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两重点一重大.docx

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  • 上传时间:2023-12-27
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    • 危险化学品“两重点一重大”的自动化控制和紧急停车系统一、 概述:众所周知,化工生产、储存过程中的介质,多为危险化学品,有着易燃、易 爆、毒性、腐蚀性的特点;并且多在高温、高压条件下操作特别是大型化工装 置,如:炼油厂、化肥厂等对自动化控制和安全联锁要求很高,一旦忽视此,即 容易造成事故例如:美国德克萨斯炼油厂“ 3.23 ”事故即为此例!1. 美国德克萨斯炼油厂火灾爆炸事故概述:2005年3月23日中午1时20分左右,英国石油公司(BP)美国德克萨斯 炼油厂的碳氢化合物车间发生了火灾和一系列爆炸事故 15名工人被当场炸死, 170多人受伤许多装置被毁,爆炸波及周围8平方公里的范围,造成重大损失爆炸的发生是由于操作人员向分馏塔中过量进料并过度加热分馏塔造成的, 当爆炸发生时,分馏塔内的液位几乎超过正常值的 20倍,分馏塔上的两套液位指示报警均失效!同时装置开车时水蒸汽或 N2使塔内压力突然升高,使大量液 态烃进入临近放空塔,从塔顶泄出,遇到发动着的汽车(点火源)发生燃烧和爆 炸!2, 近年来国家安全生产监管总局多次发布相关文件对危险化学品“两重点一 重大”自动化控制和紧急停车系统提出了严格要求,详细叙述如下:二、 法规和标准要求1. 安监总管三[2012]87号文《关于开展提升危险化学品领域本质安全水平 专项行动的通知》在其工作目标中提到:“全面完成涉及重点监管危险化工工艺 的化工装置、涉及重点监管危险化学品的生产储存装置和重大危险源(以下统称 “两重点一重大”)的自动化控制系统改进,本质安全水平得到明显提升;对未经过正规设计的在役化工装置进行安全设计诊断,全面消除安全设计隐患”。

      在其重点任务中要求加快涉及“两重点一重大,,企业的自动化控制系统改进工作2. “第一个重点”是:重点监管的危险化工工艺1)2009年安监总管三[2009]116号文《国家安全监管总局关于公布首批 重点监管的危险化工工艺目录的通知》中列出了 15种重点监管的危险化工工艺 装置要在2012年底前全面完成自动化控制系统改造这15种重点监管的危险化 工工艺为:1光气及光气化工艺;02电解工艺(氯碱);03氯化项目;O4硝化工 艺;05合成氨工艺;06裂解(裂化)工艺;07氟化工艺;08加氢工艺;09重氮工 艺;010氧化工艺;011过氧化工艺;012胺基化工艺;013磺化工艺;014聚合工艺;015 烷基化工艺116号文中详细地说明了这15种的典型工艺、重点监控的工艺参数、安全 控制的基本要求和宜采用的控制方式对此,黑龙江省安监局、发改委、工信委、 住建厅四单位联合发出了《关于印发黑龙江省提升危险化学品领域本质安全水平 专项行动实施方案的通知》(黑安监联字[2012]9号文)截止目前,我省59 个在役重点监管危险化工工艺装置已全部完成了自动化改造工作2)今年安监总管三[2013]3号文《国家安全监管总局关于公布第二批重 点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的 通知》中又补充了 3个危险化工工艺:O'1新型煤化工工艺;02电石生产工艺;03 偶氮化工艺。

