關(guān)于液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造的探究

馬曉夙（大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

液氨作為一種在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的化學(xué)原料，具有腐蝕性并且極易揮發(fā)。為此，人們通常會(huì)采用冷卻或加壓的方式，將氣態(tài)氨轉(zhuǎn)化為液態(tài)以便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，所以研究者要深入探究液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造，并采取有效方式，來(lái)降低液氨罐事故發(fā)生的幾率，保障工業(yè)產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)。

1 系統(tǒng)改造的危險(xiǎn)與可操作性分析

根據(jù)國(guó)家制定的《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》內(nèi)容，10t的氨就已經(jīng)可以劃為重大危險(xiǎn)源，其中一級(jí)和二級(jí)的重大危險(xiǎn)源需要設(shè)置安全儀表系統(tǒng)。而現(xiàn)階段，大部分工業(yè)生產(chǎn)廠家所持有液氨罐區(qū)，從規(guī)模上來(lái)看，都需要配備安全儀表系統(tǒng)，來(lái)保證生產(chǎn)的安全性。而在液氨罐區(qū)的運(yùn)作中，由于氨的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此當(dāng)罐區(qū)的溫度、壓力、液位等變量超限，或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致罐區(qū)發(fā)生危險(xiǎn)，威脅工作人員的人身安全和企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全。為此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)前液氨罐區(qū)的安全儀表系統(tǒng)設(shè)置狀態(tài)，維持系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)作的基礎(chǔ)上，積極引入先進(jìn)的安全技術(shù)，來(lái)優(yōu)化改造儀表系統(tǒng)，這樣可以確保改造策略的可操作性，提升企業(yè)的安全生產(chǎn)水平。

2 安全儀表系統(tǒng)改造探究

2.1 SIS系統(tǒng)建設(shè)

傳統(tǒng)的安全儀表系統(tǒng)類(lèi)型通常以DCS為主，它主要包含現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作員站、工程師站等結(jié)構(gòu)，在操作過(guò)程中，需要工作人員將各種操作參數(shù)引入控制系統(tǒng)，然后根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行指示、調(diào)節(jié)、計(jì)算、報(bào)警等操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制。但是從目前來(lái)看，該系統(tǒng)不需要安全認(rèn)證，安全級(jí)別較低，已經(jīng)無(wú)法滿足如今的安全生產(chǎn)需求了，因此工作可以采用SIS系統(tǒng)，來(lái)改造傳統(tǒng)的安全儀表系統(tǒng)，增強(qiáng)液氨罐區(qū)的安全保障效果。在SIS系統(tǒng)方面，該系統(tǒng)是一套獨(dú)立的安全系統(tǒng)，當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)異常時(shí)，它會(huì)馬上發(fā)出邏輯信號(hào)，來(lái)啟動(dòng)相應(yīng)的安全保障措施。此外，相較于傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)，SIS系統(tǒng)包含檢測(cè)執(zhí)行部分，能夠確保系統(tǒng)運(yùn)作的準(zhǔn)確性，同時(shí)簡(jiǎn)化了安全保障確認(rèn)執(zhí)行的程序，即如果液氨罐區(qū)運(yùn)作超越安全極限，無(wú)需參數(shù)引入等步驟，就可以直接將設(shè)備和工藝轉(zhuǎn)至安全狀態(tài)，因此安全性能較強(qiáng)。在此過(guò)程中，工作人員要設(shè)置好對(duì)儲(chǔ)罐液位、壓力高低的檢測(cè)職能，并將其與連鎖裝置相連接，使連鎖裝置能夠在壓力、液位出現(xiàn)異常時(shí)立刻啟動(dòng)，同時(shí)還要構(gòu)建出緊急停車(chē)、旁路維護(hù)操作以及預(yù)警裝置，確保SIS系統(tǒng)可以順利發(fā)揮作用，全面優(yōu)化安全儀表系統(tǒng)的安全等級(jí)，促進(jìn)化工企業(yè)的安全、順利生產(chǎn)。

