淺析液氨罐區安全監控儀表設置

摘 要：簡述了液氨的特性及危害性，氨罐區安全檢測儀表溫度計、壓力變送器、液位計、有毒氣體探測器等的設置。希望通過文章的分析，能夠為相關人士提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：液氨；罐區；安全監控儀表

氨是特別主要的一種化工原材料，被廣泛應用到生產領域，只是在運輸上不夠便利，為了提高運輸效率、便于儲存，就會通過壓力和冷卻的方式，對氨氣進行處理，通過加壓或冷卻的氨就變成了看得見的液態氨，也就是我們常說的液氨，也可以稱無水氨，其存在形態是無色透明的液體。液氨化學性質明顯，具有強烈的腐蝕性，同時，保存不好，還容易與空氣發生反應，出現揮發現象，只有全面正確的處理，才能有效避免事故的發生，確保生產與運輸的安全。本文主要通過對氨的理化特性、危害性、儲存罐區安全監控分析，進一步提出相關的監控儀表設置措施與方法，以此，降低化學事故發生率，保證液氨儲存安全可靠。

1 氨的理化特性和危害性

1.1 氨的理化特性

分子式NH3，分子量為17.03，熔點-77.7℃，沸點-33.5℃，氣體密度0.7708g/l，相對蒸氣密度（空氣=1）0.59，相對密度（水=1）0.7（-33℃），臨界壓力11.40MPa，臨界溫度132.5℃，飽和蒸汽壓1013kPa（26℃），爆炸極限15%～30.2%（體積比），自燃溫度630℃，最大爆炸壓力0.580MPa。易溶于水、乙醇和乙醚。

氨主要用作制冷劑及制取銨鹽和氮肥。

1.2 氨的危害性

氨屬于第2.3類有毒氣體，8類腐蝕品，火災爆炸危險性類別為乙類。極易燃，能與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱引起燃燒爆炸，與氟、氯等接觸會發生劇烈的化學反應，低濃度氨對眼、粘膜有強烈刺激和腐蝕作用，高濃度氨可引起組織溶解性壞死、皮膚及上呼吸道粘膜化學性炎癥及燒傷、肺充血、肺水腫甚至可引起反射性呼吸和心搏停止。氨時間加權平均容許濃度為20mg/m3，短時間接觸容許濃度為30mg/m3，直接致害濃度為360mg/m3。

2 儲存罐區安全監控儀表的設置

液氨常溫儲存選用臥罐或球罐，液氨儲罐區就是由一個或若干個儲存液氨的儲罐組成的相對獨立區域，儲罐區的設置首先在場所選址、總圖布置上要符合《石油化工企業設計防火規范》。在此主要討論檢測儀表的正確設置，要想設置好儀表，就需要提前設定參數，通過對比發現變化與差異，一般罐區監控預警參數多體現在關鍵部位，如罐內氨液位、溫度、濃度、氣象、壓力等，這些工藝參數能夠表明限值，如果儀表報警，則會達到指標限位數，使液位、溫度、壓力，氨氣濃度、明火源和風速等情況一目了然，對超限情況及時處理。

罐內檢測傳感器和罐外檢測傳感器是監控儲罐區監測傳感器的主要部分。通過罐內檢測傳感器的操作，可以快速檢測到罐內液位、壓力和溫度等工藝參數是否超限，有效避免出現冒頂或異溫度等壓力變化，確保參數的穩定性。罐外檢測傳感器用于明火、氨氣體泄露及相關的環境危險因素等的監控。

