淺談化工企業(yè)離心機(jī)的氮?dú)獗Ｗo(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)

趙靜　孫鈺翔

摘要：離心機(jī)作為通用的過濾分離設(shè)備，在化肥、化工、煉油、制藥、食品和國防等工業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。由于離心機(jī)所處理的物料種類繁多，而且許多是易燃易爆的物料（如甲苯、丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑），其引起燃燒爆炸事故的可能性就相應(yīng)較高。同時(shí)因其轉(zhuǎn)速極高，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)容易產(chǎn)生并積聚靜電，遇可燃物料及適宜環(huán)境條件極易引發(fā)燃燒爆炸事故；若操作不慎或違章作業(yè)，與轉(zhuǎn)動(dòng)著的離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料接觸，也易引發(fā)手指、手臂截?cái)嗟热松韨κ鹿实陌l(fā)生。此外，由于種種原因引起的轉(zhuǎn)鼓破裂、轉(zhuǎn)鼓位移、人孔蓋板飛出等也會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡事故。因此離心機(jī)在運(yùn)行過程中的安全性成為首要關(guān)注的問題。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；離心機(jī)；氮?dú)獗Ｗo(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)

離心機(jī)常見的事故類型有燃燒爆炸、操作失誤、機(jī)械傷人、腐蝕致使轉(zhuǎn)鼓破裂和異常振動(dòng)等，其中燃燒爆炸極易引起群死群傷事故，對此，公司設(shè)立專項(xiàng)研究項(xiàng)目以消除、解決離心機(jī)運(yùn)行過程中此類事故的發(fā)生。根據(jù)《離心機(jī)安全要求》JB 8525-1997[1]要求，其中5.4.1條處于密閉、易燃、易爆環(huán)境或潮濕環(huán)境下工作的離心機(jī)，應(yīng)符合密閉、防燃、防爆、防濕等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)的要求。其中，要做到防燃、防爆，就首先應(yīng)了解產(chǎn)生燃燒乃至爆炸的條件。

1 產(chǎn)生燃燒爆炸的要素及預(yù)防措施

產(chǎn)生爆炸的三個(gè)要素為溫度、火源、氧氣，防止產(chǎn)生化學(xué)性爆炸的三個(gè)基本條件的同時(shí)存在，是預(yù)防可燃物質(zhì)化學(xué)性爆炸的基本理論，即防止可燃物質(zhì)化學(xué)性爆炸全部技術(shù)措施的實(shí)質(zhì)，就是制止化學(xué)性爆炸三個(gè)基本條件的同時(shí)存在。其中：（1）溫度，對于具體的某一介質(zhì)，無論是液相還是氣相，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮離心機(jī)工作溫度，這主要取決于工藝條件，一般不易改變；（2）火源，在離心機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，對于運(yùn)動(dòng)件應(yīng)用足夠的安全空間，以消除可能產(chǎn)生的機(jī)械摩擦和撞擊，同時(shí)，機(jī)器必須有消除靜電的措施。對于制動(dòng)裝置，不得采用機(jī)械摩擦式制動(dòng)裝置，一般均采用電器能耗制動(dòng)的形式；（3）氧氣，一般采用惰性氣體保護(hù)，通過向離心機(jī)內(nèi)部充入氮?dú)庵脫Q里面的空氣，從而使氧氣濃度維持在安全范圍之內(nèi)。

根據(jù)以上內(nèi)容，我公司采取向離心機(jī)內(nèi)部通氮?dú)獗Ｗo(hù)的方法提高離心機(jī)工作的安全系數(shù)。以前，我公司的做法是在離心機(jī)上蓋設(shè)置一個(gè)氮?dú)膺M(jìn)氣口，一個(gè)氮?dú)獬鰵饪?，在離心機(jī)工作時(shí)向離心機(jī)內(nèi)腔持續(xù)充氮?dú)狻Ｖ劣诘獨(dú)鉂舛饶芊襁_(dá)到安全范圍則沒有定量的控制，因此，其氮?dú)獗Ｗo(hù)的可靠性很差。

鑒于該問題，我公司對離心機(jī)的氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增加氧含量的檢測、顯示裝置，對運(yùn)行過程中的離心機(jī)內(nèi)腔氧氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、定量控制，使氧含量控制在安全范圍以內(nèi)。