2.2 供電防雷設(shè)施改造

在安全儀表系統(tǒng)改造中，供電設(shè)施是確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素，工作者需要為系統(tǒng)的運(yùn)作提供穩(wěn)定、持續(xù)的電力供應(yīng)，來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。為此，在供電設(shè)施建設(shè)方面，可以采用2kW、220V 規(guī)格的交流電，并為系統(tǒng)配備2 套不間斷電源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的冗余供電，從而保障安全系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，降低安全事故的發(fā)生幾率，與此同時(shí)，工作者還要構(gòu)建出一個(gè)供電安全管理系統(tǒng)，維護(hù)電源的正常運(yùn)作。在此過(guò)程中，工作者需要根據(jù)供電設(shè)施的運(yùn)行規(guī)律，結(jié)合設(shè)施運(yùn)行中容易出現(xiàn)的故障，提前設(shè)計(jì)出故障應(yīng)對(duì)方案，并且制定設(shè)施維護(hù)計(jì)劃，以及維護(hù)操作規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保供電設(shè)施在性能方面上的穩(wěn)定，增強(qiáng)安全儀表系統(tǒng)的運(yùn)作效果。此外，供電設(shè)施的構(gòu)建、維護(hù)工作人員要注意在操作過(guò)程中，做好安全防護(hù)措施，進(jìn)一步保障系統(tǒng)改造工作的安全性，優(yōu)化改造工作效果。而在防雷設(shè)施方面，為了降低雷雨天氣等自然環(huán)境因素對(duì)液氨罐區(qū)的安全防護(hù)工作造成的影響，需要在系統(tǒng)模擬量信號(hào)設(shè)施上安裝浪涌保護(hù)器，并在改造工程中依托當(dāng)前的接地系統(tǒng)，構(gòu)建聯(lián)合接地設(shè)施，使工作、保護(hù)區(qū)域在分別匯總后，統(tǒng)一接入控制室中的儀表接地排中，同時(shí)確保接地電阻小于4歐姆，這樣能夠提高系統(tǒng)的防雷能力，優(yōu)化改造效果，

2.3 故障防護(hù)措施改造

故障防護(hù)措施改造是液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造工程的重要組成部分，通過(guò)改造能夠使故障防護(hù)措施更好的發(fā)揮效用，幫助人們?cè)谕话l(fā)狀況下保護(hù)自身和財(cái)產(chǎn)的安全，提升生產(chǎn)的安全性。在故障防護(hù)措施方面，需要將傳統(tǒng)的液位高高傳感器替換成SIL2認(rèn)證液位傳感器，同時(shí)通過(guò)當(dāng)前系統(tǒng)中的信號(hào)電纜，將液位高高信號(hào)輸入SIS系統(tǒng)，從而構(gòu)建出液位高高停進(jìn)料安全儀表功能，即在生產(chǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)液位高高情況時(shí)，系統(tǒng)中進(jìn)料閥的自動(dòng)關(guān)閉功能，這樣可以有效降低化工生產(chǎn)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。同理，在改造中安裝液位低傳感器，使得在液位低情況下出料閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，能夠進(jìn)一步健全安全儀表系統(tǒng)的安全保障功能，優(yōu)化防護(hù)措施的改造效果。此外，當(dāng)火災(zāi)等意外事故已經(jīng)發(fā)生時(shí)，由于此刻操作者基本無(wú)法靠近液氨罐，對(duì)根閥實(shí)施手動(dòng)關(guān)閉操作，因此在改造中，工作者需要將手動(dòng)閥改造為遠(yuǎn)程氣動(dòng)閥，并在控制操作室中設(shè)置緊急關(guān)閉按鈕，構(gòu)建出緊急關(guān)閉功能，使液氨罐在根閥開(kāi)、關(guān)、停等控制功能都能融入到SIS系統(tǒng)中，提高安全防護(hù)措施的可靠性，同時(shí)將根閥改造成故障安全型，使其在斷電、斷氣或其他故障條件下自動(dòng)關(guān)閉，從而深入優(yōu)化液氨罐區(qū)的安全生產(chǎn)水平[1]。

