化工企業(yè)危險工藝自動化控制及安全聯(lián)鎖改造

趙景堂

摘要：化工企業(yè)在生產(chǎn)中存在部分操作工藝技術(shù)具有危險性。通過對于設(shè)備的安全聯(lián)鎖改造，可以有效降低故障發(fā)生風(fēng)險，對操作工藝進行優(yōu)化，有效提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：危險工藝;自動化控制;安全聯(lián)鎖;改造

為了提高化學(xué)品生產(chǎn)使用安全性，降低生產(chǎn)風(fēng)險。需要加強對于化工企業(yè)的監(jiān)管，可以通過對于自動化控制以及安全聯(lián)鎖的改造，以保證人員安全，避免造成不必要的損失。

1常用的自動控制及安全聯(lián)鎖方式

對于危險程度高的化工裝置的基本安全要求為：溫度、壓力、液位超高（低）自動報警、聯(lián)鎖停車，最終實現(xiàn)工藝過程自動化控制。目前，常見的工藝自動化控制及安全聯(lián)鎖可以分為下面幾點。

（1）PLC即可編程序控制器是可是編程邏輯控制器。是從開關(guān)控制到順序控制，頭到尾執(zhí)行一次后從頭到尾開始執(zhí)行，主要是應(yīng)用在化工產(chǎn)品制備中順序控制。PLC用于設(shè)備控制的任務(wù)都相對簡單，多用于小型自動控制場所。

（2）DCS集散控制系統(tǒng)是一種多級計算機系統(tǒng)工程，由過程和監(jiān)控級組成以通信網(wǎng)絡(luò)作為紐帶，分為控制（工程師站）、操作（操場作臺站）、現(xiàn)場儀表（現(xiàn)場測控站）這3部分。DCS多用在工廠級監(jiān)控管理，適用大規(guī)模的的連續(xù)過程控制。

（3）ESD緊急停車系統(tǒng)也稱安全儀表系統(tǒng)（SIS）、安全停車系統(tǒng)（SSD）、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）或安全保護系統(tǒng)（SPS）、安全儀表系統(tǒng)。ESD系統(tǒng)設(shè)備配置不斷更新?lián)Q代，由簡單到復(fù)雜，由低級到高級。在正常情況下，ESD系統(tǒng)是處于靜態(tài)的，只有當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時，而直接由ESD發(fā)出保護聯(lián)鎖信號，對現(xiàn)場設(shè)備進行安全保護，避免危險擴散造成巨大損失。

2化工企業(yè)危險工藝裝置危險性

2.1硝化反應(yīng)裝置

硝化反應(yīng)裝置有兩個主要方面。一種是硝化反應(yīng)，由有機化合物被硝酸根代替。第二，利用有機化合物的分子反應(yīng)，例如制備硝化甘油和硝基苯。危險工藝裝置危險性包括以下方面：硝化反應(yīng)的危險。1）爆炸。硝化實際上是強烈的燃燒的放熱反映。如果冷卻水不能持續(xù)供應(yīng)或中間停止攪拌，則會因為溫度失去控制可能會導(dǎo)致爆炸。2）火災(zāi)。事實上，大部分硝化反應(yīng)都是易燃和易爆物質(zhì)，如果暴露在明火或撞擊，易導(dǎo)致火災(zāi)。3）燒傷。因為一些高腐蝕性氧化物質(zhì)被用于鹽分反應(yīng)。當(dāng)不飽和有機物質(zhì)與空氣反應(yīng)，易造成附近的設(shè)備和人會被強酸燒傷。

2.2硫化反應(yīng)裝置硫化反應(yīng)裝置

硫化反應(yīng)裝置硫化反應(yīng)裝置主要通過向有機物質(zhì)中添加酸基或者硫酸，硫化反應(yīng)有以下危險：1）火災(zāi)。一般來說，硫化劑都具有很強的氧化性，其中大部分是易燃物質(zhì)。操作中，如果不均勻添加或者錯誤的投放都有可能出現(xiàn)問題，造成溫度的不穩(wěn)定，會釋放很多熱量。2）爆炸。硫化反應(yīng)是一個大量釋放熱量的強烈過程。硫化操作期間，如果不能有效控制冷卻和攪拌環(huán)節(jié)，溫度將急劇上升，并發(fā)生爆炸。3）燒傷和腐蝕。硫化工作一般使用遇水時變成硫酸的硫化劑，工作時釋放一定量的熱量，操作不當(dāng)有腐蝕設(shè)備和人的危險。

