化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年3月9期   作者:杨海兵
[导读] 化工企业在生产的过程中涉及了许多具有一定危险性的工艺技术
        摘要:化工企业在生产的过程中涉及了许多具有一定危险性的工艺技术,为此在实际中必须要对危险工艺的作业形式进行改进,实现对其自动化控制的要求,并进行安全联锁改造,这样才能有效地降低在化工企业生产中的风险发生几率,以此来对化工危险工艺的应用进行优化,进而提升生产效率。
        关键词:化工企业;危险工艺;自动化控制:安全联锁改造
        引言
        为使化工生产装置及危险化学品的生产、使用等各方面的本质安全性能得到一个提升,让风险得到一定的降低,一些在生产过程中涉及危险工艺的化工企业需要在相关部门的监管下对不满足安全要求的化工生产过程进行自动化控制的改造和安全联锁的改造,如此才能够让生产过程变得更加安全可靠。目前,我国化工企业在生产过程方面需要用到很多危险工艺,这些企业对于整个生产过程的自动化控制及联锁的应用程度有所区别,很多生产装置的自动化水平达不到应有的安全标准,而且有些装置缺少紧急停车的自动联锁系统,以上都说明这些装置需要进行自动化控制和安全联锁的改造工作。
        1化工企业危险工艺现状
        众所周知,化工企业是属于高危险性的行业,一旦发生泄露,无论是固体,液体,还是气体,它对环境的污染以及对人员身体健康的损害是无法估量的。所以,其生产装置在生产危险化工工艺时就存在着非常大的潜在危险。而加强危险工艺生产环节的日常管理,辨别什么样的工艺属于危险化工工艺以及深入贯彻落实生产装置的安装与维护,对于提高化工企业的生产效率,提高安全系数等方面有着非常重大而积极的意义。现阶段,我国的一些化工企业,已经对具有强放热反应的生产设备已经进行了自动预警设施的安装,一方面提高了设备的安全系数;另一方面,参与危险工艺自动化改造工程的管理人员与工程技术人员在改造的过程中,也发现了我国当前还没有颁布关于生产装置自动化控制的相关标准,所以在推动技术改造的过程中,经常会遇到一些技术上存在争议的问题,因此,危险工艺改造无论是在范围、具体操作以及技术水平方面都有待加强与完善。
        2化工企业危险工艺自动化控制的实际应用
        2.1自动化控制在化学反应器中的应用
        化学反应器在化工企业中属于存有较高危险隐患的装置部分,其所采用的工艺有着严格的温度、液位、流量等要求,在化学反应器中其各个单元在实际的运作中有着较为复杂的工艺特点,在此情况下必须要采用相应的报警装置及安全联锁装置来对其进行防护,而自动化控制技术的应用主要有以下几个方面。第一,对化学反应器的流量进行控制,在化工企业的生产中其化学材料的配比有着严格的要求,在此情况下则需要对反应液的流量进行严格控制来防止其出现安全隐患,采用自动化控制则可以通过计算机技术及控制技术来对其进行科学的控制,使其流量控制标准化程度提高,避免出现人为操作失误;第二,对化学反应器的温度进行控制,通过自动化控制技术可以实现对反应器温度进行自动调节的目的,当温度与标准要求不符时自动化控制系统则会进行紧急切断,防止安全事故的发生。
        2.2自动化控制在聚合反应器中的应用
        在聚合反应器中其所采用的自动化控制系统与化学反应器基本相同,其主要是增加了对压力进行调节的自动化控制系统,通过自动化控制系统可以对反应器的压力状态进行实时的监测,以其参数作为依据来进行压力调节及控制,保证其处于稳定的状态。在聚合反应器出现超压问题时,通过自动化控制技术可以及时地采取应对措施,通过安全联锁来关闭其进料口,并启动泄压系统,可以有效地控制反应器在运作时所产生的安全风险,提升其安全运行效率。


        3自动化控制及安全联锁改造
        3.1进行定量与定性的分析
