总决赛 | 第四届定华杯优秀论文十强诞生，平板大奖花落谁家？
▲动动小手，选出你最喜欢的论文吧~
"为了推进危化品企业生产过程中安全技术的发展，加强预防和控制安全事故的发生，继续提升行业本质安全水平，仪表圈发起了第四届定华杯“生产过程安全技术应用有奖征文”活动，截止12月25日，总计收稿近百篇，评选出了10篇优秀论文，优秀论文有哪些值得我们学习？最终谁可以获得圈友最喜爱论文奖，实现荣誉、奖品双丰收？让我们一起往下看~
圈友最喜爱论文奖：扫码阅读，阅读量最多的论文胜出，时间截止1月5日12:00。"
1、《尿素成品包装转运控制系统的设计与实现》
崔红林
“作者简介：崔红林，江西心连心化学工业有限公司项目部自控工程师，从事仪表工作17年，负责参与公司技术导则的编制，对煤化工仪表的选型、故障处理有着丰富的经验。
精彩片段赏析
二、尿素成品包装转运控制系统的硬件设计
1、DCS系统硬件配置
DCS系统选择浙江中控ECS-700控制系统，控制器选用FCU712并配置COM723 PROFINET通信卡件，IO卡件的选择根据现场实际测点数量预留15％余量，由UPS单路供电电源，避免因意外断电而引起的控制失效，引起不必要的安全恐慌或生产事故。DCS系统柜配置如下图1-2所示：
图1-2 DCS硬件配置图
除系统柜之外，DCS系统还需要配置端子柜，柜内配置安全栅和继电器端子板，用于将开关量控制信号和模拟量信号的隔离。DCS端子柜配置如下图1-3所示：
图1-3 DCS端子柜配置图
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2、《外测液位开关在原油罐区SIS系统的应用及优化策略》
李桂香
作者简介：李桂香，现从事仪控专业管理工作，擅长电气仪表技术；日常工作中善于积累，主持多项QC活动，解决了多个重要技术问题。
精彩片段赏析
3 外测液位开关在SIS系统的应用
3.2液位开关的安装测试
现场安装外测式超声波液位开关探头与变送器，敷设电源电缆和信号电缆，接至SIS柜浪涌保护器和继电器接线端子，接至端子板及IO卡件，完成SIS机柜线路配置。对液位开关上电，确认液位开关在SIS系统人机界面(HMI)中的状态，测试常开/常闭触点的有效性，测试联锁执行端仪表。检查由两台外测液位开关与一台雷达液位计组成的三取二联锁逻辑状态，故障安全型设置，模拟将联锁回路中两台液位开关的常闭触点断开，联锁信号输出，被联锁阀门的执行器执行关闭动作；再模拟将一台液位开关的常闭触点断开，将雷达液位计输出模拟量仿真值，使其满足三取二联锁条件，同样执行联锁动作。SOE记录SIS系统测试全过程详细信息。
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3、《石化企业仪表控制系统常见的安全隐患探析》
李长寿
作者简介：李长寿，安全专家，发表36篇论文，省厅和协会论文比赛获奖7项。
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2.1 安全管理领域典型隐患分析
该企业安全仪表系统表现出的安全管理领域的突出问题主要体现在安全操作规程不规范和安全运行记录不完整等方面。安全操作规程不规范主要体现在安全规程、工艺卡片、DCS控制等3个方面对工艺安全运行参数规定的相互矛盾，更甚者缺少关键性的监控指标，无法实现DCS控制系统对生产装置中的流量、压力、温度等参数的精准控制。如：加氢裂化装置安全操作规程中的工艺指标与实际执行不符，且无变更手续；工艺指标DCS报警上下限设置不合理，系统压力0203-PICA-11202控制指标为“16.3±0.1 MPa”，但DCS高报警值设置为17.17 MPa，报警起不到预期目的。工艺技术文件中有工艺报警台账，但DCS系统中却未进行设置。另一方面，安全运行记录方面的安全隐患数量在安全管理领域占比60%以上，常常表现在运行记录缺少明确的结果、签字，甚至存在错误结论。主要原因表现在相关人员的工作不认真，执行不到位。如：芳烃装置0265-C-801单机试车报警/联锁调试记录，没有明确出调试结果是否合格，缺少监理单位、施工单位签字盖章。220万吨连续重整联锁/PLC回路号0211-C-202调试记录中防喘振阀打开操作项，无确认、复位、调试结果结论。
