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化工设计中安全装置的设计与选用郝冬梅

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：郝冬梅

[导读] 摘要：随着经济和化工行业的快速发展，在各项工程开展的过程中，安全是最基本的保障，同样也是各项工程密切关注的内容。

        中国昆仑工程有限公司沈阳分公司辽宁省沈阳市 110167
        摘要：随着经济和化工行业的快速发展，在各项工程开展的过程中，安全是最基本的保障，同样也是各项工程密切关注的内容。尤其是在一些化工工程中，安全管理更是最重要的管理方面，也是需要有关人员密切改革和优化的内容。为了保障整个化工的安全性，就需要加强对化工安全装置的设计和使用，需要设计人员结合实际的情况，并遵循安全性的基本原则，对一些装置进行进一步的优化，从而更好地让安全装置发挥出自身的价值，推动化工工程的正常开展。
        关键词：化工设计；安全装置；设计；选用
        引言
        化学工艺流程中，很多时候都隐藏着安全隐患，如果可以及早发现并妥善处理好这些问题，将会提高化工生产速度与规模，并有效降低相应的危险系数，尽可能做到安全、环保的生产。文章通过对现阶段化工工艺中所出现的各类安全问题进行合理分析，提出了一些有针对性的解决措施，希望能够给相关人员带来参考。
        1化工安全装置设计中存在的问题
        1.1化学反应存在的危险
        设计化工安全装置首先要从化学反应考虑，绝大多数化学反应都伴随着放热或者吸热。比如氧化还原反应，酸碱中和反应等。并且一般的化学物品都很容易反应，如果稍微处置不当，就会造成事故的发生，危害人身安全，损害化工企业的利益。
        1.2设计环节存在的隐患
        在设计化工工艺时，需要有很多的注意事项，如化工设备的工艺操作参数的制定，工艺介质的选择等。在化工工艺设计中，通过对化工材料的运用，使其在设备、技术等设定的条件下生成化工产品。化工产品是根据化工材料的不同性质在特定的条件下生成的，体现了一定的化学反应价值。在化工工艺设计中，化工材料的反应过程中会发生一定的安全风险事故。例如，对水质进行有效处理，会在很大程度上影响到化工设备的平稳、安全运行，所以解决好相关的水质问题显得尤为重要；若是在化工生产的现场，没有针对出现的问题展开合理防范，那么就很容易出现各种污染，从而导致盐水共沸以及腐蚀等危害，这主要是因为当有水垢存在时，局部的温度会不够均匀，将直接影响到水与气体之间的传热效果或者是正常的循环，最终降低化工设备使用的年限，同时还会提高膨胀概率，导致严重的变形、爆炸等安全事故，所以，制定出科学的化工生产方案很有必要；在化工流程中，要严格禁止有害气体弥漫到空气中，完全实现密闭排放，避免其给人体带来严重损伤。所以在完成相关方案的制定后，还要进行反复的检验与审核，并做好多层次的各项规定，尤其是化工工艺中的关键性环节，要严格审核和处理所涉及到的危险物质，充分对化工生产的危险性和可操作性进行识别、分析并采取相应的防范措施。
        1.3化工设备设计方面的影响
        化工设备同样是化工工艺设计中的关键要素，设备选型是否正确，将会关系到化学反应能否正常发生，也就会对化工工艺的安全性产生一定的影响。在化工工艺安全设计中，化工设备的种类非常多，如果在设计中选用的设备不当、设备内件安装不当或者设备在长时间的使用过程中存在损坏问题，都将会使得化学反应难以达到预期效果，使得化工工艺设计中存在一定的安全隐患，如设备“飞温”等。因此，化工工艺安全设计中，化工设备将与化工生产、工艺应用有着直接的关系，这就要求相关人员在化工工艺安全设计中，需要严格根据具体的生产需求，来结合工艺流程与要求，选择恰当的反应设备与装置，并注意正确的安装方式。
        2化工装置中安全装置设计的具体科学应对措施
        2.1电气装置设计
        化工安全装置设计离不开电气装置设计，电气装置设计主要是为化工安全装置设计提供动力、照明、防雷、防静电设计。电气装置设计的稳定性是化工安全装置运行的前提，因此，务必重视电气装置设计，将电气装置设计作为重点之一，详细的设计方案如下：1）要保障电气装置持续稳定的供电，可以运用双电源，避免化工安全装置在运行中断电，为装置连续运行提供稳定保障；2）电气装置设计中一定要考虑好装置不间断电源的设计，一级负荷一般采用UPS电池供电，避免因停电而导致自控系统、消防系统不能运行等情况；3）在电气设计中，防雷设计必不可少。