        危险化工企业的生产装置自动控制系统是一个非常复杂、技术含量很高的控制系统,想要全面对这一系统的工艺特征进行掌握,必须要以热力学的有关数据以及动力学的相关参数为基础,进行自动控制方案的设计,而对于具有强放热的单元部分,首要掌握的是反应所释放的热量,同时要在动力学参数不确定的状态下,参照类似的反应模式,并且在能量衡算的基础上,建立一个相对简化的动力学模型,再从中找到一个安全系数较高的可操作的区域,只有按照这一流程进行操作,自动控制才具有较高的可信度与较高的可操作性;而对于那些在非正常状态发可能引发爆炸的装置,我们必须要针对生产过程所具有的潜在危险进行认真分析、总结,最大限制的找出压力、湿度、温度等比较敏感参数的监督与控制方案。
        3.2对工艺装置进行风险分析
        为保证化工企业中不满足安全要求的危险工艺自动化控制和安全联锁改造的工作能够顺利进行,首先要对工艺装置进行相应的风险分析,只有准确分析工艺装置中的各项风险,才能够有针对性地对其进行改造。化工生产过程中会涉及到很多危险的因素,比如高温、高压,还有一定的毒性和腐蚀性。首先要对产品和中间产品以及原料的化学物理性质进行有效的分析,进而才能够精确的确定企业在生产过程中具备的危险程度。然后需要对工艺在生产过程中固有的危险性进行详细的分析,并且深入探究其在生产过程中所涉及的化学反应,并且要对可能会发生的事故进行预防,并且计算其可能会造成的损失程度。工作人员还需要对反应器等相关设备的使用情况和目前的生产状态进行检查,并且有效分析其生产的危险程度。除此之外,还需要对企业在生产过程中所进行的流程进行有效的分析,并且深入探究现有的安全设施在使用过程中的情况。企业在完成以上分析之后,需要将现有装置和现有制度中所有可能会造成危害的因素进行提炼,并且对相应的参数进行控制,让控制点和检测点的要求能够被初步的确定,进而可以让各项工作能够更加顺利地开展。
        3.3制定妥善的改造方案
        使用多种单元实现生产控制时,需要加强与软件公司进行合作,并且根据实际的生产状况,确定工作流程以及控制要点,各项参数再次确定,实现自动化控制。对危险化学物品进行储存时,需要根据物体本身性质以及数量确定控制位置以及控制数量。
        3.4制定安装安全联锁改造方案
        第一,采用PLC可编程序控制器、DCS集散控制系统和ESD紧急停车系统,要与软件公司合作;依据工艺流程,工艺控制点及工艺控制参数等确定自动控制及安全联锁控制点。第二,采用安全仪表系统(SIS)系统,依据工艺控制点、工艺控制参数。主要设备等确定安全联锁控制点。第三,易燃物体储罐安全控制,根据储罐内介质及储存量确定安全联锁控制及安全设施位置和数量。第四,自动控制及安全联锁装置的安装、调试,必须由具备能力有资质的单位承担,企业应当选派人员参与安装调试工作,培养自己的技术人才。
        结语
        综上所述,化工企业在一些不满足安全要求的危险工艺装置中安装自动化控制和安全联锁系统,可以让事故发生率及其造成的危害程度得到有效的控制,进而可以让一些重大的人身伤害事故得到有效的避免,还能够为企业带来更高的经济利益,所以为了让工艺参数得到稳定,让生产产品的质量得到保证,同时还能够减轻工作人员的劳动强度,一定要去落实自动化控制和安全联锁改造的工作,让安全生产落实到生产过程的每一步。
        参考文献
        [1]夏春谷,陈静.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J].精细化工原料及中间体,2016,(9):550-551.
        [2]方焰鹏.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J].化工管理,206,(14):200,202.
        [3]张文效,耿云峰.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J].现代化工,2016,23(10):450-451.
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