淺析液氨罐區(qū)安全監(jiān)控儀表設(shè)置

摘 要：簡(jiǎn)述了液氨的特性及危害性，氨罐區(qū)安全檢測(cè)儀表溫度計(jì)、壓力變送器、液位計(jì)、有毒氣體探測(cè)器等的設(shè)置。希望通過(guò)文章的分析，能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：液氨；罐區(qū)；安全監(jiān)控儀表

氨是特別主要的一種化工原材料，被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)領(lǐng)域，只是在運(yùn)輸上不夠便利，為了提高運(yùn)輸效率、便于儲(chǔ)存，就會(huì)通過(guò)壓力和冷卻的方式，對(duì)氨氣進(jìn)行處理，通過(guò)加壓或冷卻的氨就變成了看得見的液態(tài)氨，也就是我們常說(shuō)的液氨，也可以稱無(wú)水氨，其存在形態(tài)是無(wú)色透明的液體。液氨化學(xué)性質(zhì)明顯，具有強(qiáng)烈的腐蝕性，同時(shí)，保存不好，還容易與空氣發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象，只有全面正確的處理，才能有效避免事故的發(fā)生，確保生產(chǎn)與運(yùn)輸?shù)陌踩１疚闹饕ㄟ^(guò)對(duì)氨的理化特性、危害性、儲(chǔ)存罐區(qū)安全監(jiān)控分析，進(jìn)一步提出相關(guān)的監(jiān)控儀表設(shè)置措施與方法，以此，降低化學(xué)事故發(fā)生率，保證液氨儲(chǔ)存安全可靠。

1 氨的理化特性和危害性

1.1 氨的理化特性

分子式NH3，分子量為17.03，熔點(diǎn)-77.7℃，沸點(diǎn)-33.5℃，氣體密度0.7708g/l，相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）0.59，相對(duì)密度（水=1）0.7（-33℃），臨界壓力11.40MPa，臨界溫度132.5℃，飽和蒸汽壓1013kPa（26℃），爆炸極限15%～30.2%（體積比），自燃溫度630℃，最大爆炸壓力0.580MPa。易溶于水、乙醇和乙醚。

氨主要用作制冷劑及制取銨鹽和氮肥。

1.2 氨的危害性

氨屬于第2.3類有毒氣體，8類腐蝕品，火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性類別為乙類。極易燃，能與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱引起燃燒爆炸，與氟、氯等接觸會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，低濃度氨對(duì)眼、粘膜有強(qiáng)烈刺激和腐蝕作用，高濃度氨可引起組織溶解性壞死、皮膚及上呼吸道粘膜化學(xué)性炎癥及燒傷、肺充血、肺水腫甚至可引起反射性呼吸和心搏停止。氨時(shí)間加權(quán)平均容許濃度為20mg/m3，短時(shí)間接觸容許濃度為30mg/m3，直接致害濃度為360mg/m3。

2 儲(chǔ)存罐區(qū)安全監(jiān)控儀表的設(shè)置

液氨常溫儲(chǔ)存選用臥罐或球罐，液氨儲(chǔ)罐區(qū)就是由一個(gè)或若干個(gè)儲(chǔ)存液氨的儲(chǔ)罐組成的相對(duì)獨(dú)立區(qū)域，儲(chǔ)罐區(qū)的設(shè)置首先在場(chǎng)所選址、總圖布置上要符合《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。在此主要討論檢測(cè)儀表的正確設(shè)置，要想設(shè)置好儀表，就需要提前設(shè)定參數(shù)，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)變化與差異，一般罐區(qū)監(jiān)控預(yù)警參數(shù)多體現(xiàn)在關(guān)鍵部位，如罐內(nèi)氨液位、溫度、濃度、氣象、壓力等，這些工藝參數(shù)能夠表明限值，如果儀表報(bào)警，則會(huì)達(dá)到指標(biāo)限位數(shù)，使液位、溫度、壓力，氨氣濃度、明火源和風(fēng)速等情況一目了然，對(duì)超限情況及時(shí)處理。

罐內(nèi)檢測(cè)傳感器和罐外檢測(cè)傳感器是監(jiān)控儲(chǔ)罐區(qū)監(jiān)測(cè)傳感器的主要部分。通過(guò)罐內(nèi)檢測(cè)傳感器的操作，可以快速檢測(cè)到罐內(nèi)液位、壓力和溫度等工藝參數(shù)是否超限，有效避免出現(xiàn)冒頂或異溫度等壓力變化，確保參數(shù)的穩(wěn)定性。罐外檢測(cè)傳感器用于明火、氨氣體泄露及相關(guān)的環(huán)境危險(xiǎn)因素等的監(jiān)控。

