淺析某氯堿化工企業(yè)液氯儲槽區(qū)安全系統(tǒng)

陳勇 朱勝良 張靜

[摘 要] 本文探討了某企業(yè)液氯庫區(qū)的現(xiàn)狀，分析了存在的問題，提出了改造的要求，并對該區(qū)域的安全系統(tǒng)進行了升級與改造，完善了安全措施，使其安全性達到進一步提升。通過兩年的運行，安全性得到了驗證。

[關(guān)鍵詞] 氯堿 化工企業(yè) 安全

中圖分類號： TQI44 文獻標(biāo)志碼：A

目前，國內(nèi)氯堿企業(yè)多采用的是離子膜燒堿工藝，主要的產(chǎn)品為氯氣、燒堿、鹽酸等。其中，氯氣有強烈刺激性氣味的劇毒氣體，主要通過呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，會對上呼吸道黏膜造成損害。當(dāng)人體吸入一定量的氯氣時，會導(dǎo)致人的死亡。因此，對于氯堿企業(yè)，防止氯氣的泄露是安全工作的重中之重。攀枝花某氯堿化工企業(yè)的液氯庫區(qū)擁有8個液氯儲槽，總存儲量已達400噸，根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》（安監(jiān)總局40號令）的規(guī)定，已達到一級危險源的標(biāo)準(zhǔn)。但由于該企業(yè)建廠較早，該區(qū)域在安全方面仍存在一些問題。因此，本文探討了該企業(yè)液氯庫區(qū)的現(xiàn)狀，分析了存在的問題，，并提出了改造的要求，并對該區(qū)域的安全系統(tǒng)進行了升級與改造，完善了安全措施，安全性得到了提升。

一、液氯庫區(qū)現(xiàn)狀及存在的問題

該企業(yè)目前液氯庫區(qū)主要由液氯儲槽區(qū)與液氯罐車充裝區(qū)組成，主要從事液氯的液化、儲存、汽化及充裝等工作，在原有設(shè)計中，液氯庫區(qū)的主要設(shè)備及安全監(jiān)控措施如下：

1、液氯儲槽：主要監(jiān)控儲槽中壓力、儲槽中液位、儲槽外氯氣濃度；主要監(jiān)控設(shè)備有壓力變送器、液位計、熱電偶及氯氣濃度報警儀等。

2、雙殼體磁力泵：主要監(jiān)控磁力泵內(nèi)壓力狀態(tài)、主要監(jiān)控設(shè)備為壓力變送器、壓力平衡調(diào)節(jié)閥。

3、液氯罐車充裝裝置：主要監(jiān)控液氯流量，裝置區(qū)域的氯氣濃度；主要監(jiān)控設(shè)備為質(zhì)量流量計、緊急切斷閥、磁力泵緊急停泵、氯氣報警儀；

4、液氯鋼瓶充裝裝置：主要監(jiān)控鋼瓶充裝重量，裝置區(qū)域的氯氣濃度；主要監(jiān)控設(shè)備為鋼瓶臺秤、緊急切斷閥、磁力泵緊急停泵、壓力平衡調(diào)節(jié)閥、氯氣報警儀。

5、事故處理裝置：廢氣風(fēng)機2臺，抽風(fēng)管、可移動軟管，廢氣應(yīng)急吸收裝置。

從該企業(yè)液氯庫區(qū)的現(xiàn)狀可以看出，液氯庫區(qū)存在一定的安全監(jiān)控設(shè)備及設(shè)施，具有一定的安全性。然而，根據(jù)針對重大危險源的安全控制要求，對液氯裝置符合性進行檢查時，發(fā)現(xiàn)仍存在以下幾個問題：

液氯儲罐液位計：單一液位計可靠行差。液氯儲罐一個遠程液位計，一個現(xiàn)場液位計，遠程液位計故障時，只能通過現(xiàn)場人員確認(rèn)，在液氯液位達到警戒值時不易及時發(fā)現(xiàn)，可能造成儲罐超裝。

