石油化工裝置中塔設(shè)備的安全設(shè)計原則分析

黃林林

摘 要：石油化工是我國重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。同時石油化工行業(yè)也關(guān)系著交通、電子、機(jī)械等民生行業(yè)的發(fā)展，對人們的日常生活有著重大的影響。如何解決石油化工生產(chǎn)加工過程中的的安全問題，是人們一直關(guān)注的焦點。因此，就石油化工裝置中塔設(shè)備的不安全因素進(jìn)行分析，提出塔設(shè)備的安全設(shè)計原則。

關(guān)鍵詞：石油化工;塔設(shè)備;安全設(shè)計原則

引言

石油化工是石油化學(xué)工業(yè)的簡稱，是我國的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，涉及到能源、機(jī)械、農(nóng)業(yè)、建筑、紡織、交通、電子、建材、輕工等行業(yè)，所提供配套和服務(wù)被運用于為人們的日常生活中，在國民經(jīng)濟(jì)中也占有著重要地位。由此，石油化工裝置中的塔設(shè)備在安裝和設(shè)計問題漸漸受到人們的關(guān)注。因此對石油化工裝置中的塔設(shè)備的研究也越來越多，總的來看，對塔設(shè)備的研究也有了一定的成績。

一、石油化工裝置中的塔設(shè)備介紹

塔設(shè)備是石油化工生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的設(shè)備。在塔設(shè)備中可以進(jìn)行吸收、精餾、萃取、解吸、氣體的增濕與冷卻等單元操作。它可以使氣體和液體或兩液體兩相之間進(jìn)行充分接觸，以完成相互傳熱的目的，又可以使接觸之后的兩者相互分離，互不夾帶。

在石油化工生產(chǎn)裝置里邊，塔設(shè)備的成本占整個設(shè)備費用的25%左右，在化工生產(chǎn)裝置和煉油中的費用占到34%左右。塔設(shè)備的性能主要影響著整個裝置設(shè)備所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、消耗定額、生產(chǎn)能力以及三廢處理等各個方面。石油化工裝置中的塔設(shè)備的重要性是顯而易見的，并不是憑空捏造無事實根據(jù)的。

根據(jù)塔設(shè)備的種類不同，其作用也是大不相同，設(shè)備和管道布置的要求也不盡相同。像如填料塔、反應(yīng)塔管線較少，它只是側(cè)重于催化劑、切換、更換填料等比較特殊一點的檢修要求、生產(chǎn)操作上;板式塔則滿足填料塔、反應(yīng)塔的要求之外，還要對塔管口進(jìn)行特殊布置，這是由于板式塔塔內(nèi)部構(gòu)件比填料塔、反應(yīng)塔較復(fù)雜一些。塔設(shè)備的管道布置主要流程是，首先根據(jù)設(shè)備布置和工藝流程進(jìn)行配管研究，然后根據(jù)設(shè)備圖與配管研究準(zhǔn)確確定管口方位，同時也要進(jìn)行對塔設(shè)備梯子、平臺的設(shè)置，其次是確定設(shè)備管口方位以及詳細(xì)設(shè)計管道的，最后根據(jù)管線的應(yīng)力條件與管架標(biāo)準(zhǔn)來完成支架設(shè)置。

二、石油化工中塔設(shè)備裝置的不安全因素

（一）泄露導(dǎo)致中毒的危險因素

由于塔設(shè)備裝置的設(shè)計和安裝具有一定的復(fù)雜性，設(shè)備在安裝中極有可能存在被忽視的地方，也有受到壓力與熱力的周期性變化，會導(dǎo)致在生產(chǎn)過程通過泄露了一些反應(yīng)物的有害氣體，造成人體正常結(jié)構(gòu)發(fā)生病理性的變化，弱化人的反應(yīng)能力，很難正確做出判斷以及采取恰當(dāng)?shù)淖晕覡I救措施，重則嚴(yán)重侵害人的生命安全。

（二）塔設(shè)備內(nèi)膨脹反應(yīng)發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險因素

石油化工的塔設(shè)備在加工生產(chǎn)的時候，塔設(shè)備內(nèi)會有大量的可燃?xì)怏w，像如：粉塵、油氣與空氣形成混合物，在達(dá)到一定的極限或者說是一定的密度時，就容易被引燃，從而發(fā)生火災(zāi)爆炸。爆炸對人的沖擊力是特別強(qiáng)大的、殺傷力也不可小覷、對周邊的環(huán)境設(shè)備以及人員造成極大的破壞性，同時還會造成環(huán)境污染。我國于1984年某廠設(shè)備裝置的火災(zāi)爆炸事故給我們了一個嚴(yán)肅的教訓(xùn)。因此防范塔設(shè)備內(nèi)膨脹反應(yīng)可能發(fā)生的獲字爆炸極為重要，一旦造成不良后果，那么將損失巨大。

