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隨著化工工業的發展,人們對化工工業中化工工藝設計的安全問題逐漸開始關注。就目前我國化工工藝設計發展現狀來說,化工工藝中還存在許多的安全問題,這些安全問題嚴重影響到化工產品的生產質量。因此,要想解決這些安全問題,就要對這些安全問題進行詳細的分析,從而找出合理的控制方法,從而推動化工工業的發展。
1 化工工藝設計理論概述
我國的化工工藝設計的設計流程為:首先要對所要實施的工藝進行流程的設計,針對所要進行生產的產品進行工藝流程繪制,利用計算得出精確的數值,為后期的化工產品生產提供必要的參考數據。設備布置、工藝流程和管道布置是化工工藝設計的3個重要方面。化工工藝設計的主要內容是通過工藝計算繪制工藝流程圖,提供給設備專業繪制設備圖紙的相關參數,并提出工藝控制方面的參數供自控專業儀表選型,然后工藝專業根據工藝流程圖完成初步的設備布置圖,最后由管道專業結合設備布置圖進行管道配管并完成最終的管道布置圖紙。
化工工藝設計包括不同的種類,主要有概念設計、中試設計、基礎設計、初步設計和施工圖設計等。這些不同種類的設計在化工工藝的實踐中都發揮著重要的作用。
化工工藝設計本身具有很多特點,這些特點對化工設計的安全有很大的影響,也是引發化工工藝設計安全問題的重要因素,也越來越受到人們的重視。安全問題主要有:設計的基礎資料不完整,數據的可靠性和完整性不如常規裝置;化工工藝設備種類繁多,規格特殊,對設備的設計和選用都提出了特殊要求;化工工藝設計工作量大,管道設計要作特殊考慮;設計周期短,為盡快占領市場,化工工藝設計往往邊開發邊設計,邊建設邊更改設計;規模大小不一,為節約投資,某些設計不可能完全按照規定去做。這些特點無疑會造成化工工藝設計的安全隱患。
2 化工工藝設計中經常出現的問題及其控制
所謂的安全問題,也就是能夠對化工產品的質量造成影響,對化工的生產過程造成阻礙,從而引發生產事故的不安全因素。這些安全因素的存在,使得化工工業的發展受到了嚴重的阻礙。要想徹底的解決這些問題,就要對化工工藝設計中存在的安全問題進行具體的分析,針對具體的問題提出對應的控制方法,從而對各種安全問題進行有效的控制,以防止重大事故的發生。而化工工藝設計中存在的安全問題及其控制措施主要包括以下幾個方面:
2.1 對工藝物料方面安全問題的控制
一般而言,化工工藝生產的產品具有一定的物理形態,在不同的生產階段具有不同的化學性質,化工工藝生產的產品需要一定的貯存空間,如果貯存空間設置的不合理,使得貯存環境發生改變,化工產品受到來自外界溫度或者是其他因素的影響,就可能出現變質,產生化學反應或者是物理反應,從而就會發生一定的危險。因此,要想對這種工藝物料方面的安全問題進行有效的把控,就要對化工產品生產各個階段物料的物理性質以及化學性質進行全面的了解,從而采取有效的措施,穩定物料的性質,并且要對這些物料在放生物理反應和化學反應后所釋放的各種有毒或者是有害物質做到一定的了解,從而可以采取相應的措施,避免危險的發生。
2.2 化工工藝路線方面的安全問題與控制
化工工藝設計中的各條路線都具有一定的聯系,如果其中一條路線出現問題,那么就會使得其他的路線也出現問題。因此,在進行化工工藝設計時,首先要注重對化工工藝路線的選擇,根據具體的生產要求,選擇最為合適的化工工藝設計路線,以保障生產工序的順利進行。在進行選擇的過程中,要注意考慮到各方面的因素,如生產條件、物料、生產設備等,根據實際的生產要求,進行周到考慮,從而減少危險的發生。在對物料進行選擇時,要盡可能的選擇無毒無害的物料,而且要保障物料在常溫環境中能夠保持正常狀態,最好是能夠選擇受環境影響小的物料,從而保障物料的安全。在生產的過程中,盡量利用新技術和新設備,通過新設備、新技術來對化工生產中所產生的廢氣物進行進化,減少排入空氣中的廢氣量,提高空氣質量。而且注重對工業廢物和廢液的回收再利用,從而對環境形成保護。
2.3 管道方面的安全問題與控制
通常管道輸送的物料多屬易燃、易爆甚至腐蝕性或毒性物品,如果管道中某些部分出現泄漏,各種有毒有害的物質就會漏出,這不僅對環境造成污染,而且對化工生產造成很大的安全隱患。因此在管道設計中,要充分考慮到管道的材料選擇、布置和應力分析等可能造成管道泄漏的因素。例如管徑、材質等的合理選擇,尤其是注意管道連接處和拐彎處彎頭的材料和管徑選擇,同時無論是在室內還是在室外,管道都必須可靠地與地面連接。
2.4 化工反應裝置方面的安全問題與控制
化工反應是產品生產的核心,通過化工反應在獲得所需產物的同時也產生了很多安全性問題,甚至可能導致嚴重事故的發生,因此反應裝置的設計和選擇都需要經過科學的分析和計算。在化工反應中也存在著反應失控的潛在危機,如何控制反應物的反應速度或熱效應都是非常重要的。在工藝設計中采用減少進料量、控制某種物料的加熱速度、加大冷卻能力如外循環冷卻器的方法或采用多級反應等措施來控制反應。在反應器的運行過程中,有時會出現容器超壓而變形甚至遭到破壞的現象,容易造成安全事故,因此在容器上安裝壓力釋放裝置必不可少。
結束語
綜上所述,我國的化工工業中,工藝設計中還存在諸多的安全問題,可以通過改善工藝物料、工藝路線、優化化工反應裝置和管道來對安全問題進行有效的控制,從而保障化工產品的生產質量,進而促進化工工業的穩步發展。
參考文獻
[1]朱曉東.淺析化工工藝設計中安全危險的問題[J].化學工程與裝備,2011(6).
[2]李躍云,董喜紅.淺析化工工藝設計中安全危險的識別與控制[J].黑龍江科技信息,2010(3).
