液氯重大危險源安全防控技術(shù)研究與應(yīng)用

俞廣亞

(河南神馬氯堿化工股份有限公司，河南 平頂山 467001)

【環(huán)保與安全】

液氯重大危險源安全防控技術(shù)研究與應(yīng)用

俞廣亞*

(河南神馬氯堿化工股份有限公司，河南 平頂山 467001)

液氯；重大危險源；安全防控技術(shù)

介紹了河南神馬氯堿化工股份有限公司建立的液氯重大危險源安全防控體系。該體系實現(xiàn)液氯重大危險源的安全可控。

氯是重要的基礎(chǔ)化工原料，廣泛應(yīng)用于石油化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。但液氯屬劇毒危險化學(xué)品，在生產(chǎn)、運輸、儲存、使用過程中稍有不慎，就會出現(xiàn)安全事故，造成人員傷亡及財產(chǎn)損失。因此，開發(fā)液氯重大危險源安全防控技術(shù)，建立和完善防控體系，非常必要和迫切。氯堿工業(yè)是基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。近年來，氯堿行業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)規(guī)模不斷擴大，技術(shù)進步日新月異，市場競爭日趨激烈。企業(yè)生存和發(fā)展面臨的壓力也越來越大。河南神馬氯堿化工股份有限公司(以下簡稱“神馬氯堿股份”)憑借著煤、電、鹽的獨特優(yōu)勢，逐步做大做強的同時不斷堅持走科技進步之路，持續(xù)進行新技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用，不斷提高企業(yè)的核心競爭力。

1 安全防控技術(shù)實施的意義

在多年來的發(fā)展過程中，神馬氯堿股份雖在液氯重大危險源安全防控方面進行了多次嘗試，并取得了一些成績，但還不能做到液氯的全面安全防控。

隨著生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的積累和對工藝技術(shù)的深入研究，神馬氯堿股份對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝條件有了新的認識，在此基礎(chǔ)上提出了建立液氯重大危險源安全防控體系，實現(xiàn)液氯重大危險源的安全可控。

(1)實現(xiàn)液氯重大危險源風(fēng)險值大大降低。

(2)通過與設(shè)計單位共同研制，在國內(nèi)氯堿行業(yè)率先采用更安全的液氯雙層儲槽替換原有的單層儲槽，大大降低了液氯儲存風(fēng)險。

(3)采用無密封氣源、變頻控制的雙殼體磁力泵替代液下泵，使液氯包裝更加安全。

(4)實施液氯重大危險源工藝指標在線監(jiān)測、泄漏報警下線監(jiān)控、現(xiàn)場視頻在線監(jiān)控，設(shè)置密閉廠房和負壓事故氯自動連鎖抽空系統(tǒng)，把風(fēng)險限制在可控范圍。

(5)事故氯系統(tǒng)的改造完善，并實現(xiàn)自動連鎖，確保了事故氯氣的完全吸收，零泄漏。

(6)事故氯系統(tǒng)采用雙回路配合EPS供電，保證了該系統(tǒng)的全天候運行。

(7)采用聲光預(yù)警提示和超裝自動快速切斷，確保了液氯包裝的安全，杜絕了超裝的危險。

實現(xiàn)上述目標，不僅可以使工藝更加優(yōu)化，自動化程度高，操作更加簡單，而且可以實現(xiàn)液氯重大危險源的安全防控。就神馬氯堿股份而言，液氯重大危險源是該公司乃至平頂山市安全管理的重點和難點，在化工生產(chǎn)線中占居關(guān)鍵地位。經(jīng)過近年來的技術(shù)改造，重點工藝技術(shù)、主要設(shè)備達到國內(nèi)領(lǐng)先。相對而言，液氯重大危險源的防控技術(shù)水平不高、防控能力不足，成為制約神馬氯堿股份安全及整體實力發(fā)揮的薄弱環(huán)節(jié)。因此，對液氯重大危險源防控技術(shù)的研究與應(yīng)用意義巨大。通過組織技術(shù)人員廣泛調(diào)研論證，大家一致認為管控網(wǎng)絡(luò)建成將為神馬氯堿股份帶來明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 現(xiàn)狀

