關(guān)于液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造的探究

馬曉夙（大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

液氨作為一種在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的化學(xué)原料，具有腐蝕性并且極易揮發(fā)。為此，人們通常會采用冷卻或加壓的方式，將氣態(tài)氨轉(zhuǎn)化為液態(tài)以便于運輸和儲存，所以研究者要深入探究液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造，并采取有效方式，來降低液氨罐事故發(fā)生的幾率，保障工業(yè)產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)。

1 系統(tǒng)改造的危險與可操作性分析

根據(jù)國家制定的《危險化學(xué)品重大危險源辨識》內(nèi)容，10t的氨就已經(jīng)可以劃為重大危險源，其中一級和二級的重大危險源需要設(shè)置安全儀表系統(tǒng)。而現(xiàn)階段，大部分工業(yè)生產(chǎn)廠家所持有液氨罐區(qū)，從規(guī)模上來看，都需要配備安全儀表系統(tǒng)，來保證生產(chǎn)的安全性。而在液氨罐區(qū)的運作中，由于氨的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此當(dāng)罐區(qū)的溫度、壓力、液位等變量超限，或設(shè)備出現(xiàn)故障時，會導(dǎo)致罐區(qū)發(fā)生危險，威脅工作人員的人身安全和企業(yè)財產(chǎn)安全。為此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)前液氨罐區(qū)的安全儀表系統(tǒng)設(shè)置狀態(tài)，維持系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運作的基礎(chǔ)上，積極引入先進(jìn)的安全技術(shù)，來優(yōu)化改造儀表系統(tǒng)，這樣可以確保改造策略的可操作性，提升企業(yè)的安全生產(chǎn)水平。

2 安全儀表系統(tǒng)改造探究

2.1 SIS系統(tǒng)建設(shè)

傳統(tǒng)的安全儀表系統(tǒng)類型通常以DCS為主，它主要包含現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站等結(jié)構(gòu)，在操作過程中，需要工作人員將各種操作參數(shù)引入控制系統(tǒng)，然后根據(jù)實際情況來進(jìn)行指示、調(diào)節(jié)、計算、報警等操作，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制。但是從目前來看，該系統(tǒng)不需要安全認(rèn)證，安全級別較低，已經(jīng)無法滿足如今的安全生產(chǎn)需求了，因此工作可以采用SIS系統(tǒng)，來改造傳統(tǒng)的安全儀表系統(tǒng)，增強液氨罐區(qū)的安全保障效果。在SIS系統(tǒng)方面，該系統(tǒng)是一套獨立的安全系統(tǒng)，當(dāng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常時，它會馬上發(fā)出邏輯信號，來啟動相應(yīng)的安全保障措施。此外，相較于傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)，SIS系統(tǒng)包含檢測執(zhí)行部分，能夠確保系統(tǒng)運作的準(zhǔn)確性，同時簡化了安全保障確認(rèn)執(zhí)行的程序，即如果液氨罐區(qū)運作超越安全極限，無需參數(shù)引入等步驟，就可以直接將設(shè)備和工藝轉(zhuǎn)至安全狀態(tài)，因此安全性能較強。在此過程中，工作人員要設(shè)置好對儲罐液位、壓力高低的檢測職能，并將其與連鎖裝置相連接，使連鎖裝置能夠在壓力、液位出現(xiàn)異常時立刻啟動，同時還要構(gòu)建出緊急停車、旁路維護(hù)操作以及預(yù)警裝置，確保SIS系統(tǒng)可以順利發(fā)揮作用，全面優(yōu)化安全儀表系統(tǒng)的安全等級，促進(jìn)化工企業(yè)的安全、順利生產(chǎn)。

2.2 供電防雷設(shè)施改造

在安全儀表系統(tǒng)改造中，供電設(shè)施是確保系統(tǒng)能夠正常運行的關(guān)鍵因素，工作者需要為系統(tǒng)的運作提供穩(wěn)定、持續(xù)的電力供應(yīng)，來增強系統(tǒng)的可靠性。為此，在供電設(shè)施建設(shè)方面，可以采用2kW、220V 規(guī)格的交流電，并為系統(tǒng)配備2 套不間斷電源，實現(xiàn)系統(tǒng)的冗余供電，從而保障安全系統(tǒng)的穩(wěn)定運作，降低安全事故的發(fā)生幾率，與此同時，工作者還要構(gòu)建出一個供電安全管理系統(tǒng)，維護(hù)電源的正常運作。在此過程中，工作者需要根據(jù)供電設(shè)施的運行規(guī)律，結(jié)合設(shè)施運行中容易出現(xiàn)的故障，提前設(shè)計出故障應(yīng)對方案，并且制定設(shè)施維護(hù)計劃，以及維護(hù)操作規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保供電設(shè)施在性能方面上的穩(wěn)定，增強安全儀表系統(tǒng)的運作效果。此外，供電設(shè)施的構(gòu)建、維護(hù)工作人員要注意在操作過程中，做好安全防護(hù)措施，進(jìn)一步保障系統(tǒng)改造工作的安全性，優(yōu)化改造工作效果。而在防雷設(shè)施方面，為了降低雷雨天氣等自然環(huán)境因素對液氨罐區(qū)的安全防護(hù)工作造成的影響，需要在系統(tǒng)模擬量信號設(shè)施上安裝浪涌保護(hù)器，并在改造工程中依托當(dāng)前的接地系統(tǒng)，構(gòu)建聯(lián)合接地設(shè)施，使工作、保護(hù)區(qū)域在分別匯總后，統(tǒng)一接入控制室中的儀表接地排中，同時確保接地電阻小于4歐姆，這樣能夠提高系統(tǒng)的防雷能力，優(yōu)化改造效果，

