探究化工工程設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題

胡佑中 楊揚(yáng)

摘 要：化工工程與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，一般計(jì)算量比較大，計(jì)算過(guò)程也比較復(fù)雜，化工工程設(shè)計(jì)是化工工程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其安全性對(duì)整個(gè)化工工程有著重要的影響，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中要重視安全問(wèn)題。本文分析了化工工程設(shè)計(jì)中的危險(xiǎn)因素，并對(duì)化工工程設(shè)計(jì)中存在的安全問(wèn)題以及控制措施進(jìn)行了探討，希望可以有效避免安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：化工;工程設(shè)計(jì);安全;工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ086 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）10-0138-02

0 引言

社會(huì)的發(fā)展使得化工工程也有了較大進(jìn)步，化工企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，為了促進(jìn)化工企業(yè)的發(fā)展就需要不斷提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，而化工工程安全問(wèn)題對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)生產(chǎn)力的提高有著重要影響，因此，在進(jìn)行化工工程設(shè)計(jì)時(shí)一定要確保安全性，結(jié)合設(shè)計(jì)的復(fù)雜系統(tǒng)制定相應(yīng)的控制措施，促進(jìn)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 化工工程設(shè)計(jì)中的危險(xiǎn)因素

1.1 工藝與物料

與其他行業(yè)相比，化工行業(yè)對(duì)原材料的品質(zhì)有很高的要求，而且對(duì)操作人員的技能水平也有較高的要求，化工企業(yè)人員的綜合素養(yǎng)在不斷提高，推動(dòng)著化工生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。化工企業(yè)對(duì)原材料、半成品、成品以及其他相關(guān)物品的運(yùn)輸方式有著較高的要求，需要有專(zhuān)業(yè)資格的人來(lái)運(yùn)輸。化工產(chǎn)品的性質(zhì)和狀態(tài)都比較特殊，其運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用方法、使用時(shí)間、加工工藝都具有相應(yīng)的規(guī)定，而這些都是化工工程設(shè)計(jì)人員必須要考慮的因素，掌握化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)與注意事項(xiàng)，才能使設(shè)計(jì)更加安全可靠。

1.2 化學(xué)反應(yīng)裝置

主要分為以下三方面：（1）反應(yīng)器。化工生產(chǎn)物質(zhì)特性不同，其反應(yīng)過(guò)程也會(huì)不同，化工工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮到化學(xué)物品的特性、反應(yīng)過(guò)程以及生產(chǎn)模式等，選擇合適的反應(yīng)器，保障生產(chǎn)安全。（2）設(shè)備材質(zhì)。化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)不同，在反應(yīng)過(guò)程中需要的設(shè)備設(shè)施也會(huì)有所不同，在進(jìn)行化工工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合化學(xué)產(chǎn)品的性質(zhì)有針對(duì)性地選擇設(shè)備材質(zhì)，保障工程的生產(chǎn)安全與質(zhì)量，降低安全事故發(fā)生的概率。（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)。很多化工企業(yè)會(huì)使用高壓容器設(shè)施，而其內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻存在很大的安全隱患，高壓容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與密封程度都會(huì)影響著化工工程的安全性，一般容器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比較高，其承受能力就比較強(qiáng)，安全性能就越高。一些高壓容器如果密封效果不好就會(huì)造成化學(xué)成分的泄漏，影響著化工工程的安全，并且這種安全隱患比較難以發(fā)現(xiàn)，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要謹(jǐn)慎考慮，保障化工工程的安全性[1]。

1.3 電氣設(shè)備

化工工程的電力需求比較大，一些化工企業(yè)會(huì)單獨(dú)搭建電氣設(shè)備，這也是化工行業(yè)與其他生產(chǎn)行業(yè)的用電差異，由于原料的特殊性質(zhì)，化工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些電火花，容易造成火災(zāi)或者爆炸等安全事故，所以在進(jìn)行化工工程設(shè)計(jì)時(shí)需要掌握化工原料的特性，掌握電力持續(xù)供電的技能，保障化工工程的安全性。