關鍵詞:化工工藝;安全問題;工藝設計
我們目前很多化工工藝的設計在生產過程中都存在著安全問題,而化工生產的工藝設計中,化工工藝是影響的安全的關鍵因素,所以在化工工藝設計中應該對生產中的安全問題進行有效的控制,在化工工藝設計與生產過程中一定要按照相關政策嚴格執行,對化工工藝設計中可能存在的安全問題進行有效的控制,并且對化工工藝設計要嚴格控制,這樣才能保證化工工藝設計的發展快速穩定。
1、關于化工工藝設計
1.1化工工藝設計的內容
化工工藝設計主要包括三個方面:工藝流程、設備布置、管道布置,首先設計人員要對工藝流程有一定的了解,之后根據工藝進行計算并繪制流程圖,然后通過工藝計算和流程圖提出設備需要具備的條件,然后交給設備專業的人員,并且提供出設計所需的相關參數,而且還要提供工藝控制方面的參數,以此來作為自控專業儀表選型的依據,然后工藝在根據工藝流程圖來進行設備的初步布置,最后在有管道專業根據設備布置圖配管完成最終的管道布置。
1.2化工工藝設計的特點
化工工藝的種類有很多,而且規格更是大相徑庭,這樣的話對于設備的選用就提出了很高的要求,所以化工工藝設計的工作量是非常大的,但是在時間方面又不能太過拖延,這也是化工工藝設計的一個特點,一般來說,化工工藝的總體投資都是非常多的,像反應裝置、設備系統等項目都是非常復雜的,熱切化工工藝中所使用的材料也是非常特殊的,為了可以更快的投入生產和使用,并且在短期內就可以占領市場,化工工藝的設計必須要具有較高的工作效率,在很多化工企業為了減少設計周期,大多是采用邊生產,邊設計的方式,這種方式雖然減少了工作周期,往往忽視了安全問題,因此對化工生產中的各個環節埋下了很多的安全隱患,因為各種化工生產規模不同,為了減少化工工藝設計的經費,在一些設計和實際操作沒能按照相關規定進行,有的時候為了獲得需要的工程數據,化工工藝設計的規模也會進行一定程度的增長,化工工藝設計要考慮最多的問題就是安全問題,對平常生產過程中各個階段存在的安全隱患都要進行嚴格的識別和控制,盡可能的將各種隱患都做好相應的安全預案,以此來保證化工生產的安全性。
2、化工工藝設計中的安全問題
2.1化工反應裝置的安全問題
化工反應時化工產品的核心,在化工反應中,會出現各種各樣的安全隱患,在生產過程中很容易產生安全事故,尤其是在化工反應裝置方面,存在著很多不可控制的因素,在反應裝置設計時,必須要進行準確的計算和嚴格的分析,化工工藝設計時要考慮到各個反應物的反應速率和化學反應時產生的熱效應,為了準確的控制化學反應,在工藝設計時要嚴格控制各個材料的進料量,對于反應的熱量要準確的控制好,對于設備的冷卻能力也要有較高的要求,在控制反應速率方面我們可以設計成多級反應的模式,然而在我們實際的生產過程中,由于各種原因,無法達到設計時的理論數據,所以在生產時經常會對設備產生一定的損害,往往會因為超壓或者超溫致使化工設備變形,如果這種問題不能及時的解決,那么很容易產生安全事故,針對這一問題,我們在對于化工設備的設計時應該加入適當的壓力釋放裝置。
2.2設備管道的安全問題
在化工生產的過程中,管道運輸的材料一般都是易燃易爆、腐蝕性強的物品,如果管道在運輸的過程中出現泄露的話,有毒有害的化學物質將會暴露在自然環境中,對環境的危害是非常大的,而且這種情況對化工生產也是很大的安全隱患,如果因為管道泄露而造成化學反應中各成分不能按照設計比例進行反應,那么很容易就會出現一系列的不合格產品,甚至在一些關鍵的反應中有可能出現超高溫甚至是爆炸的情況,在管道方面為了盡量保證安全性,這就對管道的材料和接頭、拐彎處選用合適的直徑和正確的材料,在這些容易出現泄露的地方都是應該重點關注的,在這些地方不僅材料要有針對性的選擇,而且在施工的過程中也要嚴格按照有關規定來執行,一定不能偷工減料,而且在管道的設計中,應該加入避免出現水錘、氣液共存現象而導致危害管道安全的情況出現。
3、加強化工工藝設計安全控制的措施
3.1加強化工工藝路線安全設計
化工生產的連續性是非常強的,而且施工工藝也非常復雜,所以說化工生產中各種生產環節在安全性上都應該做到最好,將危險的可能性降到最低,而且一個環節出現問題那么很可能會影響到整個生產的線路,在化工工藝設計時應盡可能地選擇低危險性的物料和反應方式,在可以選擇多種方案是應該以安全性最高的情況方式選擇,并且在可能的情況下盡量避免危險性高的線路。
3.2化工工藝反應裝置的選擇
在化工生產過程中,一般都會涉及到多個化學反應類型,如置換反應、取代反應、裂解、聚合、氧化、還原、縮合反應等等,不同的反應有不同的特點,所以在設計時應該有針對性的選擇材料,而且在設計時必須要考慮到高溫、高壓等反應時,容器可以承受的程度,所以說在材料強度和穩定性都是反應裝置的設計方面必須要考慮的問題。
4、結束語
化學生產的過程中,常常會涉及到一些危險品,而且化學生產的反應過程大多是高溫、高壓的條件下進行的,而且在生產過程中還涉及到管道運輸的問題,如果在管道的方面出現安全問題那么對整個生產線都有很大的隱患,所以在設計時因該在保證生產線安全的情況下保證設計的快速,高效以及穩定的生產線,只有更快、更穩定的發展,才能為企業創造出更多的效益,并且可以有效的推動我國化工工藝的作用。
作者:李闖 單位:大連海新工程技術有限公司
參考文獻:
一、石油化工設備檢修工的火災爆炸事故產生的原因分析
1.存在不安全的可燃物
從火災發生情況分析,必須有可燃物與引燃物質的存在才能導致火災發生,從石油化工行業的特點來看,存在著諸多的可燃物,這位火災的發生埋下了安全的隱患,同時其存在的狀態也存在著一定的不安因素,例如,被檢修的設備連接管道閥門開關措施不到位,沒有按照施工規范設置隔離及盲板,非常容易導致可燃物質的泄露,引發火災;石油化工工藝的施工環境一般溫度較高,在這樣的環境中停車降溫、降壓的速度過猛,溫度的驟然變化將會導致設備與管道的變形,破裂,可燃物就會泄露,導致火災發生;車內清理工作不徹底,導致內部檢修前的易燃氣體和蒸汽沒有進行徹底的清理,排空,置換,導致泄露引起火災;化學工藝中的設備與管道中的殘留物沒有排放到指定的安全區域,任意排放,接觸到易燃物質導致火災迅速發生。
2.點火源的控制不到位
石油化工設備檢修中可能引發火災的點火源非常多,其中以明火源、摩擦與撞擊為主,電氣火花、靜電火花、化學反應液可能導致火災,主要有以下幾點:吸煙、機動車輛排氣管、沒有設置安全防火帽等違章的行為都屬于主要的明火源;采用電器設備進行維修的過程中沒有按照規范的要求進行操作,在禁火區點火,作業前的隔離措施不到位,應急預案不到位,監護工作不及時都會導致火災發生;進行吊裝、搬運的過程中,會出現碰撞、摩擦、摔滾的過程中會產生火花;檢修的裝置以鐵質工具為主,容易引發碰撞火花;靜電、物料從設備與管道的破裂處噴射出火花;高溫設備的物料,未待設備內介質的溫度降到自燃點以下就與大氣相通,引發自燃的現象。
3.管理過程中的失誤與操作人員的操作失誤
3.1安全防火制度、規范規程不健全
