淺析氮?dú)饬髁坑?jì)安全系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

摘 要: 針對氮?dú)饬髁坑?jì)可能出現(xiàn)的超壓、超溫、泄漏等現(xiàn)象，采用自動(dòng)檢測方式并在緊急情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷進(jìn)料系統(tǒng)，在報(bào)警的同時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，確保氮?dú)饬髁坑?jì)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
隨著**對危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)重大危險(xiǎn)源監(jiān)控要求越來越規(guī)范、嚴(yán)格，安徽晉煤中能化工股份有限公司( 簡稱晉煤中能) 也對重大危險(xiǎn)源氮?dú)饬髁坑?jì)系統(tǒng)監(jiān)控進(jìn)行了一系列改造。晉煤中能有 4個(gè)氮?dú)饬髁坑?jì)裝置，改造前每個(gè)氮?dú)饬髁坑?jì)都不能實(shí)現(xiàn)超壓、超溫、泄漏時(shí)氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)出口閥門自動(dòng)控制，也不能實(shí)現(xiàn)氨泄漏、氮?dú)饬髁坑?jì)超溫時(shí)噴淋水閥門自動(dòng)打開的功能，只能靠操作人員觀察實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來判斷，異常情況下也需要相應(yīng)的手動(dòng)操作，這就給安全生產(chǎn)造成重大隱患，也對人身和設(shè)備安全構(gòu)成威脅。為此晉煤中能結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、視頻通信技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控氮?dú)饬髁坑?jì)的運(yùn)行狀態(tài)，并能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)緊急情況下切斷氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)出口閥門，打開自動(dòng)噴淋裝置。利用安全儀表系統(tǒng)( SIS) 的快速處理數(shù)據(jù)能力，結(jié)合用戶設(shè)定的上限報(bào)警參數(shù)值對氮?dú)饬髁坑?jì)壓力、液位、溫度等參數(shù)以及是否有氨泄漏等異常情況和故障類別進(jìn)行正確判斷和處理，保證氮?dú)饬髁坑?jì)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并通過操作界面顯示的不同顏色指示發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)傳達(dá)給相應(yīng)崗位，在危險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)安全聯(lián)鎖裝置的功能，保證了氮?dú)饬髁坑?jì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，確保人身和設(shè)備安全。
1 研究內(nèi)容
自氮?dú)饬髁坑?jì)裝置運(yùn)行以來，裝置連續(xù)運(yùn)行周期較長，運(yùn)行穩(wěn)定。氮?dú)饬髁坑?jì)裝置采用集散控制系統(tǒng)( DCS) 集中顯示，同時(shí)設(shè)置了氮?dú)饬髁坑?jì)超壓、高液位等報(bào)警，但是沒有安全聯(lián)鎖裝置，在緊急情況下不能確保人身和設(shè)備安全。
影響氮?dú)饬髁坑?jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素較多，如超壓、超溫、超液位、氨泄漏等，裝置本身在運(yùn)行過程中也存在一些不足。針對儀表自動(dòng)控制部分的不足，如報(bào)警形式單一、異常情況下不能自動(dòng)切斷等方面，找出影響因素并對其進(jìn)行不斷改進(jìn)，希望對其他裝置運(yùn)行提供參考，從而保證氮?dú)饬髁坑?jì)系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，并確保氮?dú)饬髁坑?jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2 改進(jìn)方案和具體實(shí)施步驟
針對晉煤中能氮?dú)饬髁坑?jì)裝置儀表的運(yùn)行狀況，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，為了確保氮?dú)饬髁坑?jì)系統(tǒng)各參數(shù)數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確及時(shí)、報(bào)警顯示醒目、超壓自動(dòng)切斷進(jìn)出口管線、氨泄漏自動(dòng)噴淋，決定從 4 個(gè)方面對氮?dú)饬髁坑?jì)控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。
2． 1 檢測儀表的改進(jìn)
對一個(gè)壓力容器來說，氮?dú)饬髁坑?jì)壓力的高低是保證氮?dú)饬髁坑?jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)及其重要的參數(shù)。改造前氮?dú)饬髁坑?jì)只有氣相壓力一個(gè)檢測點(diǎn)，一旦該檢測點(diǎn)出現(xiàn)異常，操作人員就不能及時(shí)監(jiān)控到球罐系統(tǒng)的壓力高低，雖然現(xiàn)場界區(qū)內(nèi)安裝有現(xiàn)場壓力表，但離控制室較遠(yuǎn)，對操作*為不利。為此在每個(gè)球罐進(jìn)口液氨管線上增加兩個(gè)壓力檢測點(diǎn)，這樣不僅確保了氮?dú)饬髁坑?jì)壓力檢測的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，也為 SIS 的實(shí)施提供了必要條件，*大地方便了操作人員的操作。