2.3 故障防護(hù)措施改造

故障防護(hù)措施改造是液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造工程的重要組成部分，通過改造能夠使故障防護(hù)措施更好的發(fā)揮效用，幫助人們在突發(fā)狀況下保護(hù)自身和財產(chǎn)的安全，提升生產(chǎn)的安全性。在故障防護(hù)措施方面，需要將傳統(tǒng)的液位高高傳感器替換成SIL2認(rèn)證液位傳感器，同時通過當(dāng)前系統(tǒng)中的信號電纜，將液位高高信號輸入SIS系統(tǒng)，從而構(gòu)建出液位高高停進(jìn)料安全儀表功能，即在生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)液位高高情況時，系統(tǒng)中進(jìn)料閥的自動關(guān)閉功能，這樣可以有效降低化工生產(chǎn)中的潛在風(fēng)險。同理，在改造中安裝液位低傳感器，使得在液位低情況下出料閥門自動關(guān)閉，能夠進(jìn)一步健全安全儀表系統(tǒng)的安全保障功能，優(yōu)化防護(hù)措施的改造效果。此外，當(dāng)火災(zāi)等意外事故已經(jīng)發(fā)生時，由于此刻操作者基本無法靠近液氨罐，對根閥實施手動關(guān)閉操作，因此在改造中，工作者需要將手動閥改造為遠(yuǎn)程氣動閥，并在控制操作室中設(shè)置緊急關(guān)閉按鈕，構(gòu)建出緊急關(guān)閉功能，使液氨罐在根閥開、關(guān)、停等控制功能都能融入到SIS系統(tǒng)中，提高安全防護(hù)措施的可靠性，同時將根閥改造成故障安全型，使其在斷電、斷氣或其他故障條件下自動關(guān)閉，從而深入優(yōu)化液氨罐區(qū)的安全生產(chǎn)水平[1]。

2.4 檢測控制回路改造

檢測控制回路是液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)中用來及時體察信息異常的關(guān)鍵系統(tǒng)，因此需要在改造工程中利用PLC控制技術(shù)來優(yōu)化檢測控制回路，使其可以更好的發(fā)揮效用，保障液氨罐區(qū)的安全。在檢測控制回路方面，由于安全系統(tǒng)主要分為中控和現(xiàn)場兩個部分，因此工作人員要在中央控制室中的機柜間安裝PLC 系統(tǒng)，以便于操作者根據(jù)生產(chǎn)工藝和要求，來協(xié)調(diào)檢測控制回路的程序。而在現(xiàn)場方面，應(yīng)該設(shè)置好各類傳感器、切斷閥、調(diào)節(jié)閥，合理敷設(shè)控制電纜，確保安全生產(chǎn)所需的類信號，比如流量、壓力、溫度等，能夠順利的傳輸?shù)絇LC 控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)對液氨罐區(qū)工業(yè)生產(chǎn)的有效監(jiān)控。一般來說，在檢測控制回路的改造中，往往會采用先進(jìn)的三重冗余PLC 技術(shù)，該技術(shù)下的檢測控制回路，如果其中一套系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么備用系統(tǒng)就會進(jìn)行無縫的替換，這樣能夠大幅度增強檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，在回路運作過程中，還能借助OPC數(shù)據(jù)借口，結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通過web將生產(chǎn)中的工藝參數(shù)以及設(shè)備運行狀態(tài)輸送到特定的終端，全面提升了系統(tǒng)對液氨罐區(qū)的監(jiān)測和控制能力，這樣有助于液氨罐長時間保持安全狀態(tài)[2]。

2.5 其他應(yīng)用設(shè)備改造

在系統(tǒng)改造過程中，為了進(jìn)一步優(yōu)化液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)的改造效果，需要將其他應(yīng)用設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行改造，并引入先進(jìn)的設(shè)施，確保其他應(yīng)用設(shè)備系統(tǒng)的性能可以滿足改造后的液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)運作需求。在其他應(yīng)用設(shè)備方面，傳統(tǒng)的系統(tǒng)中通常會采用超聲波液位計，但這種液位計的故障率相對較高，并且精度低、波動大，因此為了優(yōu)化系統(tǒng)性能水平，需要將外置式超聲波液位計設(shè)備替換為伺服液位計及增加壓力變送器臺數(shù)，使他們的檢測信號，連同原有的儀表信號一起傳輸?shù)较到y(tǒng)中，實現(xiàn)DCS系統(tǒng)與SIS系統(tǒng)的雙重控制，為液氨罐區(qū)的安全提供有力的保障。在此過程中，采用的伺服液位計是一種高精度智能化的液位計類型，并且?guī)в袛?shù)字顯示表，通常采用疊加HART協(xié)議的形勢進(jìn)行傳輸，具有較強的使用性能。此外，應(yīng)當(dāng)盡量選擇智能型的變送器，并需具備安全認(rèn)證SIL2，這樣可以確保其他應(yīng)用設(shè)備的質(zhì)量，使安全儀表系統(tǒng)的運行更加可靠，降低事故發(fā)生幾率[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，做好液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造能夠增強工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的安全性。在液氨罐區(qū)，通過改造安全儀表系統(tǒng)可以提升系統(tǒng)的安全性、保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、增強防護(hù)措施的可靠性、對液氨罐區(qū)進(jìn)行有效的監(jiān)測和控制、降低事故發(fā)生的幾率，從而推動企業(yè)的發(fā)展。