馬鋼苯加氫油庫罐區(qū)設(shè)置ESD緊急停車系統(tǒng)

方 超

(馬鋼集團(tuán)辦公室 安徽馬鞍山 243000)

1 馬鋼苯加氫生產(chǎn)現(xiàn)狀

馬鋼苯加氫裝置于2012年3月建成投產(chǎn)，油庫區(qū)域內(nèi)含16個貯槽，其中3個輕苯貯槽容積均為4500立方米，在日常生產(chǎn)時，輕苯貯槽可能存在以下安全隱患：

1)在輸送輕苯過程中，進(jìn)出口管道閥門若發(fā)生斷裂，無法在第一時間切斷輕苯貯槽進(jìn)料，造成重大安全事故。

2)在輸送輕苯過程中，貯槽內(nèi)輕苯液位高度一旦超過設(shè)計(jì)高度，大量輕苯會通過貯槽頂部呼吸閥進(jìn)行噴灑泄漏，造成重大安全事故。

出現(xiàn)以上安全隱患是由于在苯加氫建設(shè)期間國家安監(jiān)局未對油庫區(qū)域設(shè)計(jì)ESD安全聯(lián)鎖進(jìn)行規(guī)定；然而安監(jiān)總管三(2016)62號《遏制危險(xiǎn)化學(xué)品和煙花爆竹重特大事故工作意見》的規(guī)定：凡是構(gòu)成一級、二級重大危險(xiǎn)源，未設(shè)置緊急停車(緊急切斷)功能的危險(xiǎn)化學(xué)品罐區(qū)，一律停止使用。因此，苯加氫油庫區(qū)域輕苯貯槽增設(shè)ESD安全聯(lián)鎖切斷裝置勢在必行。

2 改造方案分析與探討

2.1 油庫區(qū)域緊急切斷裝置改造方案確定

2.1.1 凈化分廠輕苯輸送管道改造

苯加氫生產(chǎn)所需要的原料輕苯是凈化分廠通過管道輸送到苯加氫油庫區(qū)域內(nèi)3個容積均為4500立方米的輕苯貯槽內(nèi)。在凈化分廠輕苯輸送泵出口壓力和輕苯輸送泵電源的增加聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)輕苯輸送泵出口壓力超過一定的壓力時停泵。由于凈化分廠輕苯輸送管道距離較遠(yuǎn)，輕苯貯槽若發(fā)生泄漏無法第一時間進(jìn)行有效切斷，因此該改造方案存安全隱患。

2.1.2 油庫區(qū)域內(nèi)重要貯槽進(jìn)出口管道增加緊急切斷裝置

根據(jù)國家安監(jiān)局相關(guān)安全要求同時結(jié)合苯加氫油庫罐區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)狀，對油庫區(qū)域輕苯槽ABC、純苯槽AB進(jìn)出口管道進(jìn)行改造增加緊急切斷裝置?？紤]到《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全管理辦法》第二十九條規(guī)定：“重大危險(xiǎn)源半徑30m范圍內(nèi)嚴(yán)禁明火和散發(fā)火花。確因工作需要動用明火或進(jìn)行可能散發(fā)火花的作業(yè)，應(yīng)辦理“一級動火工作票”，在檢測可燃?xì)怏w濃度符合規(guī)定后方可動火?！痹摳脑旆桨冈趯?shí)施過程中需要動火作業(yè)，現(xiàn)苯加氫油庫儲罐雖采用內(nèi)浮頂儲罐，但罐頂與罐壁周圍開設(shè)有通氣孔，在實(shí)際使用中，當(dāng)浮盤下降時，由于粘附在罐壁上的油膜蒸發(fā)等原因，浮盤與拱頂間的空間，仍會有油蒸氣積聚并通過罐壁通氣孔不斷排出，所以未經(jīng)過放空、置換、蒸煮的儲罐都會從通氣孔不斷溢出可燃?xì)怏w，因此該改造方案危險(xiǎn)系數(shù)高，同時改造費(fèi)用較大。