進行化學工藝檢修過程中必須嚴格遵守檢修的各項規范制度,如果企業的各項制度沒有建立或者不夠健全,操作的規程、防火管理規定不夠完善,施工的要求不夠具體,都將為管理帶來一定的難度,如果管理不到位或者是組織不夠全面,出現操作失誤,非常容易導致火災爆炸事故的出現。
3.2作業協調不當
是有化工工藝的設備檢修最關鍵的條件就是要具備物的安全,就是要保證設備的安全,在實際的操作中,常常會出現交叉作業的現象,如果協調不當非常容易導致設備的安全因素受到破話,導致爆炸火災現象的發生。
3.3施工人員素質差
從目前我國石油化工工藝設備檢修的現狀來看,管理人員的安全意識不足,檢修人員的素質不足,無法滿足生產的需求,檢修人員對消防知識缺乏,安全施工水平差,常會出現違章、違規、違反紀律的現象發生。
3.4消防設施不到位
目前,我國眾多的化工企業中,防護用品不足,監管措施不到位,要想防止火災發生,必須增加設備的資金投入,掌握防護用品的使用,為檢修現場配備消防設施,器材,防止事故發生以致擴大,影響企業與人員的安全。
二、防止石油化工設備檢修作業出現火災爆炸的有效對策
1.設備安全防護檢修管理工作不可少
首先,落實校方責任,建立檢修安全網,加強組織領導,編制包括消防內容的安全檢修施工方案,制定詳細的安全檢修規程與火災處理對策。
其次,加強檢修人員的消防安全教育,制定并落實消防安全技術的工作,提高檢修人員的檢修作業內容,掌握消防器材的使用手段,熟悉裝備,掌握消防安全措施和火災事故的處理對策,提高人員的安全素質和消防安全水平。
最后,做好檢修前的消防安全檢查,采取有效地措施消除安全隱患,要對消防是否落實、水壓是否充足、安全防護裝備、消防器材是否保持完整,做好影響安全的火源、障礙物等的清除工作,保持現場通道、消防通道的暢通無阻。
2.根據設備檢修的安全規范流程進行操作
2.1 控制檢修停車的安全處理工作
按照既定的方案,緩慢泄壓,在完成徹底的泄壓之前,不可輕易的拆動設備,要盡可能的倒空設備、管道內的物料,抽凈污染物,使其排放到制定的安全區域,采取有效地處理對策,保證其安全性。降溫、降量速度應按工藝的要求進行, 以防高溫設備發生變形、損壞等事故。
2.2 采取有效的對策消除危險物品
在對設備進行檢修的過程中,操作人員必須迅速消除危險因素,使裝備恢復到無毒、無害、常壓的狀態下進行檢修,認真核實與設備連接的所有管道,對一些相對危險性較高的產品,毒性較、易燃、一包的介質的管道要在閥后(近塔端)加盲板。對有毒、有害、易燃、易爆氣體、蒸氣的設備進行置換、清洗。
2.3 加強動火的審批制度
嚴格控制火源,要在禁火取動火進行施工作業的話,必須根據要求辦理動火安全證,包括在禁火區進行焊接、砂輪、電鉆等可能出現明火的操作,嚴格執行防火滅火的措施,提升消防措施,必須經過審查批準后方可作業。在易燃易爆環境中應使用防爆型低壓燈具及不產生火花的工具,不準穿化纖織物。對其它火源要做好安全管理工作,實施隔離,保持間距,從操作和設備技術等方面尋求對策,加強控制。
三、結束語
總之,控制石油化工工藝設備的檢修質量是每一個化學工人應該做的事,必須從多個角度共同進行,提升安全管理水平,促進化工工藝的施工質量。
參考文獻:
【關鍵詞】化工工藝;設計;安全問題
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
引言
化工產品生產中多使用一些有毒有害、易燃易爆的化學品,這些物質大多也被稱為危險品化學品,同時,在化學反應工藝中,一般是高壓高溫,有些反應很激烈,會釋放大量的熱量,產生氣體,極容易引發諸如爆炸、火災等安全事故。這些潛在的危險有害因素對化工企業來說就像定時炸彈,要想保證化工工藝設計的安全性,就需要對工藝物料、工藝路線、生產設備及電氣等方面進行研究。產品生產期核心在于化學反應,只有通過化學反應,我們才可以獲得生產需要的化學物質。但是,我們更要考慮反應之后所帶來的危險。因此,化工工藝不但要符合標準規范及相應的法律法規,還需要加強安全控制,重視安全危險,對生產過程進行監控,及時的發現問題,解決問題,有效控制和防止事故發生,達到安全的目的。
一、化工工藝設計的特點
1.化工工藝設計時間短、任務重。最為顯著的一個特點就是總體投資比較大,設備系統、反應裝置龐大,物料管道復雜等,而且工藝設計中所用到的物料都比較特殊。為了能在短時間內占領市場,必須去考慮化工工藝設計的周期,要盡量爭取其早日上市。所以,大多化工企業為了縮減建設周期,往往是邊設計邊開發,有問題就改。繁重的設計任務經常會讓部分人員忽略安全問題,埋下安全隱患。
2.化工工藝設計的復雜性。化工工藝設計是極為復雜的,牽涉到許多專業技術,需要相關專業的工程技術人員參與,因此它也是一個系統工程。需要應用到包括化學工程知識、化學工藝知識、機械設備知識、電氣安全、自動控制、消防、安全工程等等,同時,各專業、各設計人員之間的配合、協調也非常重要。
二、化工工藝設計中的安全問題
對安全問題的忽視通常會埋下嚴重的事故隱患,具體而言,是在生產中可能存在的會導致事故或者損失的不安全條件。通常來說,在初始階段會通過研究盡量采取安全的技術方式,對危險設計、工藝還有物質進行改造或停止使用。如果在不得不使用的情況下,那么就要考慮從化工工藝生產和設計上采取安全的保護手段,避免這些安全問題演變為安全事故。具體來說,在化工工藝設計中需要重視以下幾點:
1.工藝物料
在判斷物質是否安全時,需要從其化學反應穩定性、活性、理化性質等方面進行分析和辨識,做好辨識的工作有利于在工藝設計中將有危險性的物料排除,保證工藝物料的安全性。
2.工藝路線
通常來說,在一項工藝設計中往往存在著幾條工藝線路。在化工工藝設計中將采用哪一條線路能更好的減少或者消除危險性物質使用量,是需要認真考慮的問題。
3.生產設備
從安全角度來考慮化工工藝生產設備的話,不但要求設備具有足夠的強度,以防止發生爆裂。同時,設備的密封性必須要好,為了預防發生泄露,還要求設備的嚴密性足夠,在以往的實際使用中,也有不少由于大量反應物質泄露而造成的火災以及中毒,所以我們更需要保障設備各方面的安全性。
4.電氣
在設計電氣時需要結合工藝要求,根據工作環境的不同采取對應措施,防止在電氣設計中發生由于電氣線路設計不當而造成的爆炸事故。
5.管道及閥門
由于管道輸送的往往是具有腐蝕性和易燃易爆的物料,所以閥門的安全性不可忽視,它是介質在管道流通中調節介質壓力以及流量的設置,對管道安全有著重要作用。
三、加強化工工藝設計安全控制的措施
1.根據不同化學反應類型,增強對化工工藝路線各個環節的安全設計。對這個復雜的系統來說,該工藝路線上的各個環節的安全控制都是非常必要的,任何一個環節發生了設備故障,都會影響到整個的生產路線,使其發生中斷甚至破壞。因此,為了保證工藝路線的安全性。必須做到以下兩點:
第一,堅持本質安全的理念,在工藝選擇中,盡量采用低危險性的物料和反應方一式,選擇最為安全的工藝路線。化工工藝設計時往往有多條路線供選擇,
在路線選擇時,選擇使用危險化學品最少的那條工藝路線,這樣就可以提高其安全性和可靠性。比如,,由FeCl2生成FeCl3的工藝,可以有兩條路線,一條是FeCl2+Cl2FeCl2,另一個工藝是FeCl2+O2FeCl3,前一個工藝使用到劇毒的氯氣,而后一個則用氧氣,大大提高了安全性;選擇最安全的反應合成工藝,如在選擇聚合工藝時,可以有溶液聚合,熔融聚合,懸浮聚合、水性乳液聚合等方式。為了安全,就應該盡量選擇懸浮聚合和乳液聚合的反應方式;