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化工装置多为金属材料且部分设备的安装高度较高，比较易产生雷击现象，故防雷措施一定要考虑到位；4）炼油化工企业中，生产原材料、中间产品、最终产品多为易燃、易爆介质，气体居多，尤其是不易被察觉的污水处理场等位置，空气中可能会存在可燃气体集聚，故大多装置内皆需要设置人体静电消除器或其他静电消除设施，避免在厂区内出现因静电导致火花产生，从而引起爆炸、火灾现象发生；5）在化工安全装置设计中，还可以选择变频技术，保证了不同功率的机器与相对应的功率匹配，极大增强了安全性和节能型；6）除了本质安全设计外，还要考虑，安装事故发生时的应急措施，如应急照明、应急疏散的设计，可以有效的指导人员安全撤离。
        2.2化工工艺系统的设计与安全
        化工企业的生产工艺流程是一个整体，在做装置和管道设计时，设计团队难免会遇到温度、压力、流体性质、材质要求、工艺要求不同的情况，面对这种情况，设计师需要遵循系统性原则，坚持服从最高要求标准，提高化工企业装置、管道设计的安全性。比如在选择化工企业管道材料时，设计团队需要根据生产工艺流程中的最高压、最低压、温度波动区间等参数来挑选设计方案中的管道材料，尽可能在预算范围内选出性价比最优的管道材料，控制企业建设和运行成本，避免因为偷工减料而影响企业的生产安全。除此外，由于化工原料和物质的特殊性，在整个的生产过程中，常常需借助于管道运输的方式，出于安全性考虑，管道必须要具有良好的严密性，否则，一旦出现了管道泄漏，将会增大化工工艺中的安全威胁。因此，化工工艺安全设计的过程中，相关设计人员必须要加强对管道的安全设计。首先，必须要严格根据化工工艺的标准与要求，来选择合适的管道材质与壁厚，使得管道本身具有良好的抗腐蚀能力；其次，在管道安装的过程中，必须要严格遵守工艺设计要求及管道安装设计要求，做好管道的内外防护处理。
        2.3化工设备的平面布置
        化工装置布置设计必须满足工艺流程、安全生产和环境保护的要求，同时满足工厂总体布置要求，对操作、检修和施工所需要的通道、场地和空间综合考虑，力求做到安全可靠、经济合理、整齐美观、节省占地，尽可能满足用户要求。设备、建筑物、构筑物除应满足防火、防爆标准规范外，对于有毒、有腐蚀性的介质的设备应分别集中布置，还应在开停工、检修过程中可能有可燃液体泄漏、漫流的设备区周围设置围堰和导液设施，以便集中处理。装置内及各单元之间设有消防、检修贯通式道路，并与界区外四周的环行道路相通以保证消防和检修作业的可抵达性和可操作性。
        2.4优化完善技术水平，提高装置自动化控制水平
        针对于化工装置，要想有效提高装置运行的稳定性，要综合考虑各个方面的影响因素，做好相关准备工作，从化工装置的结构框架入手，分析石化装置的工艺特点，然后采取针对性的优化完善措施，进一步提高装置自动化控制水平。在装置的优化完善过程中，要提高装置的自动化水平，针对化工装置在运行过程中涉及的危险化学品，要采取相关管制措施，以自动控制操作为主，利用安全仪表系统，对操作环节和化学品的存储进行安全风险分析，将各项环节的风险系数降至最低，根据风险等级制定针对性的安全管制措施，保证人员安全和设备运行的稳定性。
        2.5设置必要的安全监控系统
        在装置本质安全的基础上，还要设置必要的安全监控系统。当危险物质泄漏或火灾等危险事件发生时，操作或管理人员能够第一时间发现并才有有效措施，防止次生灾害的发生，降低危险等级。安全系统要应用得当，不同位置选择好不同的安全设施。比如在火灾事故容易发生的位置，要装有火灾报警系统；在可燃有毒气体易泄漏的位置，设置可燃、有毒气体检测仪等GDS系统；在装置区易关键设备或人员疏散通道等位置，设置摄像头、工业电视监控系统等。
        结语
        化工安全设计中存在着很多的危险因素，如果要全面提高化工装置的整体设计水平，专业设计人员就需要从根本上提升工艺设计效果，结合危险因素类型，采取相应的消除或降低危险的途径，并做好监控防护设计，保障化工装置安全设计的合理性。
        参考文献：
        [1]陈建燊.探讨化工工艺设计中安全危险问题及控制对策[J].建筑工程技术与设计，2020（28）：3822.
        [2]吕雷，金永灿，吴晓华.化工工艺设计中的安全问题及控制措施探讨[J].化工管理，2020（2）：177-178.
        [3]黄德辉.化工工艺设计中的安全危险问题与策略分析[J].消费导刊，2020（18）：48.