化工企業(yè)危險(xiǎn)工藝自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖的相關(guān)探討

王忠

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，企業(yè)的發(fā)展也十分迅速?；て髽I(yè)在生產(chǎn)的過程中，經(jīng)常會(huì)遇到很多不穩(wěn)定的材料以及使用工藝，對(duì)整體工作來說是非常不利的，會(huì)使安全事故的發(fā)生概率直線提升，因此化工企業(yè)中危險(xiǎn)工藝自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)的主要研究方向。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè);危險(xiǎn)工藝;自動(dòng)化控制;安全聯(lián)鎖

引言

為使化工生產(chǎn)裝置及危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)、使用等各方面的本質(zhì)安全性能得到一個(gè)提升，讓風(fēng)險(xiǎn)得到一定的降低，一些在生產(chǎn)過程中涉及危險(xiǎn)工藝的化工企業(yè)需要在相關(guān)部門的監(jiān)管下對(duì)不滿足安全要求的化工生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)化控制的改造和安全聯(lián)鎖的改造，如此才能夠讓生產(chǎn)過程變得更加安全可靠。目前，我國化工企業(yè)在生產(chǎn)過程方面需要用到很多危險(xiǎn)工藝，這些企業(yè)對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制及聯(lián)鎖的應(yīng)用程度有所區(qū)別，很多生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化水平達(dá)不到應(yīng)有的安全標(biāo)準(zhǔn)，而且有些裝置缺少緊急停車的自動(dòng)聯(lián)鎖系統(tǒng)，以上都說明這些裝置需要進(jìn)行自動(dòng)化控制和安全聯(lián)鎖的改造工作。

1自動(dòng)化控制以及安全聯(lián)鎖方式

1.1可編程序控制器

該種模式主要是為設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行過程創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)的編程環(huán)境，從而構(gòu)建完善的邏輯控制器，強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行的數(shù)字化和信息化水平。利用這一方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行程序?qū)嵤┤^程和全方位控制，對(duì)生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行全過程實(shí)時(shí)監(jiān)督和自動(dòng)化控制，為生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行和聯(lián)鎖控制提供保障。其主要的應(yīng)用方式是在成套的生產(chǎn)設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，從而起到良好的自動(dòng)化控制作用，但是對(duì)于邏輯較為復(fù)雜、任務(wù)量較重的自動(dòng)控制程序中不適用。

1.2DCS集散控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由工程師站、操作站、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站等結(jié)構(gòu)組成，并在通信網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)軟件的基礎(chǔ)上形成一個(gè)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其主要的功能是對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行全天候的監(jiān)控和管理、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理，并對(duì)收集的相關(guān)圖形進(jìn)行處理等功能。該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)控制功能，保障自動(dòng)化生產(chǎn)的順利進(jìn)行。該系統(tǒng)主要應(yīng)用在控制規(guī)模較大，且不間斷的自動(dòng)化生產(chǎn)中進(jìn)行控制。

1.3ESD緊急停車系統(tǒng)

隨著社會(huì)的逐漸發(fā)展，化工企業(yè)生產(chǎn)理念逐漸得到改善，ESD系統(tǒng)也在此過程中不斷優(yōu)化創(chuàng)新，逐漸更新?lián)Q代，其應(yīng)用級(jí)別日漸提升。一般情況下，ESD系統(tǒng)處于靜態(tài)的工作狀態(tài)中，一旦生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生異?；蛘呤蔷o急情況，ESD系統(tǒng)會(huì)發(fā)出一系列的聯(lián)鎖信號(hào)，并開啟安全保護(hù)狀態(tài)，防止設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)大，有效控制危險(xiǎn)系數(shù)，極大程度上降低了風(fēng)險(xiǎn)傷害程度。

2自動(dòng)化控制的實(shí)際應(yīng)用

2.1化學(xué)反應(yīng)器中的應(yīng)用

化學(xué)反應(yīng)器在化工企業(yè)中屬于存有較高危險(xiǎn)隱患的裝置部分，其所采用的工藝有著嚴(yán)格的溫度、液位、流量等要求，在化學(xué)反應(yīng)器中其各個(gè)單元在實(shí)際的運(yùn)作中有著較為復(fù)雜的工藝特點(diǎn)，在此情況下必須要采用相應(yīng)的報(bào)警裝置及安全聯(lián)鎖裝置來對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，而自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。第一，對(duì)化學(xué)反應(yīng)器的流量進(jìn)行控制，在化工企業(yè)的生產(chǎn)中其化學(xué)材料的配比有著嚴(yán)格的要求，在此情況下則需要對(duì)反應(yīng)液的流量進(jìn)行嚴(yán)格控制來防止其出現(xiàn)安全隱患，采用自動(dòng)化控制則可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的控制，使其流量控制標(biāo)準(zhǔn)化程度提高，避免出現(xiàn)人為操作失誤;第二，對(duì)化學(xué)反應(yīng)器的溫度進(jìn)行控制，通過自動(dòng)化控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)器溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的，當(dāng)溫度與標(biāo)準(zhǔn)要求不符時(shí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)則會(huì)進(jìn)行緊急切斷，防止安全事故的發(fā)生。

2.2聚合反應(yīng)器中的應(yīng)用

在聚合反應(yīng)器中選擇自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其目的是加強(qiáng)對(duì)壓力調(diào)節(jié)的自動(dòng)化控制，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器的壓力狀態(tài)和參數(shù)設(shè)置，使反應(yīng)器保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，若在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)超壓問題，自動(dòng)化控制技術(shù)可自動(dòng)、及時(shí)地采取相應(yīng)措施，例如基于安全聯(lián)鎖機(jī)制關(guān)閉其進(jìn)料口，并且能及時(shí)自動(dòng)地加入聚和反應(yīng)終止劑，暫停生產(chǎn)運(yùn)作并通過其他系統(tǒng)關(guān)聯(lián)進(jìn)行泄壓，自動(dòng)開啟冷卻降溫功能、同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全卸放功能的自動(dòng)化控制，物料泄放出來之后能夠?qū)崿F(xiàn)安全回收。