（三） 石油化工中塔設(shè)備裝置的腐蝕因素

腐蝕是指在自然環(huán)境中金屬材料、由金屬材料制成的結(jié)構(gòu)物，與其所處環(huán)境的一些介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用或者電化學(xué)反應(yīng)而引起金屬材料以及它所制成結(jié)構(gòu)物的破壞和變質(zhì)。一些塔設(shè)備長期處于外界環(huán)境中，被風(fēng)吹雨淋，很容易被腐蝕，導(dǎo)致管道和設(shè)備遭到破壞，從而引發(fā)事故的發(fā)生。

（四） 明火也是引發(fā)安全隱患的重要因素

通過查閱資料表明：一個0.5mm長的火花或者電弧就可以把氫氣引燃。塔設(shè)備裝置周圍總是有人經(jīng)過，也有主動接觸，難免會與周圍的物體產(chǎn)生摩擦出現(xiàn)電弧、撞擊磨擦火花等以引燃爆炸性混合物。所以應(yīng)盡量將塔設(shè)備隔離出來，在塔周圍要禁止煙火。以此做到防患于未然。

三、石油化工中塔設(shè)備的安全設(shè)計

（一）加強(qiáng)塔設(shè)備密封系統(tǒng)

對不斷散發(fā)有毒氣體、可燃的酸霧、粉塵等生產(chǎn)系統(tǒng)，塔設(shè)備應(yīng)當(dāng)設(shè)計成密閉的，還要加強(qiáng)除塵、除霧的設(shè)施。低沸點有毒液體、可燃液體通過與空氣中的水、氧氣發(fā)生氧化導(dǎo)致變質(zhì)時要采用惰性氣體進(jìn)行密封，并且要在保證惰性氣體系統(tǒng)安全條件下。工作人員應(yīng)當(dāng)對具有腐蝕性的介質(zhì)，采取恰當(dāng)?shù)姆乐垢g的措施。

（二）對塔設(shè)備的儀表和自動控制實行安全設(shè)計

塔設(shè)備的儀表和自動控制有：分析儀表、現(xiàn)場危險區(qū)域的儀表、控制器、有害氣體濃度監(jiān)測儀表、儀表線纜等都應(yīng)設(shè)置警報裝置，以便工作人員在最短的時間內(nèi)做出反應(yīng)，采取措施來保護(hù)公共財產(chǎn)。

（三）加強(qiáng)塔設(shè)備裝置的布置與設(shè)計

建構(gòu)筑物、通道布置和設(shè)備都屬于裝置布置范圍，時刻要確保塔設(shè)備在加工生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行，規(guī)范符合安全的間距，操作要便于維修和消防作業(yè)，方便人員的疏散。設(shè)備與建筑物間的防火間距要完全符合GB50160的規(guī)定;設(shè)備布置應(yīng)當(dāng)符合工藝對設(shè)備布置的要求，如設(shè)備間位差、泵灌注頭;避免引燃源，即危險的釋放源與明火加熱設(shè)備鄰近布置。

（四）加強(qiáng)塔設(shè)備的的安全設(shè)計

石油化工裝置中塔設(shè)備的規(guī)模較大，在塔設(shè)備的設(shè)計布置時，應(yīng)加強(qiáng)安全設(shè)計觀念，從源頭上降低事故發(fā)生風(fēng)險。在塔設(shè)備的構(gòu)建過程中，應(yīng)在考慮生產(chǎn)加工效率的同時，對維修及消防進(jìn)行合理布置，對避開可燃源、各設(shè)備間相互影響導(dǎo)致設(shè)備損害等進(jìn)行測試研究，科學(xué)合理的設(shè)計生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中較危險設(shè)備的安置方位和避讓措施，如明火加熱設(shè)備的周圍不放置易燃易爆的設(shè)備，秉承安全設(shè)計原則，規(guī)范各設(shè)備的安全距離和操作流程，預(yù)留消防通道，方便人員撤離。

（五）加強(qiáng)塔設(shè)備內(nèi)部密封

塔設(shè)備在生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生大量的可燃物及有毒氣體，如果泄露或堆積，會對環(huán)境及人員產(chǎn)生極大的危害。因此在設(shè)計塔設(shè)備時設(shè)計人員應(yīng)考慮到塔設(shè)備密封性，保證材料的耐腐蝕性，封鎖有害物質(zhì)流出。同時，設(shè)計塔設(shè)備應(yīng)考慮生產(chǎn)加工中系統(tǒng)地消除有毒物質(zhì)及可燃物。為防止因可燃?xì)怏w充斥引起的火災(zāi)爆炸，在設(shè)計初應(yīng)具有除塵、釋放惰性氣體、抑制可燃物氧化燃燒的環(huán)節(jié)。加強(qiáng)塔設(shè)備的密封及設(shè)計惰性安全體系，保障生產(chǎn)加工的安全。

四、結(jié)語

本文知識簡要的描述了石油化工裝置中的塔設(shè)備，從而尋找了塔設(shè)備裝置主要的不安全因素，進(jìn)而提出了在石油化工中塔設(shè)備的安全設(shè)計策略。其實，在實際的工程中塔設(shè)備裝置是極為復(fù)雜的，有著許多的特殊要求。只有在日常生活中不斷學(xué)習(xí)、積累、總結(jié)才能更好地了解塔設(shè)備，才能在設(shè)計的時候減少失誤，在安裝的時候更加合理、更加安全。

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