofAnalyzer-Houses

IEC61508FunctionalSafetyofelectrical/electronic/programmableelectronicsafety-relatedsystem

6）InstrumentSocietyofAmerican（ISA）

ISAS5.1InstrumentationSymbolsandIdentification

ISAS5.2BinaryLogicDiagramsforProcessOperation

ISAS5.3GraphicSymbolsforDistributedcontrol/ShareddisplayInstrumentationLogicandComputerSystem

ISAS5.4InstrumentloopDiagrams

ISAS5.5GraphicSymbolsforProcessDisplays

ISAS75.01FlowEquationsforSizingControlValves

ISAS75.03Face-to-FaceDimensionsforFlanged

ISAS75.04Face-to-FaceDimensionsforFlanged

ISAS75.12Face-to-FaceDimensionsforFlanged

ISAS75.15Face-to-FaceDimensionsforFlanged

ISAS75.16Face-to-FaceDimensionsforFlanged

7）InternationalStandardOrganization（ISO）

ISO5167-1Measurementoffluidflowbymeansoforificeplates,nozzlesandventrisinsertedincircularcross-sectionconduitrunningfull

8）NationalElectricalManufacturersAssociation（NEMA）

ICS6EnclosuresforIndustrialControlandSystem

9）NationalFireProtectionAssociation

NFPA72NationalFireAlarmCode

10）中国标准规范

SH3063-1999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范

GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力设计规范

GB50160-99石油化工企业设计防火规范

GB50116-92火灾自动报警系统设计规范

7.7.3设计原则

（1）中央控制室包括主控制室、操作员交接班室、机柜室、UPS室、过程计算机（PCS）室、上位计算机（HCS）室、值班经理室、工程师室、培训室、电信室、火灾报警室、空调机室、会议室、更衣室、餐厅、活动室、接待室、卫生间等。

中央控制室应位于所有生产装置的爆炸、火灾危险区域之外。

中央控制室设有温度和湿度控制。

中央控制室设计成世界级水平。

（2）每个生产装置、公用工程及辅助设施单元设现场控制站，应布置在爆炸危险区外；现场控制站应是抗爆结构。

现场控制站应设有空调，正压通风，以防止可燃气体进入。

现场控制站不配备操作站

现场控制站设置如下：

面积（m2）数量

乙烯

芳烃抽提

丁二烯抽提

聚乙烯

聚丙烯

苯乙烯

聚苯乙烯

丙烯腈

公用工程及辅助设施

（3）分散控制系统（DCS）

各工艺装置、公用工程及辅助设施用DCS系统的人机接口，操作站、辅助操作站、工程师工作站等设置在中央控制室里。

各工艺装置、公用工程及辅助设施用DCS系统的过程控制、数据采集单元等均设置在各个现场控制站里。

过程控制站的中央处理单元（CPU）、控制用I/O卡、电源单元、通信系统等应冗余配置。

中央控制室与现场控制站数据通信采用双冗余光纤电缆。

DCS系统应能与ESD系统、F&GS系统、PCS系统、HCS系统、实验室信息系统、电力监控系统及数据采集系统等进行通信，通信总线应是冗余的，通信协议应是标准化开放。

（4）紧急停车系统（ESD）

ESD系统应采用双重化或三重化的可编程序逻辑控制器，应独立于DCS系统，应能独立完成紧急停车和安全联锁保护功能。

ESD系统应能与DCS系统通信，在DCS操作站或辅助操作台上显示报警，ESD系统的紧急停车按钮采用硬线连接到CCR的ESD接口，再用双冗余光缆通信到现场控制站的ESD系统，该光缆通信必须非常可靠安全。

