天然气管道系统安全保护.doc

天然气管道系统安全保护
1. 系统保护
(1) 管道保护系统
管道保护系统必需进行分级设置，并确定优先顺序。例如，部分单体设备应单独采纳本地保护措施，以保护其自身系统；通过站控系统和安全系统来对整个场站设施进行保护；按照管道系绑保护原则，通过SCADA系统对整个管道系统进行保护。SCADA系统监控整个系统的异常状况或威胁系统完整性的状况，如果控制中心操作员没有采纳任何措施，SCADA系统可自动采纳保护措施确保整个管道系统的安全。
保护系统的逻辑至关重要，在管道系统出现问题时，不能简单地通过停止设备或关闭阀门来解决，这样可能会增加问题的严重性而不能消除问题。
此外，还应合计SCADA远控失效状况下的系统保护。如果SCADA系统不能正常下发控制命令来保护系统或找出问题时，本地保护系统应该能够控制和保护现场设备。如果站控PLC或RTU与控制中心通讯中断，站控PLC或RTU可自动推断出通讯中断，并能够自动由远控方式切换到站控控制方式。
(2) 调控中心
在整体系统保护理念下，安全始终是运行及控制原则中首要合计的问题，要实现安全第一的目标，调控中心应执行以任务：
① 对整个系统按以往操作历史进行评估，并对操作的复杂程度进行分级；
② 应合计使用PLC作为本地过压自动保护系统的控制器。PLC对检测压力进行处理，并按照预先编制的控制逻辑自动向过压控制设备发出控制命令；
③ 在每个场站应设置站控人机界面(HMI)，便于本地维护人员和站控PLC之间交互；
④ 应采纳积极的态度，借助自控系统硬件和软件防止系统发生过压状况，而不是在系统发生过压后再作出反应；
⑤ 应合计在上游和下游站采纳压力设定值的方式，保护站间系统。
(3) 站控系统
站控系统至少应具有以下功能：
① 通过站控PLC对站的设备和工艺参数进行监控，包括压力、温度、流量、燃料气、空压机、火灾、可燃气体检测及站内压缩机、阀门、分开器运行状态等。
② 与压缩机组控制盘进行通讯，进行设置点控制和报警显示。
2. 安全保护
输气站的紧急停车系统(ESD)包括压缩机组的ESD系统(或其他单体设备ESD系统)和站场ESD系统。压缩机组的ESD系统用以完成压缩机组安全的逻辑控制，站场的ESD系统用以完成输气站安全的逻辑控制。ESD系统动作可手动(调度控制中心、站控制室中的ESD手动按钮、工艺设备区现场的ESD手动按钮、压缩机组的ESD手动按钮)或自动(站场ESD系统或压缩机组的ESD系统信号)触发。无论ESD命令从何处下达及SCS(站控系统)或UCS(单元控制系统)处于何种操作模式，ESD控制命令均能到达被控设备，并使它们按预定的顺序动作。所有ESD系统的动作将发出闭锁信号；在未接到人工复位的命令前不能再次启动。
ESD系统设备一般应由UPS供电。
(1) 压缩机组的ESD系统
压缩机组的ESD系统是压缩机UCS中独立的系统，该系统在以下任一信号发出时，将使正在运行的压缩机组按预定的程序停车，并自动关闭压缩机组的进出口阀，关闭燃料气供给系统等。ESD系统的启动主要包括以下信号：
① ESD按钮动作；
② 接到调度控制中心或SCS的ESD命令；
③ 压缩机组或燃气发动机轴振动超高报警；
④ 空冷器振动超高报警；
⑤ 压缩机组或燃气轮机轴承温度超高报警；
⑥ 润避系统故障；
⑦ 压缩机机罩火焰探测器报警。
(2) 站控制系统的ESD系统
站控制系统的ESD应单独设置。在以下任一信号发出时，ESD系统将按预定的程序停车，并关闭进出站阀，打开站内放空阀使站内凹凸压分别放空，待进出站压力平衡后打开越站阀使天然气走越站流程。主要信号有：
① ESD按钮动作；
② 接到调度控制中心的ESD命令；
③ 两个及两个以上可燃气体浓度探测器检测到可燃气体浓度超过最低爆炸下限的40%；
④ 两个及两个以上压缩机厂房火焰探测器报警；
⑤ 经确认的输气站内重要设施发生火灾；
⑥ 站场ESD与压缩机组ESD(或其他单体设备ESD)具有连锁功能，当站场ESD启动时，压缩机组ESD自动启动。
场站至少安装两个ESD按钮，执行紧急关站。ESD按钮应硬接线到站ESD系统。站ESD系统应独立于站控系统。所有ESD按钮状态都应在站控系统显示。ESD系统在维护和测试时可被屏蔽，并在站控显示ESD系统的屏蔽状态。