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4、《聚能型外测液位计在氯乙烯储罐的应用》
杨冬
“作者简介：杨冬，从事仪表工作30年，就职于鄂尔多斯市君正能源化工有限公司，仪电分厂厂长，我热爱仪表工作，我期待能够在未来的学习和工作中不断进步，实现自我价值。
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3.2 聚能型外测液位仪表的测量原理及应用特点
测量原理：聚能型外测液位计主要由外测液位计主机、测量探头和聚能转向器组成。测量探头安装在容器外壁上，不接触罐内介质，发射声呐信号，聚能转向器对声呐信号进行反射，声呐信号沿着垂直液面的方向传播并经液面反射后沿原路返回，测量探头接收回波声呐信号实现测距。平面转向器能改变声呐信号的传播方向，但是在反射过程中会损耗掉大部分能量，对安装工况有一定的要求，聚能 转向器在平板转向器的应用经验和实验数据基础上突破创新，将平面反射改为曲面反射，有效解决反射能量损耗问题，大幅提升信号强度及信噪比，降低安装要求，扩大外测液位计适用范围，提升测量的可靠性和稳定性。图2为聚能转向器、平板转向器原理图。
图2聚能转向器（左）、平板转向器（右）原理图
特点：更可靠，创新的聚能型声呐信号转向器。能将发射能量的绝大部分都聚焦回探头，能量提升数十倍至百倍，增强声呐信号聚集效果确保了可靠测量。适用范围广，可以测量更大粘度液体，受罐底严重沉积影响，可以有效减少气泡、容器内部存在多个干扰装置对测量产生的影响。简单便捷，提供磁吸式和焊接式两种转向器固定方式，结构简单，安装简单便捷。
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5、《浅谈锅炉汽包水位测量系统优化》
张春生
“作者简介：张春生，具有多年从事电力、化工仪表专业从业经历，愿与大家共同分享仪表专业经验。
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2 采用汽包水位内装平衡容器测量汽包水位具有以下特点：
1）精确度高，不受汽包内水欠饱和以及外置平衡容器参比水柱温度变化的影响，从公式(3)可以看出变送器所测得的差压值为汽段参比水柱（饱和水）和相同高度的饱和汽静压之差，这一点与以往的任何一种外置式平衡容器不同，而采用外置式平衡容器测量汽包水位不仅受平衡容器下参比水柱温度变化的影响，而且由于补偿公式是假定汽包内水是饱和状态下推算出来，而实际上汽包内的水是欠饱和的，而且随着负荷变化欠饱和度也是变化的，由此可见，采用内装平衡容器的测量精确度远比外置式平衡容器要高。
2）由于汽包的汽侧取样管上焊接有冷凝罐，可以及时向平衡容器中补充冷凝后的饱和水，因而可以保证锅炉点火不久就可投入汽包水位测量。
3）具有防止内装平衡容器故障的后备措施，当内装平衡容器出现意外时，可将正压表管与冷凝罐的备用正压取样管相连，这样可以方便转换到改进型外置式单室平衡容器继续工作。
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6、《雷达物位计在浓硝酸储罐的应用》
魏舟嵘
“作者简介：魏舟嵘，从事仪表工作20年，就职于甘肃能源靖远煤业集团刘化化工公司，我热爱仪表工作，我期待能够在未来的学习和工作中不断进步，实现自我价值。
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4、在浓硝酸储罐中的应用
4.1改造前过程简述
工况简介：卧式储罐；浓硝酸；操作温度：30~40℃；操作压力：常压。
浓硝酸储罐原设计物位检测仪表为磁致伸缩液位计，因仪表材质耐腐蚀性不高，运行几年后逐渐腐蚀失效，后来改造为雷达液位计。
4.2改造后过程简述
经过改造使用雷达液位计测量后，液位测量准确性和稳定性显著提升。但由于原有储罐开口位置及现状所限，个别罐在进酸过程中液位波动较大，液位测量存在跳动情况，可能存在冒罐情况，造成安全隐患。工作中常见故障如下：