氨罐溫度檢測(cè)，一般遠(yuǎn)傳型選用隔爆鉑熱電阻，最好選用帶套管的鎧裝熱電阻，這樣便于更換，就地指示型選用帶套管的雙金屬溫度計(jì)，溫度計(jì)的安裝位置，應(yīng)保證在最低液位時(shí)能測(cè)量液相的溫度并便于觀察和維修。氨罐壓力一般有設(shè)定值，若超過(guò)設(shè)定值，壓力報(bào)警同時(shí)啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，所以遠(yuǎn)傳壓力表選用智能式隔爆壓力變送器，就地壓力表選用氨用壓力表。壓力表的安裝一定要保證可視、可見、可維護(hù)，一般安裝壓力表時(shí)，需要充分考慮到敏感壓力問(wèn)題，在最高液位能測(cè)量氣相壓力。如果儀表必須安裝到頂部，則需要選好位置，多數(shù)為了方便查看，布置支罐頂平臺(tái)。可以選用外置式超聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)等和差壓變送器同時(shí)檢測(cè)氨罐液位，監(jiān)測(cè)和報(bào)警精度≤±5%，且應(yīng)配備高、低液位報(bào)警回路，如果氨罐在400m3以上時(shí)還應(yīng)配有液位與進(jìn)出口緊急切斷閥的聯(lián)鎖。進(jìn)出口緊急切斷閥選用氣動(dòng)閥，配24V DC供電的電磁閥，電磁閥選用常閉型。

根據(jù)《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》，氨屬于有毒氣體，所以罐區(qū)需設(shè)置有毒氣體報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)供電采用不間斷電源（UPS）供電。檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置要符合以下兩點(diǎn)：

（1）有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀宜布置在有毒氣體釋放源的最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。

（2）有毒氣體檢測(cè)器與釋放源的距離，當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)位于釋放源的最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)時(shí)，有毒氣體檢測(cè)點(diǎn)與釋放源的距離不宜大于2m；當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)位于釋放源的最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)時(shí)，有毒氣體檢測(cè)點(diǎn)與釋放源的距離小于1m。

氨氣體檢測(cè)器一般選用電化學(xué)型或半導(dǎo)體型，檢測(cè)器的安裝高度為高出釋放源0.5～2.0m。檢測(cè)器的輸出信號(hào)一般為4～20mA的直流信號(hào)。有毒氣體的測(cè)量范圍宜為0～300%最高容許濃度或0～300%短時(shí)間接觸容許濃度，氨的短時(shí)間接觸容許濃度為30mg/m3。有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)宜為相對(duì)獨(dú)立的儀表系統(tǒng)，有毒氣體檢測(cè)報(bào)警的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用專用的數(shù)據(jù)采集單元或設(shè)備，不宜將有毒氣體檢測(cè)器接入其他信號(hào)采集單元或設(shè)備內(nèi)，避免混用。根據(jù)裝置的規(guī)模和特點(diǎn)指示報(bào)警設(shè)備（報(bào)警控制器）的設(shè)置可按下列方式設(shè)置：（1）氨氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)合并設(shè)置；（2）指示報(bào)警設(shè)備采用獨(dú)立的工業(yè)程序控制器、可編程控制器；（3）采用常規(guī)模擬儀表；（4）當(dāng)氨氣體報(bào)警系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)合并設(shè)計(jì)時(shí)，輸入/輸出卡件獨(dú)立設(shè)置。一般設(shè)計(jì)中氨罐區(qū)控制系統(tǒng)與報(bào)警系統(tǒng)都是與生產(chǎn)控制系統(tǒng)合并設(shè)計(jì)，所以只要輸入/輸出卡件獨(dú)立設(shè)置就可以。

氨罐區(qū)氣象監(jiān)測(cè)，一般設(shè)置風(fēng)向風(fēng)速儀、和環(huán)境溫度的檢測(cè)，信號(hào)送入罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)。

為了保證安全，需要在氨罐區(qū)設(shè)置視頻監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)突然出現(xiàn)的不可控因素進(jìn)行監(jiān)控，特別是危險(xiǎn)因素或初期火災(zāi)情況，可以通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控及時(shí)了解，攝像頭多數(shù)使用的是防爆型，合理設(shè)置位置，確保不留死角，設(shè)置數(shù)量與高度，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，防火堤對(duì)角布置攝像頭，能夠全面覆蓋罐區(qū)，有效監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況，高度需要根據(jù)監(jiān)控要求，設(shè)置到頂部，增加視野，按使用目的不同，可以進(jìn)行罐區(qū)安全系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)或者單獨(dú)配置報(bào)警裝備，增加靈活性。

氨罐區(qū)火災(zāi)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置要符合《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警按紐，在控制室設(shè)置聲光報(bào)警控制裝置。

氨罐區(qū)消防滅火裝備的設(shè)置應(yīng)符合《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160，設(shè)置遠(yuǎn)程噴淋水自動(dòng)滅火控制系統(tǒng)。

總之，氨作為一種重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中一定要符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定，需要嚴(yán)格各項(xiàng)操作標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)人員要有專業(yè)知識(shí)與業(yè)務(wù)能力，加強(qiáng)密閉保存力度，防止氨泄漏事故，同時(shí)還要遠(yuǎn)離火種和熱源，確保生產(chǎn)、使用氨的場(chǎng)所安全可靠。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：田曉蘭，女，工程師，學(xué)士學(xué)位，山西省化工設(shè)計(jì)院自動(dòng)化與儀表專業(yè)。