      调整了 8个重点监管的危险化工工艺3号文中详细地说明了这些 典型工艺、重点监控的工艺参数、安全控制的基本要求和宜采用的控制方式文 中要求涉及第二批重点监管危险化工工艺的化工企业在 2014年底前完成自动化改造工作到目前需要重点监管的危险化工工艺已达 18个3. “第二个重点”是:重点监管的危险化学品名录1) 2011年,安监总管三[2011]95号文《国家安全监管总局关于公布首批 重点监管的危险化学品名录的通知》中列出了氯、氨等 60个重点监管的危险化 学品名录,同时要求相关企业装备功能完善的自动化控制系统同年安监总管三 [2011]142号文中给出了首批重点监管的危险化学品安全措施和应急处理原则2) 今年又公布了安监总管三[2013]12号文《第二批重点监管危险化学品名录的通知》列出了氯酸钠、氯酸钾等 14个重点监管的危险化学品名录,同 时给出了安全措施和应急处置原则文件还要求相关企业积极开展涉及重点监管 危险化学品的生产、储存设施自动化监控系统改造提升工作, 高度危险和大型装 置要依法装备安全仪表系统(紧急停车或安全联锁)并确保 2014年底前完成4. “一重大”是:危险化学品重大危险源。

      1) 2009年发表了《危险化学品重大危险源辨识》 GB18218-2009标准的 全部技术内容为强制性的2) 2011年国家安监总局第40号令做出了《危险化学品重大危险源监督 管理暂行规定》,此规定第三章第十三条要求:(一) 重大危险源配备温度、压力、液位、流量、组分等信息的不间断采集 和检测系统以及可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置,并具备信息远传、 连续记录、事故预警、信息存储等功能;一级或二级重大危险源,具备紧急停车 功能记录的电子数据的保存时间不少于 30天二) 重大危险源的化工生产装置装备满足安全生产要求的自动化控制系 统;一级或二级重大危险源,装备紧急停车系统( ESD)三) 对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施,设置 紧急切断装置;毒性气体的设施,设置泄漏紧急处理装置涉及毒性气体、液化 气体、剧毒液体的一级或二级重大危险源,配备独立的安全仪表系统( SIS)四) 重大危险源中储存剧毒物质的场所或者设施, 设置视频监控系统以上措施可以有效地保证重大危险源的安全三、 化工生产、储存装置中的自动化控制与紧急停车系统下面就以上相关文件中对于“两重点一重大”提出的自动化控制和紧急停车 系统做个介绍:(一)概述:3. 自动化控制定义:利用自动化仪表对工艺过程中的参数,如:温度、压力、 物位、流量、成分等进行监测和控制。

      4. 自动化是保证生产装置生产安全操作、 平稳运行、提高效率(高产、低耗) 的基本条件和重要保证工业自动化仪表技术包括生产工艺过程中各种工况的检测、转换、显示和控制5. 自动化仪表的分类:自动化仪表可简单地分为检测仪表、显示仪表、控制 仪表、执行器四大类如图所示:检测仪表流量I压力I物位I温度 成分分析指示仪记录仪累计器信号报警器屏幕显示器显示仪表控制仪表基 地 式 调 节 器气 动 单 元 组 合仪电动单元组合仪 集 散 型 控 制 系统可 编 程 控 制器PL可 编 程 调 节 器工 业 控 制 机IP C组 装 式 仪 表计 算 机控 制 系统女 全 控 制 系 统FSDC CCS执彳「器气动调节阀 电动调节阀6. 自动化仪表的主要品质要求:①精确度:测量值与实际值的误差大小Q灵敏度:表示仪表对被测介质的参数变化的灵敏程度D变差等7. 工业控制仪表的发展:工业自动化仪表已从模拟仪表技术真正步入数字化 和智能化技术领域1)模拟仪表:包括基地式仪表,单元组合仪表(气动、电动)和组装式 仪表①基地式仪表:此仪表是把测量、显示、调节所有功能组装在一块仪表内 是工业自动化仪表早期发展的产物,现在已经很少使用。