氮?dú)饬髁坑?jì)液位的高低也是保證氮?dú)饬髁坑?jì)安全運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)，液位過高會對氮?dú)饬髁坑?jì)的套液位自動(dòng)檢測裝置，和原有的液位檢測裝置構(gòu)成二選二邏輯控制，確保了安全儀表聯(lián)鎖的可靠性。
2． 2 控制儀表的改進(jìn)
氮?dú)饬髁坑?jì)超壓切斷進(jìn)口管線后會造成液氨進(jìn)口管線壓力急劇上升，壓力很快達(dá)到前段工段的放氨系統(tǒng)壓力，而晉煤中能氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)口管線均采用中壓管道，不能承受 230 kg 左右的高壓系統(tǒng)壓力，這*可能造成氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)口管線破裂或連接法蘭處泄漏，造成安全事故的發(fā)生，人身和設(shè)備安全受到*大威脅。
為了杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生，在高壓系統(tǒng)放氨閥后增加一個(gè)切斷閥，保證了氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)口液氨管線切斷閥關(guān)閉后液氨進(jìn)口管線不至于超壓，確保了氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)口管線運(yùn)行在安全壓力下; 確保了人身和設(shè)備的安全。整個(gè)安全儀表閥門動(dòng)作順序如下: 氮?dú)饬髁坑?jì)系統(tǒng)超壓、超液位、泄漏的情況下高壓系統(tǒng)放氨切斷閥*先動(dòng)作，關(guān)到位后再切斷氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)口管線切斷閥，這樣不僅確保了氮?dú)饬髁坑?jì)的安全，而且不會使氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)口管線超壓，保證了氮?dú)饬髁坑?jì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2． 3 自動(dòng)噴淋的實(shí)現(xiàn)
晉煤中能重大危險(xiǎn)源氮?dú)饬髁坑?jì)區(qū)雖設(shè)置了有毒氣體報(bào)警儀，也能檢測到有毒有害介質(zhì)的泄漏，但對介質(zhì)的泄漏只有等到操作人員發(fā)現(xiàn)后才能進(jìn)行處理; 切斷裝置及噴淋裝置需人為進(jìn)行手動(dòng)操作，才能對噴淋水系統(tǒng)進(jìn)行控制，起不到自動(dòng)打開和自動(dòng)噴淋的功能。
為了確保液氨泄漏檢測的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，在每個(gè)氮?dú)饬髁坑?jì)上下部各增加一臺有毒氣體報(bào)警儀。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴淋，在每個(gè)氮?dú)饬髁坑?jì)噴淋水系統(tǒng)管線增加一個(gè)切斷閥以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。運(yùn)用智能邏輯實(shí)現(xiàn)二選一聯(lián)鎖控制。當(dāng)兩個(gè)報(bào)警儀任一臺顯示數(shù)據(jù)達(dá)到高高限設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)切斷裝置，同時(shí)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)閥門打開，對氮?dú)饬髁坑?jì)進(jìn)行噴淋; 由于增加了聯(lián)鎖投切和遠(yuǎn)距離緊急自動(dòng)切斷功能，遇到緊急情況系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行處理。
2． 4 安全聯(lián)鎖裝置的設(shè)置
鑒于氮?dú)饬髁坑?jì)崗位 DCS 操作界面只能監(jiān)控氮?dú)饬髁坑?jì)運(yùn)行參數(shù)，無法實(shí)現(xiàn)氮?dú)饬髁坑?jì)超壓等參數(shù)異常超出限值時(shí)自動(dòng)切斷功能。為此增加了一套 SIS，確保氮?dú)饬髁坑?jì)運(yùn)行在安全狀態(tài)下，保證了人身和設(shè)備安全。
另外又采用自動(dòng)控制與視頻監(jiān)控相結(jié)合的方式，對氮?dú)饬髁坑?jì)區(qū)情況進(jìn)行視頻監(jiān)控。
3 結(jié)語
檢測儀表的改進(jìn)大大地提高了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為操作人員提供了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)?？刂苾x表改進(jìn)方案實(shí)施后使氮?dú)饬髁坑?jì)能在安全條件下運(yùn)行。
改進(jìn)后提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性可靠性，有效避免了因系統(tǒng)超壓、泄漏等造成重大安全事故的發(fā)生，保證了氮?dú)饬髁坑?jì)在安全的條件下運(yùn)行，為人身和設(shè)備安全提供了強(qiáng)有力保證。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上得到越來越廣泛的應(yīng)用，DCS 控制技術(shù)和 SIS 結(jié)合將會在化工乃至工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。

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