（1）显示值不准确：
-故障描述：雷达液位计测量的液位值与实际液位存在较大偏差，比如显示值明显高于或低于实际液位。
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7、《新型单流阀在油田生产现场中的应用》
李剑
“作者简介：李剑、自动化运维企业专家，长期从事自动化仪器仪表运维工作，参与编写《油田自动化》，《自动化仪表与维护》等多项培训书籍，在仪器仪表应用维护等方面有丰富经验。
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三、新型单流阀研制及应用
综合参考传统单流阀存在的问题，新型单流阀的研制必然需要基于问题着手，在解决问题的同时，尽可能提升单流阀的适用范围、应用效果。
（一）多功能单流阀
多功能单流阀主要是通过防盗丝堵、内置单流阀、底单流阀、三通阀体共同构成[2]。通过在顶部设计防盗丝堵，需要利用专用工具才可以进行拆卸；内置单流阀主要是通过工具插孔、球座、阀球、弹簧以及多孔进水口共同 组成；底单流阀主要是通过阀球、球座共同组成。多功能单流阀主要是通过立式焊接来针对单流阀进行连接，将其安装在井口回压阀门上面，亦或是使用多功能单流阀直接取代回压阀门。对于三通阀体直通管下端位置的底单流阀，主要是选择自由球体形势的阀球，通过重力功能、球座中心孔来发挥封堵的功能。油田生产的进程中，阀球主要是通过介质能量在阀内液体当中进行悬浮，介质主要是从出油口位置直接进入到各个地面管线。处在油井停工，亦或是发生单流阀出口压力高于进口压力的情况下，阀球因为压力、重力影响，其会立即关闭，避免油气倒流的现象发生。对于出油孔，主要采用不规则的结构方式，能够有效避免油田生产进程中阀球堵住出油孔的现象。多功能单流阀内置的单流阀主要是选择弹簧式单流阀，其主要是基于管线会压、弹簧的力量影响下，保持关闭状态，在地面管线扫线的过程中，停井之后并不需要针对井口进行放空卸压，而是通过防盗丝堵专用扳手来进行拆卸，进行管线连接之后，通过水压，克服弹簧和管线回压进入阀内后流入地面管线，这个时候单流阀保持关闭的状态。
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8、《雷达物位计在精细化工的应用》
张宗佑
“作者简介：张宗佑，毕业于四川化工职业技术学院仪表自动化专业，从事仪表专业20余载，目前就职于四川美丰化工科技有限责任公司，仪电车间主任工程师。
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3.4 G80雷达物位计与其他常见物位计应用对比
3.4.1 苯酚贮罐的液位测量
3.4.1.1苯酚部份理化特性
熔点：43℃
沸点：181.9℃
闪点：85℃
燃烧性：易燃
3.4.1.2苯酚贮罐液位计对比使用情况
苯酚贮罐设计为立式不锈钢贮罐，高度8m。贮罐上配备了搅拌装置和氮封装置，操作压力为780Pa；苯酚低于43℃时易凝固，温度在45℃时是液体，为防止苯酚凝固，苯酚储罐内设置蒸汽冷凝液盘管进行加热。原苯酚贮罐的液位测量使用了双法兰差压式液位计，但是使用过程中，工艺操作人员时常会反映测量仪表不准确，测量数值未变化等现像。经过检查判断，在仪表取压的设备引管处，未有效的进行伴热处理，苯酚在低于43℃的情况下凝固，从而影响了仪表的测量。为了避免该类情况的再次发生，决定改变液位的测量原理对贮罐的液位进行测量，在苯酚贮罐的顶部安装定华G80调频雷达物位计，安装调试后，使用效果良好。
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9、《某高压加氢装置中安全仪表系统的设计》
兰天
“作者简介：兰天，就职于中国电子系统工程第四建设有限公司医药工程设计院，主要从事原料药、生物药、精细化工等项目的咨询、设计和施工等相关工作，具有丰富的经验。
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3.1 现场仪表的设计和选择