      DDZ-(D单元组合仪表:国内生产的单元组合仪表主要为电动单元组合仪表II型(已淘汰),DDZ-III型和气动单元组合仪表 QDZ-IV2)数字式控制仪表:包括智能数字化仪表、集散型控制系统( DCS),可编程控制器(PLC)及工业控制计算机(IPC)等①智能数字化仪表:是利用微处理技术制成的一台数字化仪表, 可以对被测参数进行测量、显示及控制,多用于小型装置或辅助生产装置,如水处理装置、 换热站等Q集散型控制系统(DCS)作为当代先进科技结晶的集散型控制系统(DCS),自1975年问世以来,经 过30多年的改进、发展,已经成为一种相当成熟的控制仪表 DCS的重要特点是把过程控制、监视、信息管理有机地结合在一起,采用开放系统和标准的通讯 协议,解决了不同厂家产品设备的互联问题由于采用了功能强大的工作站和 32为微处理器,增加了程控、批量控制的能力新一代的DCS更注重于信息网络和管控一体化,技术特点体现在:a. 单元结构功能齐全;b. 完善的控制功能;c. 丰富的窗口技术;d. 速度>5~10Mbps的局域网通讯;e. 采用通用化的UNIX或Windows操作系统,资源共享,信息集中管理,管 控一体化;f. 采用冗余、容错技术,故障自诊断技术,可靠性高;g. 组合灵活,扩展方便。

      现代DCS的基本设计思想是信息集中、控制分散、配置灵活、组态方便④可编程控制器(PLC)可编程控制器(PLC)是与DCS同期发展并取得广泛应用的数字式控制仪表 PLC早期开发的目的是为了取代继电器,实施程序(逻辑)控制通过编程进行 逻辑运算,大大地提高灵活性PLC进行逻辑运算速度非常快,在逻辑控制上明 显占有优势随着微电子技术的发展,PLC自身也在不断提高技术性能,拓宽应在更快速地进行逻用范围多数PLC采用高性能处理器及实时多任务操作系统,辑控制的同时也普遍增加回路控制功能,向 DCS应用领域渗透现代的PLC技术特点是:a. 功能齐全(逻辑控制,回路控制);b. 网络通讯功能增强;c. 具有丰富的图形显示功能;d. 编程标准化有利于PLC系统开放化Q工业PC机:近年来,工业自动化领域另一项发展很快的数字控制仪表是工业 PC机控制(IPC)IPC采用的是通用的微处理器(CPU),可以具有很强的运算功能和速度通讯采用标准化总线,有丰富的图形显示及多媒体技术,采用通用性强的 UNIX 或Windows实时多任务操作系统,可提供方便、友好的人机画面 IPC较之原来 的PC机在可靠性、抗干扰能力、模板设计方面都有了很大改进。

      由于PC机价格 低廉,所以IPC具有很好的性能价格比IPC采用的是模块化结构,系统构成,拓展十分灵活由于它具备的优点及 性能,且可靠性在不断提高,在过程控制中会得到进一步的推广应用6.工业过程安全控制仪表的发展随着生产装置大型化、生产操作复杂化,对生产过程安全控制的要求越来越 高安全控制的目的是:①避免人员或生产设备的损伤;但避免由于事故造成的环境污染;⑥)减少事故停车的损失安全控制一般包括两方面内容:①信号报警:这是警告操作人员,生产操作已偏离正常工况,应引起警觉;(D联锁/停车系统,这是当生产将要发生事故时而采取的紧急措施,避免事 故的放生,保障操作人员和相关设备的安全在早期的石油化工装置中,信号报警采用闪光报警器,联锁 /停车系统则大多选用继电器或固态逻辑插卡由于 DCS、PLC的出现,信号报警和联锁、停车 系统的实施有了新的发展,微处理器为报警信息储存、快速处理提供了良好的手 段在考虑信号报警和联锁、停车系统设计时,应该遵循下列原则:①系统的构成可选用有触点或无触点回路,但必须动作可靠①信号报警节点可利用仪表内部节点也可另外设置报警接点重要的报警点 和联锁、停车用的接点则应单独设置。

      句联锁、停车系统动作前应设置预报警信号为确保安全,重要的联锁(停 车)故障检出器应设置两个或三个以上经逻辑“或门”发出信号,即 2取1或3 取2系统Q设置联锁(停车)投用和解除开关对于安全性要求较高的生产装置,常常要求设置单独的紧急停车系统(ESD) 构成ESD的安全仪表系统有继电器、固态逻辑电路、PLC系统继电器型ESD可靠性高,不受大。

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