液氯槽車充裝：遠程監(jiān)控單一，缺少輔助監(jiān)控。液氯槽車裝置，依靠質(zhì)量流量計計量、連鎖切斷，罐車液位無遠程監(jiān)控顯示，而稱量計量實現(xiàn)困難；質(zhì)量流量計故障，現(xiàn)場看守人員未及時發(fā)現(xiàn)槽車液位，可能造成儲罐超裝或冒料。

緊急切斷閥：液氯儲槽進液管無緊急切斷閥。當(dāng)液氯儲槽發(fā)生泄露時，不能及時關(guān)閉進入問題儲槽的進液管，導(dǎo)致儲槽中液氯總量持續(xù)升高，容易導(dǎo)致安全事態(tài)的擴大。

自動倒料：液氯儲槽不能自動倒料。當(dāng)液氯儲槽發(fā)生泄露時，不能及時對問題儲槽進行遠程倒料，只能人工進行現(xiàn)場操作倒料；人工倒料操作風(fēng)險高、響應(yīng)時間晚于遠程操作，不能及時控制，泄漏氯氣腐蝕容易導(dǎo)致安全事故的擴大。

液氯貯槽溫度計：液氯貯槽無遠程監(jiān)控顯示。缺少遠程溫度輔助監(jiān)控判斷，液氯儲槽的溫度只能由現(xiàn)場操作人員進行定期現(xiàn)場確認(rèn)，存在監(jiān)控空檔期，在溫度發(fā)生異常時也不容易發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

無獨立SIS系統(tǒng)。SIS系統(tǒng)主要是防止儲槽超裝、能緊急響應(yīng)切斷外部供料液氯庫區(qū)，發(fā)生安全事故時能夠緊響應(yīng)，將事態(tài)控制在最小的范圍內(nèi)。

DCS和SIS系統(tǒng)：DCS系統(tǒng)控制異?？刂乒δ懿蝗?，單一SIS系統(tǒng)控制存在故障風(fēng)險。DCS作為全廠控制，應(yīng)實現(xiàn)主要應(yīng)急控制操作，DCS系統(tǒng)應(yīng)急功能不全，單靠SIS系統(tǒng)應(yīng)急控制，獨立系統(tǒng)操作可能影響前端工序造成事故，與雙系統(tǒng)控制比較可靠更差。

二、改造要求

通過對液氯庫區(qū)的安全分析后，安全風(fēng)險主要表現(xiàn)在：（1）無法遠程自動限制儲液位；（2）無法遠程控制液氯庫區(qū)的相關(guān)設(shè)備或?qū)崿F(xiàn)遠程倒料，需要操作人員進入現(xiàn)場處理；（3）無獨立的SiS系統(tǒng)；（4）雙儀表、雙系統(tǒng)自動監(jiān)控儲槽液位。為提升整個液氯庫區(qū)的安全性，要做到以下的控制要求：

1、DCS控制要求

（1）儲罐壓力、溫度遠傳顯示、記錄、報警；（2）儲罐液位遠傳顯示、記錄、報警，液位高高報時自動關(guān)閉儲罐進料切斷閥，液位低低報時關(guān)閉儲罐出料切斷閥；（3）儲罐出現(xiàn)異常時，可以遠程調(diào)控儲罐氣相、液相平衡管，實現(xiàn)儲罐間的遠程倒料操作。

以上所有操作及監(jiān)控，接入生產(chǎn)DCS系統(tǒng)實現(xiàn)。

2、SIS控制要求

要求液氯庫區(qū)獨立設(shè)置SIS系統(tǒng)及操作站，具體控制如下：（1）設(shè)置獨立液位計，儲罐液位高時自動關(guān)閉儲罐進料閥；（2）儲罐出口總管設(shè)置開關(guān)切斷閥，出現(xiàn)事故時，操作人員可以在總控制室遠程緊急停泵、關(guān)閉出料閥門。