第二,要加大對該工藝路線上各環節的安全設計。包括投料速度、投料配比、攪拌速度、加熱溫度、速度、引發劑加入、冷卻系統、反應時間控制、尾氣排放處理、泄壓裝置、緊急卸料、反應終止劑緊急加入系統等等,都要考慮周全。
2.對化工工藝反應裝置的選擇和安全設計。化工產品生產,有很多反應類型,如置換反應、取代反應、氧化、還原、裂解、聚合、縮合反應等等,每一種反應都有不同的特性,有些是放熱反應、有些是吸熱反應,有些需要催化劑,有些需要引發劑,有此反應非常激烈,有此反應較慢。每一種化學反應,要使其處于可控狀態,防止出現因反應不可控而造成超壓、超溫、甚至化學爆炸的情況。所以反應裝置的選擇,應根據不同反應類型的特點、設計或選擇不同的生產裝置。在反應裝置設計時,也要充分考慮整個生產工藝的適應性和安全性,要選擇合適的反應器類型。其次,反應裝置的設計,在化學反應器設計時必須要充分考慮不同化學物質的反應條件。特別是對一些反應速度快、放熱量大的反應器的設置,要在設計上充分考慮避免反應失控的問題。為此,需要有緊急冷卻系統、反應終止系統,同時,還可以采取保護措施來控制反應,比如在聚合反應生產中,在物料內加入一些阻聚劑,這樣就可以達到抑制反應速度的目的,此外,可以通過正壓操作來達到阻止外部空氣進入設備內部的目的,避免反應釜內發生燃燒、爆炸。對于一些高溫高壓反應的裝置,應做好高壓容器結構的安全設計,化工工藝設計中,高壓容器的安全設計是非常重要的。必須要保證高壓容器的結構強度和結構的嚴密性,其次,要做好泄壓安全措施,設置爆破片、安全閥、緊急排放系統、回收系統等。避免壓力容器發生爆炸。
3.采用最新信息和電子技術,提高安全控制系統水平。化工工藝非常復雜,反應中為了保證工藝質量和工藝安全,需要同時控制很多參數,如投料配比,進料速度、投料量、反應溫度、壓力、時間,以及與工藝相關的許多化學、物理參數。采用DCS系統,也稱集散控制系統,可以利用先進的電腦信息控制技術,同時對多參數進行測量、控制調節、分析計算、保證工藝安全和質量。而ESD系統,即緊急停車系統,是一套獨立于工藝控制DCS的安全控制系統,它可以根據物料的危險特性、生產裝置的安全指標、自動監控生產系統的狀況。當可能出現安全隱患時,及時發出警報,當接近事故臨界時,能提前預測井自動采取安全措施,如切斷進料、開啟排放系統、緊急冷卻系統、加入反應終止劑、關閉熱源、緊急排風,最后甚至停止整個裝置,等等,避免出現因人為操作和判斷失誤出現的安全事故。
四、結語
綜上所述,我們必須要將安全問題放在化工工藝設計的第一位,以保障人員和器械的安全。同時,在化工工藝設計中充分重視安全問題,并實行相應的安全控制措施,不但符合生產規范,還能對企業產生積極的影響。
參考文獻
關鍵詞:化工工藝、設計、安全危險、問題
前言:化工行業具有一定的特殊性,因此安全問題也非常突出,為了提升化工工藝設計的安全性,需要對化工工藝設計中存在的危險問題進行全面認識。
一、化工工藝設計的特點
化工工藝設計的重要特點即是新技術含量高而且工藝流程獨特。但在應用新技術的時候,缺乏相關經驗和基礎資料可以借鑒,只能通過實踐檢驗摸索。新技術工藝基礎設計資料通常是在相關資料和試驗數據基礎上建立的,但這些數據資料畢竟沒有經過實際工業生產檢驗和完善,數據可靠性和完整性都有待考量。化工裝置工藝流程的獨特性考量,大量功能都有著特殊要求。再者化工生產工作量大、設備多、總體投資大、管道多、生產過程中的原料、半成品、物料等都需要謹慎處理。管道設計要求也較為特殊,它的設計周期短,想要快速搶占市場,必須縮短各個環節的設計周期,造成當前邊開發邊設計、施工過程中不斷更改設計的現象。工程選定的裝置規模有大有小,從節省工程投資的角度,想要保證所有設計完全按照規范去做是不可能的,而必要的數據測試就必須要有一定的規模才能獲得一定的產量、測出工程數據。工藝設計的不規范性性給化工安全生產埋下了巨大的事故隱患。
二、化工工藝設計中的安全危險問題
2.1工業物料
工藝物料作為化學生產的前提條件,所采用的工業物料具有特殊性,大多具有易燃、易爆、毒性的物化性質。為了能夠快速占據市場,就一定要盡可能考慮化工工藝的具體設計周期,盡可能實現上市,可能會對加工物質的危險性認識不足,不能對裝置原料混合,在催化劑下就實現自然分解,不能對因誤操作、控制不良而使工藝過程處于不正常狀態時的工業物料的詳細情況進行掌握。
2.2設備選型
在化學工業設計中,化學反應發揮著基本作用,通過化學反應產生生產所需要的各種物質材料,。因為工業生產存在突況,通過對應設備來減少危險發生的可能性。在現實情況中,可能生產過程過度追求效率,使設備在超過極限的工藝條件下運行,對運轉中存在的問題或不完善的防災措施進行改進,導致在突況下,危險發生的可能性得到增大。對金屬材料不進行完全的無損探傷檢查,導致結構上存在缺陷。材料的疲勞引起裝置的腐蝕、損壞。設備選型能夠避免不可知因素發生時危險發生的可能性。
2.3工藝路線
化工反應通過多條工藝路線實現,所以一定要對工業路線的反應進行充分的考慮和分析。從而確定工業路線,降低危險發生的概率。在保證順產的同時,盡量采用一些沒有害處和比較低危險的材料,保證化學反應過程中的平緩。采用催化劑,可以實現對化學劇烈反應的緩和;掌握充足的化學反應的動力學數據來確定爆炸能量;對有危險的副反應充分考慮原料、輔料、催化劑混和后產生的混合反應進行分析,同時對各條工藝路線的異常情況進行檢測,連續記錄溫度、壓力、開停車情況以及中間罐和受壓罐的壓力變動。
三、化工工藝設計中安全危險問題控制
3.1安全問題識別方法
化工工藝設計中安全控制的第一步就是做好安全問題識別工作。設計人員在進行安全識別的過程中首先應當理解到危險因素的定義。通常來說化學工藝設計過程中的危險因素主要是指生產中的事故隱患,并且可以將其具體到生產中存在的可能導致事故和損失的不安全條件。其次,設計人員在進行安全識別的過程中還應當對于項目生產工藝的全過程和配套的公輔設施的生產過程進行細致的檢查和分析,從而能夠在此基礎上摸清危險因素和有害因素產生的方式與種類,最終能夠有效的提升化工工藝設計的安全水平。
3.2提高防護設備性能
化工工藝的設計和操作的進行,一定要確保安全防護設備的正常運轉。它影響設備的運行,也保障操作人員的人身安全。要根據不同的生產環境,采取不同的安全防護措施做好危險控制工作,如在溫度較高的地方,應該確保散熱設備的正常運轉才可以進行相應的安全生產
3.3控制化學反應裝置
化工工藝設計中安全控制的關鍵是化學反應裝置的控制。工藝工程師在控制化學反應裝置時應當深刻的理解到化學反應是整個產品生產的核心,因此其本身必然會有著許多危險性因素。因此這意味著工藝工程師應當在反應器的設計和選型前需要想到可能發生最嚴重的事故是什么。此外,由于化學反應的種類繁多,并且反應的速度也較快,因此一旦出現較為嚴重的失控反應時,工藝工程師應當努力的尋找降低反應速度的方法,從而能夠在此基礎上切實的提升反應裝置的應用水平。