液氯生產(chǎn)工序是神馬氯堿股份氯氣平衡的關(guān)鍵，其運行狀況對整個化工生產(chǎn)線的安全穩(wěn)定運行具有重要影響。多年來，隨著公司生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，液氯生產(chǎn)能力有了很大的提高，但與公司現(xiàn)有安全要求、生產(chǎn)規(guī)模和裝置水平相比，該工序的自動化水平、技術(shù)水平、穩(wěn)定性等方面均存在一定的不足，重大危險源的管控是一個薄弱環(huán)節(jié)。主要問題有以下7個方面。

(1)氯氣系統(tǒng)穩(wěn)壓方式落后，手動調(diào)節(jié)，易造成氯氣壓力波動，使氯化氫及尾氯純度波動，危機全線生產(chǎn)安全。

(2)液氯儲存及包裝廠房屬于半敞開式，氯氣泄漏時擴散速度快，控制難度大，易出現(xiàn)安全事故及社會危害。

(3)液下泵輸送需要連續(xù)不斷的干氣進行隔離密封，不斷產(chǎn)生的混合氯氣須回收處理，物料浪費嚴重；在使用時，如果干燥空氣質(zhì)量不好(含水量高)，將對設(shè)備和管路產(chǎn)生腐蝕；另外，此泵的軸為柔性軸，細長，且與泵同長；此軸與液氯和密封混合氣接觸，容易被損壞，維修麻煩且成本高。

(4)事故氯原裝置僅能滿足緊急情況下生產(chǎn)系統(tǒng)事故氯吸收處理能力，處理時間在8 min以內(nèi)。由于處置時間短，遇到緊急情況制堿線必須快速大幅降電流或緊急停車。該系統(tǒng)的處理能力也只能滿足10萬t/a燒堿裝置的事故氯氣處理，再加上鋼瓶檢驗站及液氯包裝須處理的氯氣，該系統(tǒng)事故氯處理能力已不能滿足事故氯氣完全吸收、零泄漏的需要。

(5)事故氯供電系統(tǒng)雖然使用了雙回路供電，但雙回路電源卻無法實現(xiàn)事故氯系統(tǒng)的全天候運行。如果供電回路出問題，事故氯裝置將無法運行。

(6)液氯重大危險源危害大，巡檢點多，現(xiàn)場配管復(fù)雜、巡檢勞動強度大，自動化水平低，全靠人工操作及巡檢，無法實現(xiàn)對重大危險源的實時監(jiān)控，存在安全漏洞。

(7)液氯包裝自動化水平低，全靠人工操作，包裝壓力波動大，不易控制，影響包裝安全。操作工易出現(xiàn)操作失誤，發(fā)生超裝事故，安全系數(shù)低。

3 研究的主要過程

充分研究液氯重大危險源安全防控現(xiàn)狀，進行深入分析找出原因，確定裝置配置的合理方案，在對現(xiàn)有公用工程能力核算的基礎(chǔ)上進行改造，分析項目對環(huán)境的影響及應(yīng)采取的環(huán)保措施、安全衛(wèi)生措施和消防措施，擬定項目實施規(guī)劃，做投資估算并進行財務(wù)評價[1]。個人風(fēng)險分析對比見圖1、圖2。

圖1 未采取安全措施前的個人風(fēng)險等值曲線圖Fig.1 Individual risk contour curve before safety measures are taken

采取安全措施和未采取安全措施的個人風(fēng)險比較分析結(jié)果為：采取措施后，能顯著降低個人風(fēng)險。采取安全措施前，10-5個人風(fēng)險等值線覆蓋較大范圍，且超出廠區(qū)；采取安全措施后，10-5個人風(fēng)險等值線基本縮減為廠區(qū)內(nèi)很小區(qū)域，因此神馬氯堿股份廠內(nèi)操作人員作業(yè)風(fēng)險基本可以接受。

這說明企業(yè)目前采取的安全措施對于降低企業(yè)風(fēng)險是有效的。另外,用危險源的潛在生命損失值來比較采取安全措施前后的對比情況。危險源的潛在生命損失值，表示由于重大危險源發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒等意外事故，造成單位時間內(nèi)潛在的生命損失值(PLL)。