2.3鹵化反應(yīng)

鹵化反應(yīng)實際上鹵素取代有機化合物中的基團或者氫形成含鹵有機物的反應(yīng)，主要包括以下幾方面危險性，1）火災(zāi)。鹵化反應(yīng)一般都是由于反應(yīng)條件、鹵化物質(zhì)性質(zhì)來決定火災(zāi)危險性，反應(yīng)中一般都是強氧化和易燃物質(zhì)，從而十分容易導(dǎo)致火災(zāi)。2）爆炸。鹵化反應(yīng)實際上是強放熱反應(yīng)，鹵化反應(yīng)需要具備良好物料配比和冷卻系統(tǒng)，如果超過壓力和溫度范圍會導(dǎo)致爆炸。3）鹵化反應(yīng)一般都是使用具備一定氧化性和毒性的液氯、溴等，具備比較高的存儲壓力，如果泄漏會導(dǎo)致中毒事故。

3改造安全聯(lián)鎖和自動化控制

3.1定性和定量分析系統(tǒng)

危險化學(xué)企業(yè)對于自動控制系統(tǒng)作為具有技術(shù)要求，實際工作中要做到充分了解和掌握系統(tǒng)的實際生產(chǎn)工藝，充分了解力學(xué)和熱力學(xué)的相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)，完全掌握自動控制設(shè)計體系，具有一定的強烈放熱單元，合理分析反應(yīng)釋放的熱量。根據(jù)反應(yīng)相關(guān)模式和能量平衡的前提，基于不確定動力參數(shù)，生成簡化的運動模型。然后提取出高安全系數(shù)的操作鏈接。以此，可以保證具有較高的可操作性和可靠性的自動控制。同時，為了有效地控制和監(jiān)督敏感參數(shù)體系，需要盡可能多地比較和分析濕度、溫度和壓力等相關(guān)參數(shù)，分析、研究和總結(jié)潛在的生產(chǎn)風(fēng)險。

3.2分析相鄰生產(chǎn)單元元素整體性情況

分散控制系統(tǒng)在完成對于危險工藝的處理過程后，如何合理處理相鄰單元系統(tǒng)是大部分化工企業(yè)目前需要解決的問題。在此基礎(chǔ)上，要優(yōu)化調(diào)整生產(chǎn)車間的整體布局，盡量保持環(huán)節(jié)的集中，危險的單位可以根據(jù)隔離措施進行處理。如可以將較小的危險工藝放置在危險工序的相鄰環(huán)節(jié)上，則對于設(shè)備的觀測頻率相對較低，以達到緩沖的目的。

3.3調(diào)整安全管理制度以及安全操作規(guī)程

自動控制技術(shù)應(yīng)用在化工業(yè)以后，會在一定程度上改變管理人員和操作人員的關(guān)注重點，因此，需要及時修訂管理制度、安全規(guī)程、工藝流程、班組安全活動規(guī)范以及日常安全檢查表等，保證能夠完全滿足實際工藝需求。安全儀表系統(tǒng)（SIS）是用儀表實現(xiàn)安全功能的系統(tǒng)。

4自動化控制及安全聯(lián)鎖改造中遇到的問題

1）對于相對規(guī)模較小的企業(yè)來說，相對設(shè)備比較舊，造成運營效率不高。因此，自動化控制和安全聯(lián)鎖裝置的改進和實施進展緩慢。2）對DCS系統(tǒng)進行改造時，存在安全連鎖控制點仍然存在著不完善的地方需要改進。3）使用SIS系統(tǒng)的部分企業(yè)，缺乏安全聯(lián)鎖裝置和緊急切斷處理裝置。4）在企業(yè)內(nèi)部，防止危險物體的存儲裝置附近，沒有設(shè)置相應(yīng)的檢測報警裝置，或者是設(shè)置了該裝置卻沒有進行很好的利用，沒有使用閥門進行調(diào)整。

結(jié)束語

化工企業(yè)生產(chǎn)會經(jīng)常遇到一些危險因素，更應(yīng)合理利用安全聯(lián)鎖設(shè)備和自動控制設(shè)備，降低安全事故發(fā)生，減少不必要經(jīng)濟損失和人員傷亡。以提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和工藝參數(shù)的力度，有效控制生產(chǎn)工藝流程，從而保證能夠順利安全可靠的進行化工生產(chǎn)活動。

參考文獻

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