3.4強化生產環節控制
化工工業設計基礎材料通常由科研單依照原有的實驗數據與相關材料進行編制而成的,因為理論和工業實踐還存在一定的差距,數據的可靠性與完整性比不上常規設置,化工設備的工業流程的特殊性導致設備的性能化具有潛在的高要求。化工工業設計的工工作量巨大,整體投資巨大和管道的多種多樣,且以為工業物料的特殊性,都要進行特殊考慮,為了盡可能占領市場和縮短周期,一邊開發一邊進行設計,同時一邊建設一邊修改設計方案,導致潛在的隱患被不斷放大,因而在化工工業生產中對危險進行識別與控制顯得尤為重要,不僅需要設計人員的自我修改,更多的是需要基層工作人員的不斷反饋,建立反饋體系,實現問題有效互通體質,減少危險發生,強化對工業生產的控制。
3.5采取工藝防護措施
化工工藝設計中安全控制離不開工藝防護措施的有效支持。設計人員在采取工藝防護措施時首先可以從設計和工藝上考慮采取安全防護措施,從而能夠促使存在的危險因素不至于進一步的激化。其次,設計人員在采取工藝防護措施時還應當努力的保證設計的安全性,例如設計人員可以在理化性質、穩定性、化學反應活性、燃燒及爆炸特性等方面采取對應的措施來獲得良好的防護效果。與此同時,設計人員在采取工藝防護措施還應當全面的考慮采用哪條路線才能消除或減少危險物質的量,從而能夠確保各種危險性因素不會在化學產品生產的過程中出現。
3.6實現安全綜合控制
化工工業的生產與物理、生物技術聯系密切,為了保證化工生產的安全系,需要通過不斷完善技術,實現多學科的互相延伸,突破技術瓶頸。建立原料、中間體、產物和副產物的物性數據檔案。嚴格遵守《170 號國際公約》和《工業產所安全使用化學品規定》,對各種物質的狀態、閃點、沸點、爆炸極限、燃點等性質數據,對物質性質所伴生的危險和可能造成的損失以及損害情況進行了解,防患于未然。在符合相關規定的基礎下,將科學技術的創新融于工業生產,實現產值穩定增長。充分發揮人的能動性,大力建設企業文化,安全生產,科學生產,高效生產,加大宣傳力度,使員工每個人都能樹立安全第一的觀念,將安全生產,科學生產,高效生產落實到工業生產中。
3.7增強整體園區設計
化工工藝設計中安全控制還應當適度的從園區整體設計上面來著手。企業在優化整體園區時首先應當考慮到自身的監管能力和職工的工作水平,從而能夠在此基礎上避免監管力度滯后于化工產品生產的現象。此外,企業在優化整體園區時還應當努力的減少和預防化工工藝設計中的安全危險問題,并且進一步的創建完整性的安全生產標準,最終能夠將安全危險有效控制在預期的范圍內。
結語:
化工工藝設計是一項具有一定危險性的設計工作,在設計時要嚴格遵守各種規定和標準,做好各項危險因素防范措施,減少安全事故發生的可能性。
參考文獻:
[1]李珊珊.化工工藝設計中的安全危險問題與策略分析[J].山西化工,2014,12(15):61-63.
關鍵詞:化工工藝;工藝設計;安全危險
安全問題是各行各業都應該注意的問題,化工行業由于其自身的特殊性,所以對其安全性的要求更高,化工工藝設計中安全危險的問題更應該大家予以高度的重視。
1 關于化工工藝設計
在整個化工設計過程中,我們必須熟悉它的原則和精神,從而貫徹到其中去。把化工工藝設計中的細節進行靈活運用,既符合規范,又不造成對生產的違背。實現對化工生產的安全高效運行。因為在化工生產中,安全是第一性的,所以我們必須對生產中的安全性進行剖析。
熟悉我們的原材料和產品性質,以便我們對號入座。化工規范把物品的危險程度分為五個等級。它的劃分主要是綜合生產過程中所使用、產生及存儲的原料、中間品和成品的物理化學性質、數量及其火災爆炸危險程度和生產過程的性質等情況來決定的。根據危險等級的不同 我們才能確定防火間距、防爆等級。它對我們選用設備儀表、操作方式、消防器材的選用起到決定性的作用。
2 化工工藝設計的分類
(1)概念設計。概念設計是假象設計,它是按擬建規模工業生產裝置進行的,概念設計一般在中試前進行,主要目的是為了檢查工藝條件和生產路線是否合理,確定數據和小試補充的內容以及必要時中試規模和中試目的。
(2)中試設計。中試內容和任務主要是檢驗小試確定的工藝路線和條件;試制產品考核的使用性能;考驗工藝系統連續運轉可靠性;獲取設計工藝必需的工藝和工程數據;考察放大致應和檢驗校正放大模型;考核雜質積累對工藝過程及最終產品質量的影響;以上內容和業務在檢驗時可以是全部也可以是部分,視具體情況而定。
(3)基礎設計。基礎設計是整個技術開發階段的最終研究成果,目的是提供建設生產裝置的一切技術要點。
(4)初步設計。初步設計是精細化工工程設計的第一階段,它的成果是初步設汁說明書和總概算書。根據基礎設計和批準的設計任務書、廠址選擇報告,對工程在技術和經濟上進行總體研究與計算的具體建設方案。初步設計結果應能滿足項目審查和施工推備,材料與設備訂貨,項目招標等要求,能提供建廠投資依據。
(5)施工圖設計。施工圖設計是依據上級對初步設計的審批意見,將初步設計中確定的設計原則和方案,根據建筑與非標準設備制作的要求,以圖樣和文字方式招工藝和設備各個組成部分的尺寸,布置和主要施工方法具體化,明確化,并解決初步設計階段待定的各項問題。
3 化工工藝設計的特點
化工工藝設計一般來說具有新技術含量高、工藝流程獨特等特征。
設計基礎資料不完整。設計基礎資料一般由科研單位根據已有試驗數據及有關資料編制而成。由于沒有經過工業化生產的檢驗和完善,其數據的可靠性和完整性都不如常規裝置。
由于化工裝置工藝流程一般較獨特,包括的設備種類繁多、規格特殊,設備的功能化無論是對非標設備的設計,還是對定型設備的選用都提出了特殊要求。
工作量大,具有總體投資大、設備多、管道多,且處理的物料都較特殊。其管道設計也要作特殊考慮。
設計周期短,為了盡快占領市場、縮短建設周期,化工工藝設計往往要打破正常的設計周期,邊開發邊設計,邊建設邊更改設計的現象較普遍。
規模大小不一,一般情況裝投資,某些設計不可能完全按照規范 規定去做,但有時為了測得所需的工程數據或獲得一定的產量,往往也需要較大的規模。
化工工藝設計的以上特點,造成潛在事故隱患有增大的趨勢。因此,化工工藝設計的危險識別和控制就顯得尤為重要并越來越為人們所重視。
4 危險識別與控制
危險因素通俗地講就是生產中的事故隱患,具體地講就是生產中存在的可能導致事故和損失的不安全條件。危險識別與控制,是對項目生產工藝的全過程、配套公輔設施的生產過程、使用和產出的物質、主要設備和操作條件進行解剖和分析,摸清危險岡素和有害因素產生的方式、種類、位置及其產生的原因,提出合理町行的消除、預防或降低裝置危險性,提高裝置安全運行對策措施及建議。盡量防止采取不安全的技術路線,避免使用危險物質、工藝和設計。如果必須使用,也可以從設計和工藝上考慮采取安全防護措施,從而使這些危險因素不至發展成事故。如若保證設計安全,需注意以下幾個方面:
(1)工藝物料。物質危險的辯識應從其理化性質、穩定性、化學反應活性、燃燒及爆炸特性、毒性及健康危害等方面進行分析和辯識。