2.1.3 油庫區(qū)域輕苯槽的兩根DN80的輕苯管道增加緊急切斷裝置

根據(jù)國家安監(jiān)局相關(guān)安全要求同時結(jié)合苯加氫油庫罐區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)狀，利用在凈化分廠到苯加氫油庫輕苯槽的兩根DN80輕苯管道上現(xiàn)有的質(zhì)量流量計(jì)法蘭處，各增加一個緊急切斷閥，使之分別與三個輕苯槽的液位聯(lián)鎖，在DCS實(shí)現(xiàn)高液位報(bào)警及緊急切斷功能，這樣不僅避免了油庫區(qū)域的動火作業(yè)，同時節(jié)省了大量改造費(fèi)用。

圖1 油庫輕苯槽、管道流程圖

2.2 油庫ESD緊急切斷裝置硬件選型及功能實(shí)現(xiàn)

易燃易爆場所下，緊急切斷閥的基本作用與基本性能：

2.2.1 基本作用：在危急狀態(tài)下，安全、迅速切斷、隔離危險(xiǎn)源，降低危險(xiǎn)延伸及范圍擴(kuò)大。

2.2.2 基本性能：

1)切斷可靠性；

2)耐火性能；

3)切斷響應(yīng)時間；

4)關(guān)斷過程對流體的阻斷性能；

5)開啟狀態(tài)下對流體的輸送影響；

6)自動防故障裝置；

7)閥位指示；

8)就地手動復(fù)位；

9)復(fù)位開關(guān)；

10)抗沖擊性能；

圖2 切斷閥安裝位置示意圖

綜上分析：

1)在凈化分廠到苯加氫油庫輕苯槽的兩根DN80的輕苯管道上個增加兩臺氣動切斷球閥，儀表位號為XV-51511，XV-51512。

2)兩臺切斷閥相關(guān)信號接至 DCS 系統(tǒng)3號控制器的數(shù)字量輸入、輸出備用通道上，利用備用的接線端子。

2.3 油庫ESD緊急切斷裝置軟件功能實(shí)現(xiàn)

1. XV-51511，XV-51512 聯(lián)鎖關(guān)系如下：當(dāng)輕苯槽液位計(jì) LISA-51501A-C≥19.5m 時，關(guān)閉 XV-51511、XV-51512。

2.凈化輕苯進(jìn)油庫輕苯槽切斷閥XV-51511、XV-51512日常處于“聯(lián)鎖投用”狀態(tài)。

3.在“聯(lián)鎖投入”情況下，輕苯大槽液位LIA_51501A、B、C任意一個高于19.5 m時，切斷閥XV-51511、XV-51512的電磁閥同時失電，切斷閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

4.只有當(dāng)輕苯槽液位低于19.5米時，點(diǎn)擊流程圖畫面上的“復(fù)位”鍵后，再操作“命令：開”，打開切斷閥。

5.切斷閥及電磁閥的開關(guān)狀態(tài)，在流程圖上閥的顏色可以顯示出來,綠色代表“開”，紅色代表“關(guān)”，黃色代表“故障”。

3 預(yù)防措施及控制手段

為避免輸送輕苯過程中因緊急切斷對輕苯輸送泵的損害，凈化分廠輕苯輸送泵出口壓力和輕苯輸送泵電源的增加聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)輕苯輸送泵出口壓力超過一定的壓力時停泵。具體的壓力聯(lián)鎖參數(shù)為：第一凈化分廠，輕苯輸送泵出口壓力0.8 MPa；第二凈化分廠，輕苯輸送泵出口壓力0.9 MPa。

圖3 改造前油庫緊急切斷裝置控制界面

圖4 改造后油庫緊急切斷裝置控制界面

4 結(jié)論

通過在凈化分廠到苯加氫油庫輕苯槽的兩根DN80的輕苯管道上個增加一個緊急切斷閥，使之分別與三個輕苯槽的液位聯(lián)鎖，在DCS實(shí)現(xiàn)高液位報(bào)警及緊急切斷功能。如果輕苯貯槽發(fā)生泄漏，ESD系統(tǒng)第一時間實(shí)現(xiàn)緊急切斷功能，避免苯大量泄漏事故的發(fā)生，確保人身、裝置的安全。