天然气流量计一旦发生泄漏爆炸的问题，就会造成不可挽回的损伤，所导致的人员和设备以及环境危害都是非常严重的。特别是发生“11 · 22 青岛输油管道爆炸”事故之后，我国对于天然气流量计安全仪表系统的关注力度越来越高。现阶段的天然气流量计系统当中，安装安全仪表系统，可以通过对天然气流量计泄漏和火灾以及超压异常现象的检测，自动地进行紧急关断和放空对策，避免天然气流量计发生事故，减小事故导致的不良影响。

 

1 现阶段天然气流量计的安全风险划分以及优化措施

根据 IEC61511 当中给出的定义，天然气流量计的安全仪表系统主要是由传感器和逻辑处理器与执行器共同组成的，可以行使一项或者是多项安全仪表功能的一种仪表系统，作用是指如果传感器中有受控设备发生了危险状态，那么逻辑处理器就会自动地对危险情况进行判断，此时，控制执行器会实施报警和停机控制，避免发生危险事件，并且降低危险事件所造成的影响。现阶段，天然气流量计安全仪表系统早已在石油天然气的开采运输和石油化工以及发电的环节中进行了应用。一是天然气流量计安全仪表系统安全完整性的等级划分。IEC61508 标准对 S 天然气流量计安全仪表系统的完整性等级进行了划分，即 SIL1~SIL4 四个等级，其中，SIL1 是较低的等级，SIL4 是较高的等级，主要用在天然气流量计安全仪表系统执行的安全功能可靠性检测上进行应用，也就是在规定的基础上，和时间内，天然气流量计安全仪表系统所要求的安全功能概率。二是天然气流量计安全仪表系统的运行模式。天然气流量计安全仪表系统运行的模式主要划分成两种，即故障与安全模式以及故障与运行模式。其中，前者主要指的是生产系统中发生的非正常的问题，系统就会突然停止运行，有关设备到了安全停车的状态。后者则指的是系统发生故障非正常的问题时，系统就会继续运行。

在天然气流量计的系统当中，存在的典型安全风险就是天然气的泄漏与火灾问题。按照过程工业的保护层模型，天然气流量计的系统一般是选择各个层次和各个措施对天然气的泄漏问题和火灾风险进行降低。其中，天然气流量计安全仪表系统分别在防护层与抑制灾害的过程中进行运用，在管道出现天然气泄漏或者是火灾的问题时，选择自动化的报警和紧急切断等措施，避免事故出现或者减小事故所导致的危害性。

 

2 天然气流量计安全仪表系统的功能分析

天然气流量计安全仪表系统主要包括以下几点 ：

（1）站场的紧急放空。如果站场有火灾问题的出现，天然气流量计安全仪表系统就会在第一时间进行报警，经过人工进行确认之后，在装置边界以及逃生通道中安装的火灾按钮与控制火灾的按钮和调控中心的远程启动切断以及放空命令，对这一命令进行启动之后，系统会首先对进出口的阀门进行关闭，之后对放空的控制阀进行放空。

（2）紧急关闭站场。如果站内管线发生大规模的气体泄漏问题，天然气流量计安全仪表系统就会在第一时间进行报警，经过人工进行确认之后，可以通过装置边界与逃生通道中安装 ESD 按钮和控制室内按钮的启动进行紧急切断，对该命令进行启动之后系统就会对进出口的阀门进行关闭。

（3）超压保护的系统。在出站阀之前有压力变送器，选择 3 选 2 表决机制，如果压力超高的话就要切断气源，保证供气安全性。

 

3 天然气流量计安全仪表系统的功能示例

例如，从化分输站，其所具备的天然气流量计安全仪表系统功能主要包括以下几点 ：

（1）如果现场或者是控制室的火灾的连锁按钮总司被触发的话，装置区和发电机房现场的声光报警器就会立即被启动和报警，同时，操作台全站连锁并防控，指示灯亮起，调控中心就会收到报警的信号。鳌头首站的来气进站阀“1201”与去小坑的燃气出站阀的“5101”会立即关闭，并对上下游的气源进行关闭 ；时间过了15 s 之后，站内上游的放空阀“2402”与去小坑燃气的放空阀“5206”就会被打开，紧急对站内进行放空 ；