2 化工工程設(shè)計(jì)中存在的安全問(wèn)題

2.1 對(duì)安全因素考慮的不全面

化工工程設(shè)計(jì)與其他工程設(shè)計(jì)有所區(qū)別，化工工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為化工項(xiàng)目和化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)提供支持，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要綜合考慮安全因素，如果考慮不周極易引發(fā)安全事故，對(duì)各方面都造成較大的影響。安全因素考慮不全面主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）沒(méi)有對(duì)化工工程的內(nèi)部環(huán)境因素進(jìn)行透徹分析，化工工程設(shè)計(jì)中涉及到化學(xué)操作和各種化學(xué)試劑，需要保障化工工程的通風(fēng)設(shè)計(jì)以及內(nèi)部通道設(shè)計(jì)的安全性，但在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，并未做模擬分析，或者依照固有的套路進(jìn)行設(shè)計(jì)，致使存在較大的安全隱患。（2）對(duì)于外部環(huán)境而言，化工工程具有較大的污染性，所以在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮污染物以及化學(xué)產(chǎn)物的處理，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員并未開(kāi)展實(shí)地調(diào)查，致使存在較多的外圍安全隱患。

2.2 化工設(shè)備安全問(wèn)題

化工工程設(shè)計(jì)時(shí)需要謹(jǐn)慎選擇化工設(shè)備，結(jié)合設(shè)備性能以及操作效果，保障化工工程的安全性，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在一些化工設(shè)備不匹配的現(xiàn)象，致使化工工程存在安全隱患。例如：在選擇化工設(shè)備時(shí)，為了節(jié)省成本，未對(duì)化工設(shè)備的綜合性能以及指標(biāo)進(jìn)行考察、分析與對(duì)比，使得化工設(shè)備在使用時(shí)表現(xiàn)得過(guò)分理論化，難以實(shí)現(xiàn)化工工程設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，或者在施工過(guò)程中存在缺失現(xiàn)象。另外，化工設(shè)備應(yīng)用未按體系化原則開(kāi)展也會(huì)造成較大的安全隱患，化學(xué)設(shè)備的應(yīng)用需要結(jié)合其個(gè)性化特點(diǎn)以及特定功能應(yīng)用，如果不考慮其差異性，容易造成較強(qiáng)的沖突，容易造成安全事故的發(fā)生。

2.3 工藝設(shè)計(jì)存在安全問(wèn)題

化工工程工藝設(shè)計(jì)會(huì)涉及到很多原料和輔助料等工藝物料，形態(tài)各異，而且化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)也各不相同，如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中不能正確辨別這些物料特點(diǎn)就非常容易造成安全問(wèn)題的發(fā)生。一種原料能夠通過(guò)多種工藝途徑獲得，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合各種環(huán)境因素、安全因素以及經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行選擇，但在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有很多設(shè)計(jì)人員并平衡好安全與生產(chǎn)節(jié)能之間的關(guān)系，容易造成安全事故的發(fā)生。

2.4 管道設(shè)計(jì)安全問(wèn)題

化工工程的原材料具有特殊性質(zhì)，在運(yùn)輸與生產(chǎn)的過(guò)程中如果發(fā)生泄漏，會(huì)造成一定的環(huán)境污染以及設(shè)備損壞問(wèn)題，甚至發(fā)生火災(zāi)和爆炸等造成人員傷亡，因此管道設(shè)計(jì)尤其重要。但在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員并未綜合考慮化工管道的規(guī)格、材質(zhì)以及應(yīng)力問(wèn)題等，或者并未合理選擇管道方向，造成一些水錘、塞流現(xiàn)象的發(fā)生，致使水管損壞。

