陳勇 朱勝良 張靜
[摘 要] 本文探討了某企業(yè)液氯庫區(qū)的現(xiàn)狀,分析了存在的問題,提出了改造的要求,并對該區(qū)域的安全系統(tǒng)進行了升級與改造,完善了安全措施,使其安全性達到進一步提升。通過兩年的運行,安全性得到了驗證。
[關(guān)鍵詞] 氯堿 化工企業(yè) 安全
中圖分類號: TQI44 文獻標志碼:A
目前,國內(nèi)氯堿企業(yè)多采用的是離子膜燒堿工藝,主要的產(chǎn)品為氯氣、燒堿、鹽酸等。其中,氯氣有強烈刺激性氣味的劇毒氣體,主要通過呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里,會對上呼吸道黏膜造成損害。當人體吸入一定量的氯氣時,會導致人的死亡。因此,對于氯堿企業(yè),防止氯氣的泄露是安全工作的重中之重。攀枝花某氯堿化工企業(yè)的液氯庫區(qū)擁有8個液氯儲槽,總存儲量已達400噸,根據(jù)《危險化學品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(安監(jiān)總局40號令)的規(guī)定,已達到一級危險源的標準。但由于該企業(yè)建廠較早,該區(qū)域在安全方面仍存在一些問題。因此,本文探討了該企業(yè)液氯庫區(qū)的現(xiàn)狀,分析了存在的問題,,并提出了改造的要求,并對該區(qū)域的安全系統(tǒng)進行了升級與改造,完善了安全措施,安全性得到了提升。
一、液氯庫區(qū)現(xiàn)狀及存在的問題
該企業(yè)目前液氯庫區(qū)主要由液氯儲槽區(qū)與液氯罐車充裝區(qū)組成,主要從事液氯的液化、儲存、汽化及充裝等工作,在原有設(shè)計中,液氯庫區(qū)的主要設(shè)備及安全監(jiān)控措施如下:
1、液氯儲槽:主要監(jiān)控儲槽中壓力、儲槽中液位、儲槽外氯氣濃度;主要監(jiān)控設(shè)備有壓力變送器、液位計、熱電偶及氯氣濃度報警儀等。
2、雙殼體磁力泵:主要監(jiān)控磁力泵內(nèi)壓力狀態(tài)、主要監(jiān)控設(shè)備為壓力變送器、壓力平衡調(diào)節(jié)閥。
3、液氯罐車充裝裝置:主要監(jiān)控液氯流量,裝置區(qū)域的氯氣濃度;主要監(jiān)控設(shè)備為質(zhì)量流量計、緊急切斷閥、磁力泵緊急停泵、氯氣報警儀;
4、液氯鋼瓶充裝裝置:主要監(jiān)控鋼瓶充裝重量,裝置區(qū)域的氯氣濃度;主要監(jiān)控設(shè)備為鋼瓶臺秤、緊急切斷閥、磁力泵緊急停泵、壓力平衡調(diào)節(jié)閥、氯氣報警儀。
5、事故處理裝置:廢氣風機2臺,抽風管、可移動軟管,廢氣應(yīng)急吸收裝置。
從該企業(yè)液氯庫區(qū)的現(xiàn)狀可以看出,液氯庫區(qū)存在一定的安全監(jiān)控設(shè)備及設(shè)施,具有一定的安全性。然而,根據(jù)針對重大危險源的安全控制要求,對液氯裝置符合性進行檢查時,發(fā)現(xiàn)仍存在以下幾個問題:
液氯儲罐液位計:單一液位計可靠行差。液氯儲罐一個遠程液位計,一個現(xiàn)場液位計,遠程液位計故障時,只能通過現(xiàn)場人員確認,在液氯液位達到警戒值時不易及時發(fā)現(xiàn),可能造成儲罐超裝。