(2)工藝路線。一種反應往往有好幾條工藝路線。需要考慮的是采用哪條路線史能消除或減少危險物質的量。
(3)化學反應裝置。化學反應是整個產品生產的核心,一般通過反應才能得到所需的產物,同時反應也帶來了許多危險性因素,在反應器的設計和選型前,往往要想到可能發生最嚴重的事故是什么,反應器中哪些將導致失控反應,攪拌器有何影響等等。
化學反應的種類繁多,當反應速度快、放熱量大或由于設計上的原因使反應器的穩定操作區域很小時,反應器控制方案的設計成為一個非常復雜的問題。由于缺少物質的反應或分解速度及熱效應數據,一旦失控反應發生如何降低反應速度、將反應停止、或者放空,需要時如何迅速使反應物不參與反應或進行處理,都是潛在的危險因素。有些化學反應在一定的條件下是很穩定的,但如果出現:冷卻效果變差或過量加熱,攪拌能力失效,反應物的過量加入,反應物加入順序不當,反應器外部火災,傳熱介質漏入容器等,就可能發生失控現象。設計時應確保溫度等控制在預定的范圍內,以免反應失控。
設備從安全角度講,不但要求有足夠的結構強度,防止爆裂,而且要求密封必須良好。一定要有足夠的嚴密性,止泄露,因為大量介質的泄露會引起火災或中毒,釀成巨禍。對高壓密封結構的要求,首先是安全可靠,運行過程中,在溫度和壓力有波動,仍要始終保持嚴密不漏,如果由于某種原因容器產生了超壓,那么容器就有可能因過度的塑性變形而遭到破壞,造成惡性事故,為了防止這種異常情況,一般在容器上裝有安全壓力釋放裝置。
(4)管道及閥門。管道輸送的物料常具有易燃、易爆、腐蝕和毒性,閥門是介質流通或壓力系統巾的一種設施,它用來調節介質的流量或壓力。
(5)電氣。電氣設計中,應結合工藝的要求,按照工作環境是否屬于爆炸和火災危險環境、危險程度和危險物質狀態的不同,采取相應的措施,防止南于電氣設備、電氣線路設計不當引起爆炸事故。
5結束語:
整體園區。針對我國現階段化工園區的特點和現有監管能力嚴重滯后的現實,應當設立統一的安全監管和危機管理部門,創建完整的區域性安全生產標準化監管模式,構建政府主導、社會中介機構、企業一體化的綜合管理體系。三方連帶責任追究機制和化工園區相關安全技術標準都亟待完善,最大限度地把園區安全風險控制在可接受的范圍內。我國化工園區建設的安全生產整體實施科學化、可視化、網絡化的解決方案,全流程、全方位支撐突發事件的綜合應對,引領安全生產從被動應付型向主動保障型戰略轉變。建設全過程、全方位、空間立體的企業安全生產系統,可以有效提高化工園區安全生產水平。
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【關鍵詞】化工企業;安全管理工作;日常工作
現代化工產業的快速發展以及進步,在一定程度上推動了化工安全管理工作的發展。所以,目前化工領域的安全管理工作,已經成為相關研究工作人員探究的重點問題。與此同時,提高化工企業的安全管理質量,就能夠在很大程度上提升企業的整體工作質量。因此,化工企業在日常工作過程中,需要注重對其安全管理工作的提升。
1.化工企業在正常經營過程中,實施安全管理工作的必要性
無論對于什么單位來說,其安全管理工作是至關重要的。其中,對于化工企業來說,其安全管理工作對企業正常運行,以及企業的員工安全,有著極其重要的作用。所以,化工企業的安全管理工作,可以說是企業正常運營的基礎性工作。
化工企業在日常持續經營中,出現安全事故的概率,相對來說比較高。與此同時,所發生的安全事故的影響程度,相對來說比較大。因此,所產生的不良后果,相對于其他安全事故來說,就比較嚴重。
言而總之,化工企業在日常運行中,必須注重安全管理工作的實行。更重要的是,能夠及時的進行安全事故的檢測,盡量防患于未然。從而,在一定程度上防止企業財產安全以及員工人身安全受到威脅。
2. 如何在化工企業運行中,加強其安全管理工作
2.1 注重培養以及提高企業工作人員的安全意識
2.1.1 提升企業管理工作人員的安全意識
以前,傳統的化工安全管理工作,是以物資作為安全管理核心。簡單來說,就是忽略了人的因素。這就需要化工企業的管理工作人員,能夠重視對人的安全管理工作。具體來說,企業可以采取各種防護措施,來保護操作工人的人身安全。與此同時,化工企業也可以制定較為嚴格的工作制度,來確保員工的安全問題。
2.1.2 提高企業普通員工的安全意識
安全意識的存在,是企業實施安全管理工作的基礎以及前提。所以,為了能夠較好的實施安全管理工作,化工企業需要提高員工以及部分管理人員的安全意識。有些工作人員在日常工作過程中,擁有較少的安全意識。這樣就很容易使得他們在工作過程中,不注重安全事故的預防。從而,也就在很大程度上,提高了安全事故發生的概率。因此,化工企業在進行安全管理工作時,需要對員工普及安全知識。從而,提高企業員工的安全意識。擁有良好的安全意識,就能夠大大降低安全事故的發生。
2.2 企業單位的機器設備,需要被及時的更新以及置換
化工企業進行正常運行的基礎,就是擁有相應的機械裝備。但是,在實際工作過程中,伴隨著工作時間的增加,機器設備的各項功能,開始有所降低。甚至有些裝置設備的安全性能,也開始有所降低。如果,化工企業不及時更新相應的設備,那么其安全事故的發生概率將會大大提升。比如:假如化工企業的設備出現老化而繼續使用的話,那么可能會出現某些有害物質的泄漏。這樣就可能使得其工作人員的身體健康受到威脅,甚至嚴重者可能使得員工當場死亡。因此,化工企業的管理工作人員,要及時的置換以及更新其工作設備。
2.3 單位的技術工作人員,注重引入安全系數高的工作技術
化工企業的工藝技術,在不斷的更新以及改進中。所以,其技術管理工作人員,可以定期的引入較為新穎的工作技術。尤其是安全系數較高的工藝技術,是化工企業所關注的重點技術。這樣就能夠在很大程度上,避免安全事故的發生。從而,也就能夠大大的提高其安全管理工作的效率。
與此同時,不同化工企業的工藝流程,可能有所不同。所以,最合適的工藝技術可能也有所差異。這就需要化工企業的管理工作人員,注重技術的內部研發工作的實行。這樣所發明的工藝技術,相對于其他企業來說,更加適合自身企業。更重要的是,本企業所研發的技術,其優缺點能夠被熟練的掌握。從而,也就能夠在實際工作過程中,更加方便各項安全管理工作的實行。
2.4定期的進行檢測以及排查工作,及時的發現安全隱患
在化工企業的工作過程中,存在一部分安全事故,是可以通過及時的檢測避免的。所以,在實際運營過程中,化工企業的工作人員,需要定期的進行檢測工作。比如:對具體工藝流程中的相關設備,進行及時的排查以及檢測。與此同時,也需要對化工單位的工作環境,進行定時的檢查。只有這樣才能夠保證,化工企業安全管理工作的繼續進行。
運用具體的實例,能夠對該問題進行更好的表述。所以,在以下的講解中,我們使用一個例子,進行相關安全管理工作的說明。例如:有些化工企業可能在工藝技術上,存在著一些安全隱患。如果,該單位能夠及時的檢測,那么該隱患就能夠被發現。從而,也就能夠采用科學合理的方式,對該隱患進行避免以及防止。然而,假如該化工企業疏忽檢測工作,那么這些隱患就可能造成安全事故。甚至,可能會引起其他方面的安全隱患。