氨罐溫度檢測，一般遠傳型選用隔爆鉑熱電阻，最好選用帶套管的鎧裝熱電阻，這樣便于更換，就地指示型選用帶套管的雙金屬溫度計，溫度計的安裝位置，應保證在最低液位時能測量液相的溫度并便于觀察和維修。氨罐壓力一般有設定值，若超過設定值，壓力報警同時啟動噴淋系統進行冷卻，所以遠傳壓力表選用智能式隔爆壓力變送器，就地壓力表選用氨用壓力表。壓力表的安裝一定要保證可視、可見、可維護，一般安裝壓力表時，需要充分考慮到敏感壓力問題，在最高液位能測量氣相壓力。如果儀表必須安裝到頂部，則需要選好位置，多數為了方便查看，布置支罐頂平臺。可以選用外置式超聲波液位計、雷達液位計、磁致伸縮液位計等和差壓變送器同時檢測氨罐液位，監測和報警精度≤±5%，且應配備高、低液位報警回路，如果氨罐在400m3以上時還應配有液位與進出口緊急切斷閥的聯鎖。進出口緊急切斷閥選用氣動閥，配24V DC供電的電磁閥，電磁閥選用常閉型。

根據《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》，氨屬于有毒氣體，所以罐區需設置有毒氣體報警系統，系統供電采用不間斷電源（UPS）供電。檢測點的設置要符合以下兩點：

（1）有毒氣體檢測報警儀宜布置在有毒氣體釋放源的最小頻率風向的上風側。

（2）有毒氣體檢測器與釋放源的距離，當檢測點位于釋放源的最小頻率風向的上風側時，有毒氣體檢測點與釋放源的距離不宜大于2m；當檢測點位于釋放源的最小頻率風向的下風側時，有毒氣體檢測點與釋放源的距離小于1m。

氨氣體檢測器一般選用電化學型或半導體型，檢測器的安裝高度為高出釋放源0.5～2.0m。檢測器的輸出信號一般為4～20mA的直流信號。有毒氣體的測量范圍宜為0～300%最高容許濃度或0～300%短時間接觸容許濃度，氨的短時間接觸容許濃度為30mg/m3。有毒氣體檢測報警系統宜為相對獨立的儀表系統，有毒氣體檢測報警的數據采集系統，采用專用的數據采集單元或設備，不宜將有毒氣體檢測器接入其他信號采集單元或設備內，避免混用。根據裝置的規模和特點指示報警設備（報警控制器）的設置可按下列方式設置：（1）氨氣體檢測報警系統與火災報警系統合并設置；（2）指示報警設備采用獨立的工業程序控制器、可編程控制器；（3）采用常規模擬儀表；（4）當氨氣體報警系統與生產過程控制系統合并設計時，輸入/輸出卡件獨立設置。一般設計中氨罐區控制系統與報警系統都是與生產控制系統合并設計，所以只要輸入/輸出卡件獨立設置就可以。

氨罐區氣象監測，一般設置風向風速儀、和環境溫度的檢測，信號送入罐區安全監控系統。

為了保證安全，需要在氨罐區設置視頻監控和報警系統，對突然出現的不可控因素進行監控，特別是危險因素或初期火災情況，可以通過遠程監控及時了解，攝像頭多數使用的是防爆型，合理設置位置，確保不留死角，設置數量與高度，要根據現場情況而定，防火堤對角布置攝像頭，能夠全面覆蓋罐區，有效監控現場情況，高度需要根據監控要求，設置到頂部，增加視野，按使用目的不同，可以進行罐區安全系統聯網或者單獨配置報警裝備，增加靈活性。

氨罐區火災監測報警系統設置要符合《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013，在現場設置火災報警按紐，在控制室設置聲光報警控制裝置。

氨罐區消防滅火裝備的設置應符合《石油化工企業設計防火規范》GB50160，設置遠程噴淋水自動滅火控制系統。

總之，氨作為一種重點監管的危險化學品，在儲存、運輸過程中一定要符合國家有關規定，需要嚴格各項操作標準，相關人員要有專業知識與業務能力，加強密閉保存力度，防止氨泄漏事故，同時還要遠離火種和熱源，確保生產、使用氨的場所安全可靠。

參考文獻

[1]國家安全生產監督管理局.AQ3036-2010.危險化學品重大危險源 罐區現場安區監控裝備設置規范[S].2011-05-01.

[2]GB50493-2009.石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范[S].

作者簡介：田曉蘭，女，工程師，學士學位，山西省化工設計院自動化與儀表專業。