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

為了提高化學品生產(chǎn)使用安全性，降低生產(chǎn)風險。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硝化反應裝置

硝化反應裝置有兩個主要方面。一種是硝化反應，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，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)供應或中間停止攪拌，則會因為溫度失去控制可能會導致爆炸。2）火災。事實上，大部分硝化反應都是易燃和易爆物質(zhì)，如果暴露在明火或撞擊，易導致火災。3）燒傷。因為一些高腐蝕性氧化物質(zhì)被用于鹽分反應。當不飽和有機物質(zhì)與空氣反應，易造成附近的設(shè)備和人會被強酸燒傷。

2.2硫化反應裝置硫化反應裝置

硫化反應裝置硫化反應裝置主要通過向有機物質(zhì)中添加酸基或者硫酸，硫化反應有以下危險：1）火災。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，操作不當有腐蝕設(shè)備和人的危險。

2.3鹵化反應

鹵化反應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，主要包括以下幾方面危險性，1）火災。鹵化反應一般都是由于反應條件、鹵化物質(zhì)性質(zhì)來決定火災危險性，反應中一般都是強氧化和易燃物質(zhì)，從而十分容易導致火災。2）爆炸。鹵化反應實際上是強放熱反應，鹵化反應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致爆炸。3）鹵化反應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，充分了解力學和熱力學的相關(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，合理分析反應釋放的熱量。根據(jù)反應相關(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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