3 化工工程設(shè)計(jì)中安全問(wèn)題的控制措施

3.1 強(qiáng)化細(xì)節(jié)審核，保障設(shè)計(jì)合理

（1）化工工程設(shè)計(jì)要做好選址設(shè)計(jì)，其直接影響著工程設(shè)計(jì)的合理性與安全性。綜合考慮安全因素，例如：地址不易選在容易受到灌水和泥石流影響的地方，選址要以人為本，避免選擇人口多的地區(qū)或者風(fēng)景區(qū)。（2）化工生產(chǎn)能夠以不同的形式實(shí)現(xiàn)，要結(jié)合實(shí)際選擇工藝路線(xiàn)，例如：具有腐蝕性的化工工程，設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需要選擇具有抗腐蝕性的，保證其不與化工原料、半成品以及成品發(fā)生反應(yīng)，確保化工生產(chǎn)的安全性。（3）管道設(shè)計(jì)作為化工工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，比較繁瑣，需要設(shè)計(jì)人員掌握各種規(guī)范，管道運(yùn)輸作為流體運(yùn)輸?shù)闹匾绞剑c各工藝設(shè)備相連接，管道中存在可燃物以及易腐蝕物品等，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行管道應(yīng)力分析，保障其安全合理。（4）保障總圖布置的合理，化工工程設(shè)計(jì)需要?dú)庀蠹跋嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的支持，設(shè)計(jì)人員要不斷收集工程實(shí)地的氣象數(shù)據(jù)等，完善工程資料，做好審核工作。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保障各項(xiàng)資料數(shù)據(jù)的可實(shí)施性，需要構(gòu)建實(shí)地調(diào)查與實(shí)踐小組，展開(kāi)相應(yīng)的調(diào)查工作，結(jié)合調(diào)查結(jié)果編寫(xiě)詳細(xì)報(bào)告，反饋給設(shè)計(jì)人員，為化工工程設(shè)計(jì)的安全性提供數(shù)據(jù)支持[2]。

3.2 強(qiáng)化設(shè)備安全控制

化工工程設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法的執(zhí)行都依賴(lài)于化工設(shè)備，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要采取系列手段強(qiáng)化安全控制，例如：化工設(shè)備需要從正規(guī)的廠(chǎng)家進(jìn)行采購(gòu)，結(jié)合設(shè)備性能、參數(shù)以及功能進(jìn)行體系化管理，保障化工工程設(shè)計(jì)的層次與效果。化工設(shè)備引進(jìn)后進(jìn)行專(zhuān)業(yè)測(cè)試與分析，掌握其使用方法，避免安全事故的發(fā)生，在確認(rèn)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，投入到正式使用中。對(duì)化工設(shè)備的使用情況和功能展現(xiàn)等作出詳細(xì)的記錄，了解各化工設(shè)備的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，提升化工工程設(shè)計(jì)的安全性與可靠性。加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的安全控制，電氣設(shè)備是化工工程的一個(gè)重要組成部分，與化工工程安全息息相關(guān)，需要做好電氣設(shè)備的防爆設(shè)計(jì)，例如：減少易燃易爆化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生，做好爆炸源控制，設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮周?chē)h(huán)境是否存在點(diǎn)燃源，并制定相應(yīng)措施進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爆炸濃度，一旦出現(xiàn)濃度過(guò)高現(xiàn)象立即采取措施，在根源上杜絕爆炸事故的發(fā)生，結(jié)合化工工程的實(shí)際情況設(shè)計(jì)電氣設(shè)備，合理選擇電氣設(shè)備型號(hào)等。另外，需要做好塔設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，塔設(shè)備具有較好的操作性能，效率也比較高，可以為化工工程帶來(lái)較大便利，但同時(shí)也具有較大的安全隱患，塔設(shè)備存在一些吸熱放熱等化學(xué)過(guò)程，需要較好的密封性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度支撐，否則容易造成爆裂或者介質(zhì)泄露現(xiàn)象，導(dǎo)致一些安全事故的發(fā)生，因此，需要做好塔設(shè)備的安全控制[3]。

