針對溴素生產(chǎn)存儲過程的安全儀表控制系統(tǒng)方案設(shè)計

周劍利

摘 要：針對溴素生產(chǎn)和存儲過程的特點，根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的相關(guān)規(guī)定，本文完成了針對溴素生產(chǎn)存儲過程的安全儀表控制系統(tǒng)方案設(shè)計。在確定系統(tǒng)安全完整性等級基礎(chǔ)上，設(shè)計通過對液位、壓力、環(huán)境中有毒氣體濃度的檢測，采用邏輯控制器，按照“三選二”原則，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的聯(lián)鎖控制。具有安全可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、安裝操作簡單等特點，能夠保護(hù)人身和設(shè)備安全，降低生產(chǎn)過程風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：溴素生產(chǎn)和存儲過程;安全儀表控制系統(tǒng);安全完整性等級;聯(lián)鎖控制

中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2021.06.074

0 引言

按照《國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局關(guān)于公布首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄的通知》《國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局關(guān)于公布第二批重點監(jiān)管危險化學(xué)品名錄的通知》的規(guī)定，溴素生產(chǎn)過程中的液氯（氯氣）被列入重點監(jiān)管的危險化學(xué)品，需配置SIS安全儀表控制系統(tǒng)。

溴素生產(chǎn)系鹽溴聯(lián)產(chǎn)，采用空氣吹出、二氧化硫吸收封閉循環(huán)工藝。主要工藝過程包括二氧化硫系統(tǒng)、供氯系統(tǒng)、吹吸系統(tǒng)、蒸餾、溴裝車工序、酸罐系統(tǒng)、氯氣事故處理等過程。通過對鹵水綜合利用吹溴生產(chǎn)過程進(jìn)行危險與可操作性分析（HAZOP）確定需設(shè)置SIS安全儀表控制系統(tǒng)，SIS安全儀表系統(tǒng)按照安全獨立原則要求，獨立于DCS 集散控制系統(tǒng)，其權(quán)限高于DCS 控制系統(tǒng)。具體聯(lián)鎖內(nèi)容為：液氯和成品溴素儲罐的液位聯(lián)鎖;溴素儲罐和氯氣緩沖罐的壓力聯(lián)鎖;當(dāng)有毒氣體檢測報警器檢測到氯氣泄漏時，聯(lián)鎖關(guān)閉液氯儲罐進(jìn)出口閥門，同時啟動氯氣事故風(fēng)機(jī)、氯氣吸收裝置、關(guān)閉焚硫爐喂料電機(jī)。

采用保護(hù)層分析（LOPA）法，在進(jìn)行定性危害分析的基礎(chǔ)上，通過計算確定SIS安全儀表控制系統(tǒng)的安全完整性等級為SIL2。

1 安全儀表控制系統(tǒng)方案設(shè)計

安全儀表控制系統(tǒng)為故障安全型，且采用UPS不間斷電源供電，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生故障時，能按照故障安全的方式實現(xiàn)聯(lián)鎖動作。系統(tǒng)具有硬件、軟件故障診斷及自診斷功能，自動記錄故障報警并能提示維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)。系統(tǒng)采用獨立的壓力/液位傳感器、有毒氣體檢測報警器、邏輯控制器（PLC）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且傳感器、邏輯控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)均取得國家權(quán)威機(jī)構(gòu)功能安全認(rèn)證，達(dá)到SIL2。

壓力和液位檢測儀表采用4～20mA疊加HART傳輸信號的隔膜密封壓力變送器、導(dǎo)波雷達(dá)液位計、外貼式超聲波液位計，防護(hù)等級IP65。 壓力和液位檢測儀表、有毒氣體檢測報警器（氯氣）的性能滿足安全完整性等級SIL2的要求，來自壓力/液位傳感器的檢測信號按照“三選二”原則進(jìn)行安全聯(lián)鎖控制，液氯庫和蒸餾間任一有毒氣體（氯）檢測報警器達(dá)到高報警值，都將關(guān)閉液氯儲罐進(jìn)出口閥門;啟動氯氣事故風(fēng)機(jī)、氯氣吸收裝置;關(guān)閉焚硫爐喂料電機(jī)。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況，操作人員按下緊急停車按鈕時按設(shè)計執(zhí)行相關(guān)聯(lián)鎖保護(hù)。

設(shè)置操作員站，具備程序運(yùn)行，聯(lián)鎖動作，輸入、輸出狀態(tài)和顯示、報警、記錄功能。操作員站失效時，該系統(tǒng)的邏輯處理、聯(lián)鎖保護(hù)功能不受影響。設(shè)置工程師站，完成對系統(tǒng)的組態(tài)編程、系統(tǒng)診斷、狀態(tài)監(jiān)測、功能修改及系統(tǒng)維護(hù)。設(shè)置輔助操作臺，安裝緊急停車按鈕、旁路開關(guān)、測試開關(guān)、信號報警器。緊急停車按鈕、開關(guān)、信號報警器與系統(tǒng)連接采用硬接線方式。

2 結(jié)論

設(shè)計的針對溴素生產(chǎn)存儲過程的安全儀表控制系統(tǒng)方案符合國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門對重點監(jiān)管的危險化學(xué)品生產(chǎn)存儲和使用的相關(guān)要求，安全性和可靠性高，操作簡便，提高了安全生產(chǎn)條件。企業(yè)需按照《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》安監(jiān)總管三（[2014]116號）的要求加快制定相關(guān)管理制度和操作規(guī)程，加強(qiáng)對系統(tǒng)的維護(hù)和自動化操作工技能的培養(yǎng)，確保安全生產(chǎn)。

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