總起來說,化工企業需要進行定期的檢測,以及及時的排查。這樣才能夠保證其單位的持續經營。
3. 結束語
對于大部分的企業來說,安全管理工作是日常活動實行的保障。其中,對化工企業來說,其安全管理工作起著更加重要的作用。所以,在實際工作過程中,相關的化工單位一定要注重安全管理工作的實行。
化工類的單位在安全管理上,所涉及的工作部門比較多,隱患的影響因素也比較多。所以,化工企業的安全管理工作,相對來說工作難度較大。但是,經過相關工作人員的努力,現代化工企業的安全管理工作,已經有所改善。與此同時,隨著時間的推移,相關化工單位的安全管理工作,肯定還會有所提升。
參考文獻:
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關鍵詞:石油化工安全儀表基本原則設計實施未來發展
中圖分類號:P618.13 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著經濟社會的飛速發展,社會對以石化產品為代表的能源產品的石油化工產品的需求進一步加大,進一步加速了石油化工工業的飛速發展。這種以速取勝的時代背景之下,使得石油化工生產系統不斷膨脹、生產環節更加龐雜,為處于高危環境下的石油化工生產風險性更大。如果石油化工系統在設計、建設、管理、運營過程中,程序不科學、管理不規范、操作出現誤差,都會產生極大安全生產隱患,嚴重的還會給人民生命、財產安全帶來損失,甚至會帶來一場災難。例如:2010 年10 月24 日大連新港中石油國際儲運有限公司(簡稱中聯油) 原油儲備基地大火,2010 年9 月24 日廣西防城港一化工廠黃磷泄漏引火災,2011 年8 月28 日內蒙古烏海市烏海蘭亞化工有限責任公司火災爆炸事故,2011 年9 月8 日上海賽科石油化工有限責任公司烯烴工廠乙烯管線發生爆炸與火災等事件,不僅給企業造成巨大損失,也停滯了企業的發展,教訓十分慘痛。在這種背景之下,石油化工裝置安全儀表系統對石油化工裝置安全運行負有重要監測、預警作用,因此,在設計時必須堅持科學的、高標準的,提高安全等級,在確保系統自身安全運行的同時,提高儀表系統的監測精度,縮短安全狀態預警響應時間。
一、石油化工安全儀表系統設計的基本原則
1、確保儀表系統可靠準確性
由于石油化工裝置安全儀表的獨特作用,設計的儀表系統,必須確保系統能夠長期安全、可靠、穩定運行,這是設計石油化工裝置安全儀表系統應當遵循的一條重要原則。這就要求在進行設計時,要在系統設計、元器件選擇、軟件編程上要統籌全面考慮,以確保儀表系統絕對安全可靠。安全儀表系統在生產裝置的開車、停車階段,運行以及維護操作期間,對人員健康、裝置設備及環境提供安全保護。無論是生產裝置本身出現的故障危險,還是人為因素導致的危險以及一些不可抗拒因素引發的危險,安全儀表系統都應立即作出正確反應并給出相應的邏輯信號,使生產裝置安全聯鎖或停車,阻止危險的發生和事故的擴散,使危害減少到最小。
2、確保儀表功能健全穩定
充分發揮石油化工裝置安全儀表的功能,最大限度地滿足化工行業對儀表監測數據、安全預警等方面的需求,確保石油化工裝置安全儀表功能健全、系統穩定,這也是石油化工裝置安全儀表系統設計的重要原則之一。在進行石油化工裝置安全儀表設計時,相關設計人員必須要深入研究系統的基本情況,對生產現場進行現場查看,準確把握儀表工作現場的基本情況,以確保所設計儀表功能完備,具有良好的適應性。
3、確保儀表易于維護與擴展
石油化工行業對安全性具有特殊的要求,這就要求必須要加強對儀表的維護與保養,對所選用的儀表要易于安裝、便于使用,安全運行周期長、維護簡便。在滿足儀表監測、預警要求的前提下,要盡可能減少系統儀表安裝數量,而且要降低系統安裝建設成本,提高系統的經濟效益。同時,要立足系統未來發展需要,預留儀表安裝空間,以滿足未來生產的發展和工藝的改進。
4、確保儀表系統絕對安全
石油化工工業是基于流程的特殊行業,所選用的生產材料一般均為危險化學品,產品也多為易燃易爆品,生產環境較為惡劣,大多為高溫高壓環境,極易引發各類安全事故。隨著石油化工裝置的自動化、現代水平越來越高,對產品的精細化作業越來越廣泛,生產作業條件越來越安全臨界點,從而可能引發危險的可能性也在不斷增加,這種嚴峻形勢下,對石油化工儀表系統提出了更高的安全要求。在進行儀表系統設計時,必須確保儀表系統絕對安全,進而確保整個系統的絕對安全。
石油化工安全儀表系統的設計與實施探討
根據IEC 61511的定義,安全儀表系統是指實現一個或者多個安全儀表功能(Safety Instrument Function)的儀表系統,它通常由傳感器(Sensor)、邏輯運算器(Logic solver) 和最終執行元件(Final element) 組成。獨立于DCS 之外,但是可以保障二者之間的實時通信,并在DCS 操作站中顯示相關數據,完成時間序列記錄,方便停車聯鎖及系統維護等功能的實現。
1、可靠性設計
所謂的安全儀表功能,類似于我們傳統說法上的安全儀表回路。一個安全儀表功能由5個要素組成: 傳感器,邏輯運算器,執行元件,安全完整性等級(SIL)和響應時間。對于系統的可靠性,主要指在一定時間范圍內,可能出現故障的概率狀況。在安全儀表系統中,其可靠性可用R0(t)表示,而系統中各個單元的可靠性即R1(t)、R2(t)、R3(t)、R4(t)⋯.等,它們之間的關系可用如下公式表示:
R0(t)= R1(t)R2(t)R3(t)R4(t)⋯
由公式可見,任何一個環節可靠性能的降低,都可能影響整個系統的正常運行。一直以來,人們更多地關注邏輯運算器的可靠性,但是對檢測元件、執行元件等可靠性卻忽略,造成整個安全儀表系統的可靠性能低,與降低設備風險的要求不相符。對于邏輯運算器的可靠性問題,必須優先符合安全儀表系統控制的安全等級。在此前提下,各個大型安全儀表系統生產商推出了結構各異的系統,如冗余的、非冗余的、三重化結構及四重化結構等。只要系統通過安全等級認證,符合石油化工裝置的安全等級,該結構的邏輯運算器就可在裝置中應用,發揮安全保護作用。
2、分類與選型設計
在安全儀表系統中,可以選用電氣技術、電子技術、可編程技術,也可以直接應用混合組成技術。
當安全儀表系統采取電子技術、電氣技術方案時,主要通過繼電器來實現整個邏輯連鎖過程,但是對于較為復雜的安全性能要求,較難滿足,其應用具有一定局限性。隨著安全生產的重要性與日俱增,PES 技術日益成熟并發展應用,利用PES 技術完成安全儀表系統的安全聯鎖功能,已成為各個專業系統應用的首要選擇。但是以下幾種情況不適合采取繼電器:定時器功能及鎖定功能;高負荷運轉、狀態頻繁改變;較為復雜的邏輯系統等。一般情況下,在安全儀表系統中,不使用固態邏輯。如果在安全儀表系統中采取固態邏輯,必然應用PEC 作為診斷測試工具。提高了系統運行的繁瑣性、復雜性。
3、邏輯運算設計