ESD系统应设计成故障安全型。

（5）火灾和气体检测系统（F&GS）

F&GS系统应采用双重化或三重化的可编程序逻辑控制器，独立设置。

应独立完成火灾和可燃气体检测、报警和保护功能。

F&GS系统应能与DCS系统通信，在专用的CRT或辅助操作台上显示报警。

在现场控制站里设置火灾报警盘，采用冗余光缆通信到中央控制室火灾和气体检测系统。

（6）随机仪表控制系统

随机仪表控制系统应与主装置水平一致。

控制系统由DCS集成，紧急停车及安全联锁由ESD系统集成，专用检测和控制系统由制造厂成套提供。

（7）先进过程控制和实时优化

工艺装置应采用先进过程控制；乙烯装置采用实时在线优化。

由DCS系统和过程计算机系统完成先进过程控制和实时优化。

（8）上位计算机系统（HCS）

上位计算机系统完成工厂信息管理系统、工厂维护信息系统、实验室信息系统等功能，能支持工厂局域网络用户，在企业内或上海、北京、伦敦指定地方通过网络访问。

（9）现场仪表

1）全部现场仪表选用智能型电子式仪表。

现场安装的电子仪表及装置应满足相应防爆区域的要求，通常选用本安型或隔爆型。

防护等级IP65。

2）所有常规控制均应通过DCS系统过程控制站来完成，在工程设计时研究采用现场总线。

3）对于安全或可靠性要求高的场合，检测仪表应采用“三取二”或“三取中”冗余。

4）进出界区的计量仪表应选用高精度流量计，液体装卸计量选用比贮罐计量更好的仪表。

5）调节阀主要采用气动薄膜式或气缸执行机构，调节阀附件应成套提供。

6）在线分析仪间应成套提供，包括分析仪表、样气处理器、载气、标准气等。

7）从现场到现场控制站，从现场控制站到CCR的电缆、光缆原则上架空敷设。

（10）通信数据系统

1）通信数据系统包括企业广域网络（E-WAN）、工厂局域网络（P-LAN）、控制局域网络（C-LAN）、通信系统。

2）控制局域网络（C-LAN）分为二个系统：

系统1：

乙烯、丁二烯抽提、芳烃抽提、丙烯腈、公用工程及辅助设施等

系统2：

聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、聚苯乙烯、公用工程及辅助设施等

3）控制局域网络系统包括DCS系统、ESD系统、F&GS系统、电力监视系统、旋转设备数据采集系统、操作数据管理系统、在线分析仪管理及数据采集系统、罐区数据采集系统、设备健康监视系统、设备包控制系统、先进过程控制系统、公用工程及辅助设施控制管理系统。

4）控制局域网络能与工厂局域网络进行通信。

7.7.4工作范围划分

（1）各装置、公用工程及辅助设施用仪表、控制及信息管理系统工程设计应包括现场仪表、随机仪表及控制系统、DCS系统、ESD系统、火灾和气体检测系统、电力监视系统、旋转设备数据采集系统、罐区数据采集系统等。

现场分析室、现场控制站、仪表安装材料（包括现场控制站到中央控制室电缆、光缆等材料）。

（2）各装置、公用工程及辅助设施用仪表及控制系统投资估算范围包括现场控制站、现场仪表、随机仪表及控制系统、现场控制装置、仪表安装材料（包括现场控制站到中央控制室电缆、光缆等材料）。

（3）控制系统及工厂信息管理系统统一选型，其中包括DCS、ESD、F&GS、PCS、HCS、各个数据采集系统等，应用软件组态、APC软件、实时优化软件、各种管理软件等。

（4）合资工厂设仪表维修车间，负责日常维护，中、大修依托社会解决。

（5）各装置及公用工程仪表及控制系统设计应提供仪表空气、仪表电源、仪表电伴热等要求。

7.7.5中外合资上海石化90万吨乙烯工程是世界级石油化工企业，中国石化、上海石化、BP决定合资工厂设一个中央控制室，控制系统、工厂信息管理系统，企业资源计划统一考虑，分步实施。

合资工厂将由世界著名的，在乙烯等大型石油化工联合企业有经验的DCS制造厂商提供项目集成、硬件、软件、工程项目管理及技术支持，特别是在中国有好的技术支持和服务中心。