2.4 檢測(cè)控制回路改造

檢測(cè)控制回路是液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)中用來(lái)及時(shí)體察信息異常的關(guān)鍵系統(tǒng)，因此需要在改造工程中利用PLC控制技術(shù)來(lái)優(yōu)化檢測(cè)控制回路，使其可以更好的發(fā)揮效用，保障液氨罐區(qū)的安全。在檢測(cè)控制回路方面，由于安全系統(tǒng)主要分為中控和現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)部分，因此工作人員要在中央控制室中的機(jī)柜間安裝PLC 系統(tǒng)，以便于操作者根據(jù)生產(chǎn)工藝和要求，來(lái)協(xié)調(diào)檢測(cè)控制回路的程序。而在現(xiàn)場(chǎng)方面，應(yīng)該設(shè)置好各類(lèi)傳感器、切斷閥、調(diào)節(jié)閥，合理敷設(shè)控制電纜，確保安全生產(chǎn)所需的類(lèi)信號(hào)，比如流量、壓力、溫度等，能夠順利的傳輸?shù)絇LC 控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)液氨罐區(qū)工業(yè)生產(chǎn)的有效監(jiān)控。一般來(lái)說(shuō)，在檢測(cè)控制回路的改造中，往往會(huì)采用先進(jìn)的三重冗余PLC 技術(shù)，該技術(shù)下的檢測(cè)控制回路，如果其中一套系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么備用系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行無(wú)縫的替換，這樣能夠大幅度增強(qiáng)檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，在回路運(yùn)作過(guò)程中，還能借助OPC數(shù)據(jù)借口，結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)web將生產(chǎn)中的工藝參數(shù)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)輸送到特定的終端，全面提升了系統(tǒng)對(duì)液氨罐區(qū)的監(jiān)測(cè)和控制能力，這樣有助于液氨罐長(zhǎng)時(shí)間保持安全狀態(tài)[2]。

2.5 其他應(yīng)用設(shè)備改造

在系統(tǒng)改造過(guò)程中，為了進(jìn)一步優(yōu)化液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)的改造效果，需要將其他應(yīng)用設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行改造，并引入先進(jìn)的設(shè)施，確保其他應(yīng)用設(shè)備系統(tǒng)的性能可以滿足改造后的液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)運(yùn)作需求。在其他應(yīng)用設(shè)備方面，傳統(tǒng)的系統(tǒng)中通常會(huì)采用超聲波液位計(jì)，但這種液位計(jì)的故障率相對(duì)較高，并且精度低、波動(dòng)大，因此為了優(yōu)化系統(tǒng)性能水平，需要將外置式超聲波液位計(jì)設(shè)備替換為伺服液位計(jì)及增加壓力變送器臺(tái)數(shù)，使他們的檢測(cè)信號(hào)，連同原有的儀表信號(hào)一起傳輸?shù)较到y(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)與SIS系統(tǒng)的雙重控制，為液氨罐區(qū)的安全提供有力的保障。在此過(guò)程中，采用的伺服液位計(jì)是一種高精度智能化的液位計(jì)類(lèi)型，并且?guī)в袛?shù)字顯示表，通常采用疊加HART協(xié)議的形勢(shì)進(jìn)行傳輸，具有較強(qiáng)的使用性能。此外，應(yīng)當(dāng)盡量選擇智能型的變送器，并需具備安全認(rèn)證SIL2，這樣可以確保其他應(yīng)用設(shè)備的質(zhì)量，使安全儀表系統(tǒng)的運(yùn)行更加可靠，降低事故發(fā)生幾率[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，做好液氨罐區(qū)安全儀表系統(tǒng)改造能夠增強(qiáng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的安全性。在液氨罐區(qū)，通過(guò)改造安全儀表系統(tǒng)可以提升系統(tǒng)的安全性、保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、增強(qiáng)防護(hù)措施的可靠性、對(duì)液氨罐區(qū)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和控制、降低事故發(fā)生的幾率，從而推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展。