為了保障石油化工安全儀表系統的高可靠性與安全性,一般選擇安全度等級是LIL3 的容錯結構或者冗余結構可編程控制器作為邏輯運算器。較為常見的安全等級為SIL3 的邏輯運算器結構主要為:二取一帶自診斷,1oo2D;三取二帶,2oo3;雙重化二取一帶自診斷,2oo4D。在應用容錯結構的系統中,具備內部冗余的集成邏輯以及并行元件,一旦系統運行發生故障,則系統可以自動識別故障,并完成故障旁路狀態,可繼續執行指定功能。三取二帶功能結構如圖1 所示。
圖1 三取二帶(2oo3)系統塊圖
三、安全儀表系統的未來發展趨勢
在計算機與網絡時代,各種工藝技術快速發展起來,而石油化工安全儀表系統正朝著以下幾個方向發展:
1、與BPCS 的集成
在確保安全生產的前提下,有關石油化工生產過程的全自動控制中,引入安全生產模塊。對于生產過程中產生的各種數據,進行實時監控、分析及預警,可及時發現問題、處理問題。但是在集成SIS 和BPCS 系統時,應嚴格劃分安全區域與非安全區域,并在設計網絡及系統過程中,注意符合網絡安全需求。
2、與機組保護系統的集成
實現安全儀表系統與機組監控、保護、診斷等有機集成,確保壓縮機組在最優控制方案下運行,實現高效率、高質量的工作,提高運行安全性、靈活性、可靠性,對機組進行有效保護和控制。
3、與數據信息的集成
有關信息管理方面,應重點強調數據的實施分類與集成,實現生產控制信息和管理信息的有效整合,完成一體化架構,以改善石油化工企業的“信息孤島”現象。另外,還應完善專項安全網絡數據庫,通過網絡平臺,在各個需要監控的位置安裝攝像頭,智能化處理攝像畫面,不放過任何可能存在安全隱患的跡象,及時報警、及時處理。
安全問題涉及很多專業,這里介紹的僅僅是一些理念。做安全工作要形成一個團隊,首先在設計部門內部,各個專家組成一個團隊。然后在外部要與業主、制造商和施工單位組成團隊。最后一點也是至關重要的一點,就是要加強管理,這要貫穿到生命周期的全過程。
參考文獻:
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[關鍵詞] 農村飲水安全 水處理 水凈化 飲用水
[中圖分類號] S277.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650(2017)01-0290-01
保障飲水安全是當前水利工作的首要任眨而農村飲用水水處理凈化工藝技術是其安全工作中的重要實施手段。而水質凈化處理技術,就是運用各類工藝方法,將飲用水中的雜質做去除處理,令處理后的水質達到國家《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)要求,使得經過處理后的飲用水水質不再含有病原微生物、化學物質等有害人體健康的雜質。同時飲用水的觀感較好,無異色異味。因此對農村飲用水進行水處理、凈化作業,是保障農村飲水安全的重要措施,本文據此對常用的水處理與凈化技術做詳細的探究分析。
1 農村飲水工程的水處理技術探析
1.1 絮凝池水處理技術
目前在農村地區常用的絮凝池水處理技術主要分為穿孔旋流絮凝池、折板絮凝池、網格絮凝池等工藝類型。其中穿孔旋流絮凝池處理技術是由多個相互串聯的絮凝室所構成,需處理的原水經由池壁以高速流入絮凝室內,并在絮凝池中產生旋轉作用,令其原水顆粒相互碰撞。并且在多個串聯的絮凝池作用下形成旋流,進而強化對原水的絮凝作用影響。各個絮凝室之間連接部位使用孔口做銜接,并且將孔口的斷面隨著串聯絮凝室做逐級擴大,相應原水的流速也會逐級減低。此類水處理技術較為適宜在農村中的中小型水處理廠中應用。
而折板絮凝池水處理技術則通常會分化為三段或多段部分,每段絮凝池會使用折板進行分割設置,具體的折板設置方法又可細分為相對折板、平行折板以及平行直板三大類,這三類設置方法均適宜在水量變化程度較小的中小型水處理廠中應用。而網格絮凝池的平面設置方式擇優多格豎井串聯而成,水流從其中一格流向另一格,以此上次水流交錯流動并最終流向出口位置。同時該技術會水平設置柵條構成絮凝池網格,當原水流經網格柵條的縫隙時,相應水流就會出現收縮現象。此外隔板絮凝池則是最為常規的絮凝池設置方法,較為適宜在規模較大或是原水水質較差的大型水處理廠中使用。
1.2 沉淀池水處理技術
當前農村地區常見的沉淀池水處理技術主要分為平流沉淀池與斜管沉淀池兩類。其中平流沉淀池技術的構造相對簡單,通常為設計為長方形造型的大面積水池,其對原水的處理成效較好并且可靠性優異,同時對各類原水水質的適應能力較好,在技術操作上也具備簡便快捷的優勢。而斜管沉淀池技術,則是一類在沉淀池中設置較多平行斜管的水處理工藝,此類沉淀池細分有配水區、斜管區、布水沉泥等區域。在此斜管沉淀區作用下,整個原水水流會呈向上流動趨勢,而泥漿則往下沉積,在斜管作用下對原水水質處理的效率也更高。同時此類沉淀池技術所占用的面積相比平流沉淀池更小,因此較適宜在農村的中小型水處理廠中做應用推廣,也是當前農村地區所使用的主流沉淀池水處理技術。此外由于斜管沉淀池技術運用中原水在池中的停留時間較短,相應就會在原水本身渾濁度較高的情況下,造成處理后水質仍不達標等問題。因此需要在此類沉淀池技術應用中,盡可能使用渾濁度較低、水質好的原水做處理。
2 農村飲水工程的水凈化工藝研究
農村飲水工程主要分為集中式和分散式,兩者因規模和受益人口不同,工藝選擇上也有很大的差異,集中水處理的工藝較為成熟,而分散式工程的因規模小,管理困難等原因,目前在工藝應用上還存在局限。
2.1 水凈化藥劑的選用與混合
依據農村地區的原水水質情況、水量變化程度大小以及凈化后的水質需求標準,就需要對應合理選取、調整飲用水凈化中的混凝劑種類,以及具體的添加劑量。當前我國農村飲用水凈化工藝常用的混凝劑主要有聚合氯化鋁(PAC)等類型。而混凝劑混合則是指將其擴散于水中并做均勻混合,以此保證混凝劑的作用成效。在混合進程中需要再將藥劑擴散入水后,把整個水體做充分攪動,以確保藥劑能在最短時間內均勻擴散到水體各個位置中。同時為了減少混合進程中的藥劑損耗,并相應為水凈化作業提供優異的絮凝環境,需要將藥劑放入原水后做劇烈、快速的攪動混合,以保證藥劑與原水做充分混合。作業人員為進一步確保二者的混合質量,也可使用離心泵混合、管道混合器混合以及機械混合池混合等手段。
2.2 水過濾工藝
水過濾工藝包含過濾與反沖洗兩個環節。過濾環節是將沉淀后的原水由水管導入濾池中,流經池中的濾料層與承托層,原水中細小懸浮物以及膠體物質等雜質顆粒,就會截留于濾料表面以及內層空隙中,實現對原水的過濾凈化目的。之后將過濾處理后的清水再通過集水管收集排出。反沖洗環節是將沖洗水通過配水系統注入濾池中,流經池中承托層和濾池,將層中原有的雜質污物沖走帶出,其混雜的雜質污物被送入到反沖洗排水槽或管中,以此將沉積雜質從濾池排出。此外工藝選擇方面,根據原水水質和水廠規模,對于規模較小、原水水質較好的農村水廠可以只采用過濾工藝。
結束語
農村地區的飲水安全是當地群眾正常生活與社會發展的關鍵前提基礎,在各地的飲用水安全工程建設中,應積極采用各類高效、適用的水處理與凈化技術,保證對原水水質的處理成效,提升當地居民的飲用水安全質量。
參考文獻
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