3.3 強(qiáng)化工藝設(shè)計(jì)安全控制

化工工程的工藝設(shè)計(jì)時(shí)間比較短但任務(wù)比較重，由于化工工程的設(shè)備與系統(tǒng)比較龐大，物料管道也比較復(fù)雜，所以為了保障化工工藝可以更好地滿(mǎn)足客戶(hù)要求，就要結(jié)合工藝設(shè)計(jì)周期進(jìn)行全面分析。首先，做好化工物料的控制，化工工程中的工藝流程比較復(fù)雜，物料以固、液、氣等多種形式進(jìn)行存儲(chǔ)，一些易燃易爆、強(qiáng)腐蝕性以及毒性物質(zhì)在高溫高壓的環(huán)境中容易發(fā)生危險(xiǎn)事故，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮物料的化學(xué)與物理特性，在最大程度上降低化學(xué)物料對(duì)化工工程產(chǎn)生的安全危害。其次，做好工藝流程的安全控制，化工工程中的工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)是保障化工產(chǎn)品的安全生產(chǎn)，因此，需要全面分析工藝生產(chǎn)流程，不斷改進(jìn)和優(yōu)化流程設(shè)計(jì)，有效防止安全事故的發(fā)生。化工工程的工藝設(shè)計(jì)需要結(jié)合各環(huán)節(jié)的特性進(jìn)行分析，確保化工工藝產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還要重視其安全性。最后，化工工程工藝設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，涉及到多種專(zhuān)業(yè)技術(shù)，也需要各種專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員參與其中，具有一定的系統(tǒng)性，因此，需要設(shè)計(jì)人員與技術(shù)人員的密切合作，保障設(shè)計(jì)的安全性與合理性[4]。

3.4 做好單元區(qū)域管線(xiàn)配置設(shè)計(jì)

首先，做好管線(xiàn)配置的防漏設(shè)計(jì)，規(guī)則表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：一是有效降低分支以及死角的數(shù)量，二是減少小排放口的數(shù)量，三是結(jié)合規(guī)范要求，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)小口徑的支管，并進(jìn)行檢驗(yàn)，確保支管的交叉點(diǎn)得到支撐與加強(qiáng)，四是結(jié)合管件膨脹程度合理設(shè)置管線(xiàn)的伸縮性，五是卸料的排放口需要設(shè)置于操作者容易觀察到的區(qū)域，并定期檢查排放口的運(yùn)行狀況，六是保障密封墊能夠在最大的內(nèi)壓之下實(shí)現(xiàn)緊縮密封，七是有效減少真空管線(xiàn)的法蘭量，八是靈活配置閥式取樣點(diǎn)的插頭，九是保障管道的支撐作用，使安全閥檢驗(yàn)管道的作用力滿(mǎn)足實(shí)際需求。此外，做好軟管系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)一些油船等液體物料的裝卸，在選擇管道時(shí)要綜合考慮以下幾個(gè)因素：軟管的適用性，結(jié)合軟管的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇;設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下的隔離與監(jiān)管措施;配備相應(yīng)的螺栓固定軟管夾等。最后，要做好管線(xiàn)配置的安全設(shè)計(jì)，一般可以在管道中用橡膠支撐物進(jìn)行支撐，就不能用于化工設(shè)備中，因?yàn)樵O(shè)備重心需要水平連接法蘭，要選擇剛性板進(jìn)行支撐，另外，保障管件與閥門(mén)配置的安全性也是化工工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)考慮因素[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，化工工程設(shè)計(jì)具有一定的復(fù)雜性與獨(dú)特性，如果安全性不能得到保障，極容易在執(zhí)行的過(guò)程中發(fā)生安全問(wèn)題，想要降低設(shè)計(jì)中安全問(wèn)題發(fā)生的概率，就要重視細(xì)節(jié)審核、化工設(shè)備設(shè)置、化工工藝的選擇以及區(qū)域管線(xiàn)的配置等，實(shí)現(xiàn)保障化工安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

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