淺析某氯鹼化工企業液氯儲槽區安全系統

作者：未知
[摘要] 本文探討了某企業液氯庫區的現狀，分析了存在的問題，提出了改造的要求，並對該區域的安全系統進行了升級與改造，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。
　　[關鍵詞] 氯鹼化工企業安全
　　中圖分類號： TQI44 文獻標誌碼：A
　　目前，國內氯鹼企業多採用的是離子膜燒鹼工藝，主要的產品為氯氣、燒鹼、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並溶解在黏膜所含的水分里，會對上呼吸道黏膜造成損害。當人體吸入一定量的氯氣時，會導致人的死亡。因此，對於氯鹼企業，防止氯氣的泄露是安全工作的重中之重。攀枝花某氯鹼化工企業的液氯庫區擁有8個液氯儲槽，總存儲量已達400噸，根據《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》（安監總局40號令）的規定，已達到一級危險源的標準。但由於該企業建廠較早，該區域在安全方面仍存在一些問題。因此，本文探討了該企業液氯庫區的現狀，分析了存在的問題，，並提出了改造的要求，並對該區域的安全系統進行了升級與改造，完善了安全措施，安全性得到了提升。
　　一、液氯庫區現狀及存在的問題
　　該企業目前液氯庫區主要由液氯儲槽區與液氯罐車充裝區組成，主要從事液氯的液化、儲存、汽化及充裝等工作，在原有設計中，液氯庫區的主要設備及安全監控措施如下：
　　1、液氯儲槽：主要監控儲槽中壓力、儲槽中液位、儲槽外氯氣濃度；主要監控設備有壓力變送器、液位計、熱電偶及氯氣濃度報警儀等。
　　2、雙殼體磁力泵：主要監控磁力泵內壓力狀態、主要監控設備為壓力變送器、壓力平衡調節閥。
　　3、液氯罐車充裝裝置：主要監控液氯流量，裝置區域的氯氣濃度；主要監控設備為質量流量計、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：主要監控鋼瓶充裝重量，裝置區域的氯氣濃度；主要監控設備為鋼瓶台秤、緊急切斷閥、磁力泵緊急停泵、?毫ζ膠獾鶻詵А⒙繞?報警儀。
　　5、事故處理裝置：廢氣風機2台，抽風管、可移動軟管，廢氣應急吸收裝置。
　　從該企業液氯庫區的現狀可以看出，液氯庫區存在一定的安全監控設備及設施，具有一定的安全性。然而，根據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，發現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，一個現場液位計，遠程液位計故障時，只能通過現場人員確認，在液氯液位達到警戒值時不易及時發現，可能造成儲罐超裝。
　　液氯槽車充裝：遠程監控單一，缺少輔助監控。液氯槽車裝置，依靠質量流量計計量、連鎖切斷，罐車液位無遠程監控顯示，而稱量計量實現困難；質量流量計故障，現場看守人員未及時發現槽車液位，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。當液氯儲槽發生泄露時，不能及時關閉進入問題儲槽的進液管，導致儲槽中液氯總量持續升高，容易導致安全事態的擴大。
　　自動倒料：液氯儲槽不能自動倒料。當液氯儲槽發生泄露時，不能及時對問題儲槽進行遠程倒料，只能人工進行現場操作倒料；人工倒料操作風險高、響應時間晚於遠程操作，不能及時控制，泄漏氯氣腐蝕容易導致安全事故的擴大。
　　液氯貯槽溫度計：液氯貯槽無遠程監控顯示。缺少遠程溫度輔助監控判斷，液氯儲槽的溫度只能由現場操作人員進行定期現場確認，存在監控空檔期，在溫度發生異常時也不容易發現，導致安全事故的發生。
　　無獨立SIS系統。SIS系統主要是防止儲槽超裝、能緊急響應切斷外部供料液氯庫區，發生安全事故時能夠緊響應，將事態控制在最小的範圍內。