圖2 采取安全措施后的個人風(fēng)險等值線圖Fig.2 Individual risk contour curve after safety measures are taken

社會風(fēng)險分析對比如圖3、圖4所示。

圖3 企業(yè)未采取安全措施前的社會風(fēng)險曲線圖Fig.3 Social risk contour curve before enterprise takes safety measures

圖4 企業(yè)采取安全措施后的社會風(fēng)險曲線圖Fig.4 Social risk contour curve after enterprise takes safety measures

PLL值可按下式計算：

(1)

式中：

PLL為重大危險源的潛在生命損失值，人/a；

Pi為危險源的第i個事故情景發(fā)生的概率,%；

Ni為危險源的第i個事故情景造成的死亡人數(shù),名；

S為危險源事故情景的個數(shù)，個。

據(jù)式(1)計算，可得重大危險源的潛在生命損失值，從而分析出裝置的總體社會風(fēng)險值。

4 方案確定

液氯重大危險源安全防控，以優(yōu)化設(shè)施、設(shè)備、工藝及控制條件，以液氯重大危險源的安全可控，事故無害化處理及多項條件試驗為依據(jù)，確定工藝方案。

通過創(chuàng)新安裝使用雙層儲槽，實施生產(chǎn)廠房密閉改造及自動化連鎖控制，同時對實施雙數(shù)據(jù)采集監(jiān)測、氯氣泄漏監(jiān)測及視頻監(jiān)控，并布設(shè)與事故氯連接的負壓抽空管道，確保有氯氣泄漏時第一時間有探察報警，并進行自動吸收處理；液氯輸送采用零泄漏變頻控制的雙殼體磁力泵；液氯包裝系統(tǒng)采用包裝預(yù)警與超裝連鎖切斷雙重保險的安全控制方式；氯氣處理采用自動切換的EPS供電裝置與正常雙回路供電的三保險配合。再加裝晃電保護器的動力設(shè)備，確保事故氯系統(tǒng)的全天候運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了事故氯氣的完全吸收、零泄漏。

實施DCS 操作、視頻監(jiān)控及氯氣監(jiān)測報警集中自動連鎖控制，形成了液氯重大危險源安全防控網(wǎng)，實現(xiàn)監(jiān)測、檢測、預(yù)警、連鎖及處置于一體的防控體系。

5 安全效益、社會效益

由于液氯重大危險源安全防控技術(shù)的建成應(yīng)用，實現(xiàn)液氯儲存及充裝安全系數(shù)的進一步提高，大大降低了液氯生產(chǎn)、儲存、充裝危險性風(fēng)險值，使液氯生產(chǎn)更加安全穩(wěn)定，防止了氯氣泄漏事故的發(fā)生，杜絕氯氣泄漏及處理不完全的社會及人員安全問題，增強事故的處理能力，最大限度地防止安全事故的發(fā)生，使液氯生產(chǎn)處于可控狀態(tài)，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了可靠保障，從而達到可持續(xù)發(fā)展的要求；同時，也改變了氯堿行業(yè)高污染形象，實現(xiàn)了企業(yè)的安全發(fā)展及社會的和諧，有較大的安全效益和社會效益，符合安全與節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展及建設(shè)節(jié)約型社會的國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，其安全效益和社會效益顯著。

[1] 中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院.河南神馬氯堿化工股份有限公司定量風(fēng)險評價報告[R].河南，2010-08.

[編輯：費紅麗]

Researchandapplicationofsafetymonitoringtechnologiesforliquidchlorinemajorhazardinstallations

YUGuangya

(Henan Shenma Chlor-Alkali Chemical Co,,Ltd,Pingdingshan 467001,China)

liquid chlorine; major hazards installation; safety monitoring technology

The safety monitoring system for liquid chlorine major hazard installations established in Henan Shenma Chlor-Alkali Chemical Industry Co.,Ltd. is introduced. The system realizes controllable safety of liquid chlorine major hazards installations.

TQ506

B

1008-133X(2017)07-0030-03

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俞廣亞(1976—)，男，工程師，現(xiàn)任河南神馬氯堿化工股份有限公司氯堿廠副廠長，一直從事安全生產(chǎn)管理工作。

2017-02-17