液氯槽車充裝:遠程監(jiān)控單一,缺少輔助監(jiān)控。液氯槽車裝置,依靠質(zhì)量流量計計量、連鎖切斷,罐車液位無遠程監(jiān)控顯示,而稱量計量實現(xiàn)困難;質(zhì)量流量計故障,現(xiàn)場看守人員未及時發(fā)現(xiàn)槽車液位,可能造成儲罐超裝或冒料。
緊急切斷閥:液氯儲槽進液管無緊急切斷閥。當液氯儲槽發(fā)生泄露時,不能及時關(guān)閉進入問題儲槽的進液管,導致儲槽中液氯總量持續(xù)升高,容易導致安全事態(tài)的擴大。
自動倒料:液氯儲槽不能自動倒料。當液氯儲槽發(fā)生泄露時,不能及時對問題儲槽進行遠程倒料,只能人工進行現(xiàn)場操作倒料;人工倒料操作風險高、響應(yīng)時間晚于遠程操作,不能及時控制,泄漏氯氣腐蝕容易導致安全事故的擴大。
液氯貯槽溫度計:液氯貯槽無遠程監(jiān)控顯示。缺少遠程溫度輔助監(jiān)控判斷,液氯儲槽的溫度只能由現(xiàn)場操作人員進行定期現(xiàn)場確認,存在監(jiān)控空檔期,在溫度發(fā)生異常時也不容易發(fā)現(xiàn),導致安全事故的發(fā)生。
無獨立SIS系統(tǒng)。SIS系統(tǒng)主要是防止儲槽超裝、能緊急響應(yīng)切斷外部供料液氯庫區(qū),發(fā)生安全事故時能夠緊響應(yīng),將事態(tài)控制在最小的范圍內(nèi)。
DCS和SIS系統(tǒng):DCS系統(tǒng)控制異??刂乒δ懿蝗?,單一SIS系統(tǒng)控制存在故障風險。DCS作為全廠控制,應(yīng)實現(xiàn)主要應(yīng)急控制操作,DCS系統(tǒng)應(yīng)急功能不全,單靠SIS系統(tǒng)應(yīng)急控制,獨立系統(tǒng)操作可能影響前端工序造成事故,與雙系統(tǒng)控制比較可靠更差。
二、改造要求
通過對液氯庫區(qū)的安全分析后,安全風險主要表現(xiàn)在:(1)無法遠程自動限制儲液位;(2)無法遠程控制液氯庫區(qū)的相關(guān)設(shè)備或?qū)崿F(xiàn)遠程倒料,需要操作人員進入現(xiàn)場處理;(3)無獨立的SiS系統(tǒng);(4)雙儀表、雙系統(tǒng)自動監(jiān)控儲槽液位。為提升整個液氯庫區(qū)的安全性,要做到以下的控制要求:
1、DCS控制要求
(1)儲罐壓力、溫度遠傳顯示、記錄、報警;(2)儲罐液位遠傳顯示、記錄、報警,液位高高報時自動關(guān)閉儲罐進料切斷閥,液位低低報時關(guān)閉儲罐出料切斷閥;(3)儲罐出現(xiàn)異常時,可以遠程調(diào)控儲罐氣相、液相平衡管,實現(xiàn)儲罐間的遠程倒料操作。
以上所有操作及監(jiān)控,接入生產(chǎn)DCS系統(tǒng)實現(xiàn)。
2、SIS控制要求
要求液氯庫區(qū)獨立設(shè)置SIS系統(tǒng)及操作站,具體控制如下:(1)設(shè)置獨立液位計,儲罐液位高時自動關(guān)閉儲罐進料閥;(2)儲罐出口總管設(shè)置開關(guān)切斷閥,出現(xiàn)事故時,操作人員可以在總控制室遠程緊急停泵、關(guān)閉出料閥門。
3、毒氣檢測報警控制系統(tǒng)(GDS系統(tǒng))
GDS系統(tǒng)對液氯罐區(qū)的有毒氣體泄漏進行實時監(jiān)控,在發(fā)生泄漏時自動打開風機進行抽吸。
四、系統(tǒng)升級及改造