　　DCS和SIS系統：DCS系統控制異常控制功能不全，單一SIS系統控制存在故障風險。DCS作為全廠控制，應實現主要應急控制操作，DCS系統應急功能不全，單靠SIS系統應急控制，獨立系統操作可能影響前端工序造成事故，與雙系統控制比較可靠更差。
　　二、改造要求
　　通過對液氯庫區的安全分析後，安全風險主要表現在：（1）無法遠程自動限制儲液位；（2）無法遠程控制液氯庫區的相關設備或實現遠程倒料，需要操作人員進入現場處理；（3）無獨立的SiS系統；（4）雙儀表、雙系統自動監控儲槽液位。為提升整個液氯庫區的安全性，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閉儲罐進料切斷閥，液位低低報時關閉儲罐出料切斷閥；（3）儲罐出現異常時，可以遠程調控儲罐氣相、液相平衡管，實現儲罐間的遠程倒料操作。
　　以上所有操作及監控，接入生產DCS系統實現。
　　2、SIS控制要求
　　要求液氯庫區獨立設置SIS系統及操作站，具體控制如下：（1）設置獨立液位計，儲罐液位高時自動關閉儲罐進料閥；（2）儲罐出口總管設置開關切斷閥，出現事故時，操作人員可以在總控制室遠程緊急停泵、關閉出料閥門。
　　3、毒氣檢測報警控制系統（GDS系統）
　　GDS系統對液氯罐區的有毒氣體泄漏進行實時監控，在發生泄漏時自動打開風機進行抽吸。
　　四、系統升級及改造
　　1、DSC系統改造
　　利用該公司的DCS系統，實現相關要求，主要表現在：（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，數據接入DCS顯示、記錄、報警。溫度設置40℃高報、-25℃低報，壓力設置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節閥。（3）液位根據儲罐尺寸，設置高報、高高報，低報、低低報，液位達到高高時，液位自動聯鎖關閉儲槽進料切斷閥，液位達到低低報時，液位自動聯鎖關閉儲槽出料切斷閥。（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，實現遠程倒槽。
　　2、SIS改造
　　液氯庫區建立一套獨立的安全儀表系統（SIS），主要實現方式如下：（1）SIS系統控制設備包括：1台控制機櫃、1台工程師站兼作操作站（含軟體）、1台輔操台、1台UPS、1台印表機（和DCS共用）等。（2）SIS系統採用具有SIL2本質安全認證的安全控制器，系統採用冗餘容錯技術的故障安全型系統實現全裝置的安全聯鎖和緊急停車功能（3）安裝獨立的貼片式液位計，儲罐進料口安裝氣動切斷閥。根據儲罐尺寸設置液位高報警、高高報警，儲罐液位高高報警時自動關閉儲罐進料閥。儲罐出口總管安裝開關切斷閥，磁力泵控制增加遠程控制。
　　3、設備清單
　　針對某氯鹼化工企業的現狀及改造要求，所需的安全儀表如表1所示，並按照要求進行安裝後，可提升其安全性。
　　五、運行情況
　　通過改造後，該企業液氯庫區安全性大大提升，在完善安全性後的1年時間共發生了2次較小的液氯泄露事故，均在該系統的操作過程中實現了報警、自動切斷閥門、遠程倒料等功能，未發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
　　1、液氯儲槽採用獨立的DCS系統和SIS系統，分別根據液位切斷儲槽進料或出料，兩套系統同事故障機率低，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監控裝置，實現儲槽液位控制和任意儲罐間的遠程倒料，DCS系統控制有利於前後工序的穩定控制，有利於及時響應和查找系統問題。
　　3、該系統充分考慮了多種事故情況，DCS系統和SIS系統的功能分解實現合理，實現了DSC系統正常生產控制、應急控制，SIS系統自動切斷和緊急手動停止的應急措施，具有安全高、可靠行好的優勢。
　　（作者單位：四川省攀枝花市東區鋼城集團有限公司）