（2）如果现场或者是控制室 ESD 的连锁按钮已经被触发，那么鳌头首站的来气进站阀“1201”与去小坑的燃气出站阀“5101”就会被紧急关闭，并对上下游的气源进行切断。与此同时，装置区和发电机房现场的声光报警器就会被立即启动，并发出报警的喜好，操作台全站连锁同时防控的指示灯被亮起，此时，调控中心就会收到报警的信息。

（3）如果工艺区或者是室内安装可燃气体的探测仪能够发现天然气的泄漏或者是火焰探测器出现火灾问题，此时，相应区域现场的声光报警器就会立即报警，同时，站控室的操作台中相应的指示灯就会被亮起，报警会传到调控中心，经过相关人员确认之后，可以就近选择 ESD 和火灾按钮防空和紧急切断。

 

4 天然气流量计安全仪的实际应用

天然气流量计安全仪的基本组成。天然气流量计安全仪主要集成在数据采集与监控系统的站控系统中，是由火灾和气体的报警系统与控制器以及紧急关断的系统所构成的，是霍尼韦尔公司进行生产和研究的。

（1）控制器。天然气流量计安全仪控制器主要用在当F&GS 有天然气泄漏问题和火灾问题时，分析生产过程中有没有潜在危险问题存在，还要在下达规定安全仪表的功能指令中，避免危险事件的出现，主要涉及硬件与软件。天然气流量计安全仪控制器是由霍尼韦尔的安全管理系统企业所研究和生产的，选择的是故障和安全运行的模式。一是，硬件方面的配置。在站场天然气流量计安全仪控制器安全完整性的等级属于 SIL 3 型，选择四重化的冗余结构 SM 系统，主要在天然气流量计安全仪控制中运用，机柜的设置是非常独立的，与此同时，还对辅助操作盘进行了设置。天然气流量计安全仪与 SCS 之间进行有效地通信，天然气流量计安全仪的信息向 SCS 进行传达，两者共用一个操作员站，能够实现站场联锁显示以及 SIS 系统指示 ；二是，软件的配置。天然气流量计安全仪软件是在 Microsoft 公司所生产的 Windows 2003服务器基础上实施的。

（2）气体的报警系统。在行业内，气体的报警系统被称为是 F&GS，主要在生产过程的监督中进行运用，判断生产中有没有发生潜的危险。主要有以下几种。一是，站场工艺的装置区域中和燃气发电的机房与厨房等领域中对美国 Fire Sentry 公司研究和生产的探 测器以及霍尼韦尔公司所生产的一些火焰检测器进行设置和安装，对以上区域是否出现天然气的泄漏事故或者是火灾问题进行检测，当检测信号到了天然气流量计安全仪中时，就会进行全面地和连续地指示以及报警 ；二是，站场控制室和机柜间与配电间等多种电气室中对澳大利亚的 VESDA 空气采样式的早期烟雾的检测系统进行设置，主要在这些区域中进行运用，用于监视火灾和报警。当信号进入到天然气流量计安全仪进行连续指示和报警与记录 ；三是，站场会议室以及客房等一般的房间对 GE-EDWARDS 的烟感式火灾的自动报警系统进行安装和设置，烟感探测器的信号到了配套独立火灾报警盘，此时，火灾的报警盘会对报警的接点信号进行输出，发送到天然气流量计安全仪中。

（3）紧急关断的系统分析。在站场的进出站对截断阀进行设置，主要在按照天然气流量计安全仪控制器指令中运用，落实关断和放空等多种操作，降低危险事件所带来的影响，减小风险。这一过程中，一般划分成两种情况。一是口径 DN 在 500 内的截断阀执行机构选择的是气动型。这是故障安全型的执行机构，也就是选择气动单作用的弹簧复位型气动执行的机构，其气源属于管道天然气。想要保证电磁阀安全操作，其会根据余方案配置 ；二是口径≥ 500 的联锁阀门，要选择气液联动的执行机构进行落实。

 

5 结语

综上所述，天然气流量计安全仪表系统的安装能够在突发情况出现之前自动地对危险情况进行判断，并进行报警和停机控制，避免危险事件的出现，降低危险事故造成的影响。对于相关人员来说，需要加强天然气流量计安全仪表系统的而研究，归纳当中存在的问题，并制定针对性地优化措施，以便于自身更好地了解天然气流量计的安全仪表系统，提高天然气流量计到安全性和科学性。