2.3蒸餾塔中的應(yīng)用

在混合液的分離提純工藝中，所涉及的技術(shù)主要為蒸餾技術(shù)。通過自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸餾塔系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)和被調(diào)節(jié)參數(shù)的監(jiān)測(cè)和報(bào)警，及時(shí)提醒或中止因參數(shù)缺少或過量引起的蒸餾異常，保證蒸餾質(zhì)量和安全施工。

2.4換熱器中的應(yīng)用

在化工生產(chǎn)過程中，主要應(yīng)用到的換熱器設(shè)備有冷卻器、冷凝器以及再沸器等，通過對(duì)這些儀器設(shè)備的參與調(diào)解，來達(dá)到控制其溫度的目的。其應(yīng)用模式主要有：通過對(duì)傳熱面積的調(diào)節(jié)控制溫度;通過對(duì)工藝物料出口溫度的調(diào)節(jié)控制溫度;改變溫差。

2.5危險(xiǎn)物料儲(chǔ)罐

在對(duì)危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其液位、壓力和溫度等各項(xiàng)指標(biāo)，在任何一個(gè)指標(biāo)超出限值時(shí)及時(shí)做出提示并中止工作。對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行安全措施保障的設(shè)置，例如在儲(chǔ)罐頂部設(shè)置氮封裝置、噴淋水等降溫裝置，用以防出現(xiàn)泄露或高溫高壓等危險(xiǎn)狀況;通過在設(shè)備隔堤內(nèi)設(shè)置可燃或有毒氣體報(bào)警檢測(cè)器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周圍超標(biāo)的易燃或和有毒氣體。另外，在工作場(chǎng)所還要配置一定量的滅火設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一定的防火滅火能力。

3安全聯(lián)鎖的改造

3.1對(duì)危險(xiǎn)工藝風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析

第一，需要對(duì)化工企業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的各類原料及產(chǎn)品的性質(zhì)進(jìn)行分析，以此來判斷這些在生產(chǎn)中所需應(yīng)用的材料的化學(xué)及物理性質(zhì)，并分析其所帶來的危險(xiǎn)程度，利用其危險(xiǎn)系數(shù)作為依據(jù)來進(jìn)行安全聯(lián)鎖改造;第二，對(duì)化工企業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的危險(xiǎn)工藝風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行分析，其主要是對(duì)化工生產(chǎn)中所涉及的流程、步驟存在的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，確認(rèn)工藝過程中有幾步化學(xué)反應(yīng)及主要危險(xiǎn);第三，對(duì)反應(yīng)器、儲(chǔ)罐等主要危險(xiǎn)設(shè)備的新舊程度、生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置的現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行分析。

3.2制定安裝安全聯(lián)鎖改造方案

第一，采用PLC可編程序控制器、DCS集散控制系統(tǒng)和ESD緊急停車系統(tǒng)，要與軟件公司合作;依據(jù)工藝流程，工藝控制點(diǎn)及工藝控制參數(shù)等確定自動(dòng)控制及安全聯(lián)鎖控制點(diǎn)。第二，采用安全儀表系統(tǒng)（SIS）系統(tǒng)，依據(jù)工藝控制點(diǎn)、工藝控制參數(shù)。主要設(shè)備等確定安全聯(lián)鎖控制點(diǎn)。第三，易燃物體儲(chǔ)罐安全控制，根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)及儲(chǔ)存量確定安全聯(lián)鎖控制及安全設(shè)施位置和數(shù)量。第四，自動(dòng)控制及安全聯(lián)鎖裝置的安裝、調(diào)試，必須由具備能力有資質(zhì)的單位承擔(dān)，企業(yè)應(yīng)當(dāng)選派人員參與安裝調(diào)試工作，培養(yǎng)自己的技術(shù)人才。

結(jié)語

綜上所述，化工企業(yè)在一些不滿足安全要求的危險(xiǎn)工藝裝置中安裝自動(dòng)化控制和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，可以讓事故發(fā)生率及其造成的危害程度得到有效的控制，進(jìn)而可以讓一些重大的人身傷害事故得到有效的避免，還能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)利益，所以為了讓工藝參數(shù)得到穩(wěn)定，讓生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證，同時(shí)還能夠減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，一定要去落實(shí)自動(dòng)化控制和安全聯(lián)鎖改造的工作，讓安全生產(chǎn)落實(shí)到生產(chǎn)過程的每一步。

參考文獻(xiàn)

[1]朱道藩.化工企業(yè)危險(xiǎn)工藝自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖改造[J].精細(xì)化工，2019，3（3）：424.

[2]張文效，耿云峰.化工企業(yè)危險(xiǎn)工藝自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖改造[J].現(xiàn)代化工，2019，23（10）：450-451.

[3]盧政波.化工企業(yè)危險(xiǎn)工藝自動(dòng)化控制及安全連鎖改造[J].工程技術(shù)，2020（6）：160.

[4]耿令超，張燁，王文強(qiáng).化工企業(yè)危險(xiǎn)工藝自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖改造[J].當(dāng)代化工研究，2020（04）：117-118.

[5]董工兵.研究化學(xué)工程與工藝自動(dòng)化的發(fā)展創(chuàng)新[J].化工管理，2019（26）：184-185.