2 氮?dú)獗Ｗo(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

離心機(jī)氮?dú)獗Ｗo(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由PLC、氧含量變送器、氣體采樣泵、氣源三聯(lián)體、高低壓兩條氮?dú)夤苈罚ㄒ韵路Q大氮?dú)?、小氮?dú)猓⒙暪鈭?bào)警器組成。各部分功能介紹如下：

2.1 PLC，整套系統(tǒng)工作的中樞，由氧含量變送器、電控?fù)Q向閥等外部傳輸?shù)男盘?hào)控制整套系統(tǒng)的工作。

2.2 氧含量變送器實(shí)時(shí)檢測離心機(jī)內(nèi)部氧氣含量，當(dāng)檢測到離心機(jī)內(nèi)氧含量低于6%時(shí)可以啟動(dòng)離心機(jī)，若離心機(jī)內(nèi)氧含量高于6%則不能啟動(dòng)離心機(jī)。離心機(jī)啟動(dòng)后，小氮?dú)忾y門自動(dòng)打開向離心機(jī)內(nèi)通氮?dú)?，離心機(jī)在運(yùn)行過程中，當(dāng)氧含量高于8%時(shí)，大氮?dú)忾y門自動(dòng)打開，加大氮?dú)膺M(jìn)氣量，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。如果加大氮?dú)膺M(jìn)氣量后氧含量繼續(xù)上升并且超過10%時(shí)，離心機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)。同時(shí)，聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，提醒操作人員該處有故障請及時(shí)進(jìn)行檢查。

2.3 氣體采樣泵使進(jìn)入離心機(jī)內(nèi)腔的氮?dú)馀c空氣進(jìn)行混合后將氣體吸至氧含量變送器傳感器處，檢測離心機(jī)內(nèi)部氧氣含量，使檢測數(shù)值更加準(zhǔn)確。

2.4 氣源三聯(lián)體，過濾氣體中的水分、雜質(zhì)粉塵，使氧含量變送器檢測的氣體是干燥、潔凈的，延長氧含量變送器傳感器的壽命。

2.5 大氮?dú)狻⑿〉獨(dú)鈨蓷l管路，由電控?fù)Q向閥控制，根據(jù)氧含量變送器檢測的數(shù)據(jù)開啟或關(guān)閉氮?dú)夤苈?。幾部分組成的簡單示意圖如圖1所示：

3 接線原理圖

氮?dú)獗Ｗo(hù)自動(dòng)控制系統(tǒng)與原有離心機(jī)控制箱的接線圖，如圖2。

4 系統(tǒng)操作及實(shí)現(xiàn)功能

在離心機(jī)操作過程中，依次按下離心機(jī)電源按鈕和充氮?dú)獍粹o，大氮?dú)忾y門自動(dòng)打開，開始向離心機(jī)內(nèi)充氮?dú)?。?dāng)離心機(jī)內(nèi)氧含量低于6%時(shí)啟動(dòng)離心機(jī)，若離心機(jī)內(nèi)氧含量高于6%則離心機(jī)不能啟動(dòng)。當(dāng)離心機(jī)啟動(dòng)后，小氮?dú)忾y門自動(dòng)打開向離心機(jī)內(nèi)通氮?dú)?，離心機(jī)在運(yùn)行過程中，當(dāng)氧含量高于8%時(shí)，大氮?dú)忾y門自動(dòng)打開，加大氮?dú)膺M(jìn)氣量，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。如果加大氮?dú)鈿饬亢笱鹾坷^續(xù)上升并且超過10%時(shí)，離心機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)。

停離心機(jī)時(shí)，按下離心機(jī)制動(dòng)按鈕，10分鐘后小氮?dú)夂脱鹾繖z測泵停止工作。注：如果此時(shí)需開起離心機(jī)蓋，應(yīng)按下充氮?dú)獍粹o，停止氧含量報(bào)警裝置的電源系統(tǒng)或按下離心機(jī)總電源，停止整套報(bào)警系統(tǒng)的電源。

5 結(jié)束語

通過近兩年的運(yùn)行，有效的控制了離心機(jī)單元操作過程的危險(xiǎn)因素，降低了風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，離心機(jī)事故事件數(shù)量及態(tài)勢明顯降低，成效顯著。目前已在本地區(qū)同行業(yè)之間推廣運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

[1]《離心機(jī)安全要求》 JB8525-1997