1、DSC系統(tǒng)改造
利用該公司的DCS系統(tǒng),實現(xiàn)相關(guān)要求,主要表現(xiàn)在:(1)每個液氯儲罐安裝雷達液位計、一體化溫度變送器、壓力變送器,及氯氣專用壓力表,數(shù)據(jù)接入DCS顯示、記錄、報警。溫度設(shè)置40℃高報、-25℃低報,壓力設(shè)置1.3MPa高報、0.165MPa低報。(2)儲罐液氯進料口安裝氣動切斷閥,儲罐液氯出料口安裝氣動切斷閥,儲罐液相回流倒料進料口安裝啟動切斷閥。儲罐氣相平衡管安全氣相平衡的氣動切斷閥,磁力泵安裝出口壓力平衡調(diào)節(jié)閥。(3)液位根據(jù)儲罐尺寸,設(shè)置高報、高高報,低報、低低報,液位達到高高時,液位自動聯(lián)鎖關(guān)閉儲槽進料切斷閥,液位達到低低報時,液位自動聯(lián)鎖關(guān)閉儲槽出料切斷閥。(4)遠程操作儲罐氣相平衡閥、液相倒槽閥、磁力泵平衡閥、儲槽出料閥,實現(xiàn)遠程倒槽。
2、SIS改造
液氯庫區(qū)建立一套獨立的安全儀表系統(tǒng)(SIS),主要實現(xiàn)方式如下:(1)SIS系統(tǒng)控制設(shè)備包括:1臺控制機柜、1臺工程師站兼作操作站(含軟件)、1臺輔操臺、1臺UPS、1臺打印機(和DCS共用)等。(2)SIS系統(tǒng)采用具有SIL2本質(zhì)安全認證的安全控制器,系統(tǒng)采用冗余容錯技術(shù)的故障安全型系統(tǒng)實現(xiàn)全裝置的安全聯(lián)鎖和緊急停車功能(3)安裝獨立的貼片式液位計,儲罐進料口安裝氣動切斷閥。根據(jù)儲罐尺寸設(shè)置液位高報警、高高報警,儲罐液位高高報警時自動關(guān)閉儲罐進料閥。儲罐出口總管安裝開關(guān)切斷閥,磁力泵控制增加遠程控制。
3、設(shè)備清單
針對某氯堿化工企業(yè)的現(xiàn)狀及改造要求,所需的安全儀表如表1所示,并按照要求進行安裝后,可提升其安全性。
五、運行情況
通過改造后,該企業(yè)液氯庫區(qū)安全性大大提升,在完善安全性后的1年時間共發(fā)生了2次較小的液氯泄露事故,均在該系統(tǒng)的操作過程中實現(xiàn)了報警、自動切斷閥門、遠程倒料等功能,未發(fā)生重大安全事故或延誤事故處理的情況。安全性得到了驗證。
小結(jié)
1、液氯儲槽采用獨立的DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng),分別根據(jù)液位切斷儲槽進料或出料,兩套系統(tǒng)同事故障概率低,能更有效的控制液氯儲槽液位,防止高低液位造成事故。
2、通過完善DCS監(jiān)控裝置,實現(xiàn)儲槽液位控制和任意儲罐間的遠程倒料,DCS系統(tǒng)控制有利于前后工序的穩(wěn)定控制,有利于及時響應(yīng)和查找系統(tǒng)問題。
3、該系統(tǒng)充分考慮了多種事故情況,DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)的功能分解實現(xiàn)合理,實現(xiàn)了DSC系統(tǒng)正常生產(chǎn)控制、應(yīng)急控制,SIS系統(tǒng)自動切斷和緊急手動停止的應(yīng)急措施,具有安全高、可靠行好的優(yōu)勢。
(作者單位:四川省攀枝花市東區(qū)鋼城集團有限公司)