多套煤化工DCS的集中供电方案设计.pdf

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1、山东化工·108·SHANDONGCHEMICALINDUSTRY2015年第44卷多套煤化工DCS的集中供电方案设计于晓辉(中海油山东化学工程有限责任公司，山东济南250101)摘要：以某煤化工企业搬迁多套DCS至一个控制室的集中供电为例，通过增加有限的设备、改变供电方式和接线方式等手段，集成了一个可靠性更高的供电系统，用于对搬迁后多套DCS系统的集中供电。关键词：DCS；UPS；可靠性；集中供电中图分类号：TN86文献标识码：B文章编号：1008-021X(2015)13—0108-02山西某煤化工生产企业近十

2、年来经技术升级和扩产改技术参数见表1，其中，UPS1电源为1#DCS系统供电，UPS2造，已陆续投入多套DCS系统用于生产过程控制，并分别为电源为2#DCS系统供电，依次类推。之配套了1台UPS电源以保证DCS系统供电的可靠性。目表1各UPS电源主要技术参数前，该企业正在进行节能降耗技术改造，准备将其中的4套DCS系统及其UPS电源整体搬迁至新建的中心控制室，并且出于利旧地考虑，要求将原有的UPS电源集成为一套集中供电系统为搬迁后的各DCS系统供电。本文通过对各DCS系统供电方案的介绍和可靠性计算，增加了输入、输出

3、电源柜后，提出可靠性更高集中供电系统的设计方案及改进方案，用以保证搬迁后的各DCS系统能够1．2集中供电系统初步方案长期安全稳定地运行。根据文献¨的假定：UPS的平均故障率是20年1次，修1集中供电系统方案复时间1h，市电的故障率是5年1次，修复时间2h，静态旁路1．1简介切换故障率是20年1次，修复时间1h，得到UPS的可靠性r，0I#17CS系统=0．999994863；同理，可计算得到市电的可靠性r：=_lfL三f；．—馥Lf而面；0．999954338。因此，UPS的可靠性比市电的可靠性要高一ll乜个数量级

4、。为了简便下文的计算与对比，假设r。=0．999，r2UPS⋯J源}源f枢l负=0．99，可做出图1和图2原理的供电可靠性模型图，分别I{’拔。’一匝圃如图3和图4所示。1!图1单UPS供电原理电源1#：2~／3#／4#B～⋯J●_j_．～～～一一电I双l单电{图3单UPS供电可靠性模型图I电源{源柜l负I载I单电i电源2#lT图2一路UPS和一路市电并联供电原理该企业新建的中心控制室配有2路主电源，三相，380V．AC，分别是取自企业内不同电气低压母线的独立供电回路。图4一路UPS和一路市电并联供电可靠性模型图准

5、备搬迁的I#DCS系统是企业早期投入使用的控制系统，其可得单UPS供电系统的可靠性R。为：Rl=r1=O．999供电原理如图1所示；后经多次检测，企业内部的供电电压和频率都比较稳定，能够满足DCS的运行要求，故后期的2#、一路UPS和一路市电并联供电系统的可靠性R：为：3#~,4#DCS系统的供电原理如图2所示。各UPS电源的主要R2=1一(1一r1)×(1一r2)=l-0．001×0．01=0．99999收稿日期：2015—04—10作者简介：于晓辉(1979一)，山东海阳人，硕士学位，中级工程师，从事石油化工自

6、控设计工作。第13期于晓辉：多套煤化工DCS的集中供电方案设计·109·R：比R。高了两个数量级，即采用一路UPS和一路市电和4#DCS系统可以采用双UPS电源并联供电的方案(如图6并联供电的可靠性比采用单UPS供电的可靠性高两个数量所示)，假设2台UPS的可靠性相等，做出图6的供电可靠性级。因此，把图1所示的I#DCS系统的单UPS供电方案改造模型图(如图7所示)，计算可得双UPS并联供电系统可靠为图2所示的并联供电方案，这样可提高I#DCS系统供电的性R3为：可靠性。根据各DCS系统的实际负载，重新设计了输入供

7、电^I一0一r=1—000lx0．O01：0．999999柜和输出电源柜后，做出的集中供电系统初步设计方案如图5所示。LJPSl输输l负载入出电UPS2供电源电源UPS3————1————1l#柜柜————l图7双UPS并联供电可靠性模型图UPS4比又高了1个数量级，即采用双UPS并联供电的l负可靠性比一路UPS和一路市电并联供电的可靠性高一个数载一负载ll负载#}_llJl负载lIl季负载#抖量级，同时，UPS2或UPS4的负荷依然不超过70％，却使得集中供电系统的供电可靠性提高了一个数量级，改进后的集中输输3负

8、载}lI供电系统如图8所示。电入出二工二二=l供电源电源电2薛柜柜源————l负载1#图5集中供电系统初步方案负载}}：代表双电源负载，如控制站、服务器等。用I路UPS电源和I路市电分别给双电源负载的两个输入端供电，只要有一路电源正常工作，则DCS系统的双电源负载就能正电常运行。负载：代表单电源负载，如操作站、交换机等。用I路源UPS电源和1路市电分别给半数