SIS系统现场仪表包括检测仪表和最终执行元件。在各个SIF回路的PFDavg计算中，检测仪表和执行元件的故障失效概率对SIS系统的可靠性起着决定性作用，各现场检测元件和最终执行元件独立设置。
加氢反应柱温度检测统一采用一体化温度变送器，满足SIL2认证，检测元件为多点铠装铂热电阻，设计温度为0~250℃，防爆等级为ExdIICT4Gb，螺纹安装。温度检测为“1oo2”冗余的逻辑结构，多点热电阻中任意一点的温度超过联锁设定值即可触发联锁，同时兼顾温度变送器的安全性和可用性，避免温度变送器单点故障或加氢反应柱局部失温而误动作造成装置误停车，引发加氢反应的危险事故。
加氢反应柱顶部压力检测采用压力变送器，满足SIL2认证，防爆等级不低于为ExdIICT4Gb，设备口引压安装。
加氢反应柱SIS系统联锁动作的最终执行元件为气动开关球阀，分别独立设置在氢气主管道、异丙醇主管道、冷热媒进出管道、紧急冷却和紧急泄压管道。其中，氢气主管道、异丙醇主管道和冷热媒进出管道开关球阀设计为故障关(FC)，紧急冷却和紧急泄压管道阀门设计为故障开(FO)；在气源故障或阀门断电情况下，阀门可以迅速切断加氢反应柱的进料和冷热媒进出，同时进行紧急冷却和泄压，保证加氢反应柱内温度、压力迅速下降，防止危险进一步扩大，保证高压加氢装置处于安全状态。
气动开关球阀选用金属硬密封阀座，阀门泄漏等级为IV级，带防火垫片和增强型柔性石墨填料，并符合API607或AP6FA火灾安全型。气动执行机构为单作用气缸，加装 250℃熔点的易熔塞；当气缸温度达到易熔塞熔点时，易熔塞融化，气动执行机构内的气体快速泄放，气动执行机构恢复故障位。所有气动开关球阀整体达到SIL2认证。
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10、《外测液位计在液氨球罐中应用》
于世友
“作者简介：于世友，毕业于东北电力大学热动专业。毕业迄今为止从事仪表专业10余载，目前就职于中化长山化工有限公司，仪表车间技术员。
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3 外测液位计在液氨球罐中应用
在液氨的储存与管理中，准确测量液氨球罐的液位高度对于确保生产安全和提高运营效率至关重要。我司合成车间的A氨球罐和B氨球罐，这两个球罐的容量均为927m³，是化工生产中不可或缺的重要设备。然而，在过去，我司在测量这两个球罐的液位时，一直采用的是双法兰差压液位变送器、磁翻板液位计以及干簧管液位计等传统测量方法。尽管这些方法在一定程度上满足了生产需求，但在实际应用过程中却暴露出了一系列问题。
双法兰差压液位变送器虽然测量原理简单，理论精度很高，但易受介质密度、温度等因素的影响，导致实际测量误差较大。磁翻板液位计虽然测量范围较广，但在液氨这种挥发性强、腐蚀性大的介质中，其测量精度和稳定性往往难以保证。而干簧管液位计则存在易损坏、维护成本高等问题。
我司液氨球罐通过安全分析，需要设置液位高高及液位低低联锁的安全仪表系统(SIS)功能。联锁功能为：液氨球罐原采用双法兰差压液位变送LT-20802B及干簧管液位计LT-20802C信号进SIS控制系统，采用二取一联锁逻辑，当任一台液位≥9700mm时，联锁关闭罐入口阀门HV-20801D；任一台液位≤1000mm时，联锁关闭罐出口阀HV-20802B/HV-20803B/HSV-40001B。液位高高联锁关闭罐入口阀门，会导致本车间系统停车；液位低低联锁关闭罐出口阀门，动作会导致下游相关车间系统停车。由于采用二取一联锁，若任一台液位故障或测量异常时，极易造成误联锁，给生产和安全带来负面影响。
为了克服这些问题，我司决定采用外测液位计对A氨球罐和B氨球罐进行技术改造。外测液位计具有测量准确、安装方便、维护简单等诸多优点，且无需停产倒罐以及动火作业。在液氨球罐的液位测量中，外测液位计能够充分利用其非接触式测量的特点，避免了与液氨的直接接触，测量仪表由二取一改为三取二，较好的提高了安全性和可用性。
图3 液氨储罐液位联锁示意图
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