3、毒氣檢測報警控制系統(tǒng)（GDS系統(tǒng)）

GDS系統(tǒng)對液氯罐區(qū)的有毒氣體泄漏進行實時監(jiān)控，在發(fā)生泄漏時自動打開風(fēng)機進行抽吸。

四、系統(tǒng)升級及改造

1、DSC系統(tǒng)改造

利用該公司的DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)相關(guān)要求，主要表現(xiàn)在：（1）每個液氯儲罐安裝雷達液位計、一體化溫度變送器、壓力變送器，及氯氣專用壓力表，數(shù)據(jù)接入DCS顯示、記錄、報警。溫度設(shè)置40℃高報、-25℃低報，壓力設(shè)置1.3MPa高報、0.165MPa低報。（2）儲罐液氯進料口安裝氣動切斷閥，儲罐液氯出料口安裝氣動切斷閥，儲罐液相回流倒料進料口安裝啟動切斷閥。儲罐氣相平衡管安全氣相平衡的氣動切斷閥，磁力泵安裝出口壓力平衡調(diào)節(jié)閥。（3）液位根據(jù)儲罐尺寸，設(shè)置高報、高高報，低報、低低報，液位達到高高時，液位自動聯(lián)鎖關(guān)閉儲槽進料切斷閥，液位達到低低報時，液位自動聯(lián)鎖關(guān)閉儲槽出料切斷閥。（4）遠程操作儲罐氣相平衡閥、液相倒槽閥、磁力泵平衡閥、儲槽出料閥，實現(xiàn)遠程倒槽。

2、SIS改造

液氯庫區(qū)建立一套獨立的安全儀表系統(tǒng)（SIS），主要實現(xiàn)方式如下：（1）SIS系統(tǒng)控制設(shè)備包括：1臺控制機柜、1臺工程師站兼作操作站（含軟件）、1臺輔操臺、1臺UPS、1臺打印機（和DCS共用）等。（2）SIS系統(tǒng)采用具有SIL2本質(zhì)安全認(rèn)證的安全控制器，系統(tǒng)采用冗余容錯技術(shù)的故障安全型系統(tǒng)實現(xiàn)全裝置的安全聯(lián)鎖和緊急停車功能（3）安裝獨立的貼片式液位計，儲罐進料口安裝氣動切斷閥。根據(jù)儲罐尺寸設(shè)置液位高報警、高高報警，儲罐液位高高報警時自動關(guān)閉儲罐進料閥。儲罐出口總管安裝開關(guān)切斷閥，磁力泵控制增加遠程控制。

3、設(shè)備清單

針對某氯堿化工企業(yè)的現(xiàn)狀及改造要求，所需的安全儀表如表1所示，并按照要求進行安裝后，可提升其安全性。

五、運行情況

通過改造后，該企業(yè)液氯庫區(qū)安全性大大提升，在完善安全性后的1年時間共發(fā)生了2次較小的液氯泄露事故，均在該系統(tǒng)的操作過程中實現(xiàn)了報警、自動切斷閥門、遠程倒料等功能，未發(fā)生重大安全事故或延誤事故處理的情況。安全性得到了驗證。

小結(jié)

1、液氯儲槽采用獨立的DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)，分別根據(jù)液位切斷儲槽進料或出料，兩套系統(tǒng)同事故障概率低，能更有效的控制液氯儲槽液位，防止高低液位造成事故。

2、通過完善DCS監(jiān)控裝置，實現(xiàn)儲槽液位控制和任意儲罐間的遠程倒料，DCS系統(tǒng)控制有利于前后工序的穩(wěn)定控制，有利于及時響應(yīng)和查找系統(tǒng)問題。

3、該系統(tǒng)充分考慮了多種事故情況，DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)的功能分解實現(xiàn)合理，實現(xiàn)了DSC系統(tǒng)正常生產(chǎn)控制、應(yīng)急控制，SIS系統(tǒng)自動切斷和緊急手動停止的應(yīng)急措施，具有安全高、可靠行好的優(yōu)勢。

（作者單位：四川省攀枝花市東區(qū)鋼城集團有限公司）