化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖的相關探討

馬宏生　黃建華

【摘? 要】危險工藝是化工企業生產過程中重要的生產工藝之一，具有一定的危險性，稍有不慎就有可能引起嚴重的安全生產事故。因此，要依托于現代化的先進技術，提升化工生產裝置的安全水平，保障安全生產效率，積極加強危險工藝自動化控制水平，并結合實際情況進行安全聯鎖系統的改造與升級，保障危險工藝在生產過程中的安全控制，確保化工企業整體生產效率的提升。論文主要闡述了化工企業危險工藝自動化控制以及安全聯鎖改造升級的相關問題，旨在進一步提升化工企業安全生產效率，保障化工企業穩定持續發展。

【Abstract】Dangerous process is one of the important production processes in the production process of chemical enterprises. It is dangerous to some extent， and a slight carelessness may cause serious safety accidents. Therefore， we should rely on modern and advanced technology to enhance the safety level of chemical production units， ensure safety production efficiency， and actively strengthen the automation control level of dangerous processes. According to the actual situation， the safety interlocking system is reformed and upgraded to guarantee the safety control of dangerous processes in the production process and ensure the improvement of the overall production efficiency of chemical enterprises. The paper mainly expounds the related problems of the chemical enterprise's dangerous process automatic control and safety interlocking transformation and upgrading， aiming at promoting the chemical enterprise's safety production efficiency and ensuring the stable and sustainable development of the chemical enterprise.

【關鍵詞】化工企業;危險工藝;自動化控制;安全聯鎖

【Keywords】chemical enterprises; dangerous process; automatic control; safety interlocking

【中圖分類號】TQ086? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）04-0190-02

1 引言

現階段，由于受到各種因素的影響，嚴重限制了化工企業自動化生產工藝的發展水平，實際應用范圍有限。這種現象導致我國很多中小型化工企業不得不采用危險系數較高的生產工藝進行生產，導致安全生產事故時有發生，嚴重影響了化工企業的持續性發展。針對這種情況，需要加強技術革新，促進化學工藝自動化水平的提升，并強化安全聯鎖裝置的改造升級，強化化工企業安全生產效率，提升整體化工行業設備的自動化水平，確保其生產安全性和穩定性。

2 自動化控制以及安全聯鎖方式

2.1 可編程序控制器

該種模式主要是為設備自動化運行過程創建優質的編程環境，從而構建完善的邏輯控制器，強化設備運行的數字化和信息化水平。利用這一方式，可以實現對設備運行程序實施全過程和全方位控制，對生產任務的執行全過程實時監督和自動化控制，為生產設備的自動化運行和聯鎖控制提供保障。其主要的應用方式是在成套的生產設備中進行應用，從而起到良好的自動化控制作用，但是對于邏輯較為復雜、任務量較重的自動控制程序中不適用。

2.2 DCS集散控制系統

該系統主要由工程師站、操作站、現場測控站等結構組成，并在通信網絡和相關軟件的基礎上形成一個多級計算機系統[1]。其主要的功能是對數據庫進行全天候的監控和管理、加強網絡管理，并對收集的相關圖形進行處理等功能。該系統具有較強的現場控制功能，保障自動化生產的順利進行。該系統主要應用在控制規模較大，且不間斷的自動化生產中進行控制。

2.3 ESD緊急停車系統

隨著社會的逐漸發展，化工企業生產理念逐漸得到改善，ESD系統也在此過程中不斷優化創新，逐漸更新換代，其應用級別日漸提升。一般情況下，ESD系統處于靜態的工作狀態中，一旦生產設備發生異常或者是緊急情況，ESD系統會發出一系列的聯鎖信號，并開啟安全保護狀態，防止設備安全風險擴大，有效控制危險系數，極大程度上降低了風險傷害程度。

3 自動化控制應用

3.1 化學反應器

在化學反應過程中會釋放不定量的熱量，因此，導致化學反應器在使用過程中存在一定的危險系數。因此，需要強化安全報警以及安全聯鎖裝置的應用，從而保障工作人員能夠對化學反應器進行合理控制，實時掌握其運行狀態。其中主要是對反應器的流量、壓力、溫度、液位等要素進行控制。①主要是通過計算機及其輔助技術，對參與化學反應的材料配比進行嚴格控制，從而確保化學反應過程的穩定性和安全性，防止危險問題的出現，減少對人工操作的依賴。②通常情況下，采取冷媒流量方式對反應器的溫度進行控制，實現溫度超高聯鎖，一旦發現溫度超過設置的標準參數，系統就會自動發出警報，并關閉緊急切斷閥，防止繼續進料，有效避免危險事故的發生[2]。③利用出料閥的調節和控制，有效控制反應器的液位，確保其始終保持在恒定的狀態，一旦液位出現異常情況，系統就會自動發出警報。④強化對攪拌機的全天候監控，并通過調節其流量、轉速等要素，來控制其攪拌速率。

3.2 聚合反應器

聚合反應器主要是通過對壓力的自動化調節，保障其壓力的穩定性，一旦發現超壓問題系統就會及時發出警報，并聯鎖關閉進料閥，并向反應器內自動加入聚合反應終止劑，并通過安全泄壓系統，對反應器進行冷卻降溫，并對尾氣進行回收[3]。

3.3 蒸餾塔系統

該工藝主要是利用蒸餾技術對混合液進行分離提純，使其符合標準純度[4]。利用自動化系統，可以對該系統的相關參數進行設置和調節，從而啟動實時監測系統，一旦其運行狀態出現異常情況，自動化控制系統就會報警，確保蒸餾過程的安全性。

3.4 換熱器應用

在化工生產過程中，主要應用到的換熱器設備有冷卻器、冷凝器以及再沸器等，通過對這些儀器設備的參與調解，來達到控制其溫度的目的。其應用模式主要有：通過對傳熱面積的調節控制溫度;通過對工藝物料出口溫度的調節控制溫度;改變溫差[5]。

3.5 危險物料儲罐

在對危險物料儲罐設備實施安全設置時，需要對液位、壓力、溫度等指標進行嚴格控制，一旦發現其中一個指標出現異常情況，就要中止操作。為提升危險物料儲罐的安全性，可以采取以下措施：安裝溫度聯鎖自動噴淋裝置;設置超高液位聯鎖報警系統;安裝氮封裝置;有毒氣體報警檢測器;設置滅火裝備[6]。

4 安全聯鎖改造優化措施

4.1 危險工藝風險因素分析

要對不符合安全標準的安全聯鎖方案進行有效的改造和升級。通過對工藝風險因素進行全面分析，才能對具體風險進行科學評估，從而安裝針對性的裝置對其結構進行改造升級。

①分析原料性質。在具體的生產之前，要對化工原料的性質進行科學分析，并利用科學途徑掌握其化學特性、物質結構等信息。在此基礎上構建完善的模型，利用計算機軟件對其危險性進行確定，從而為安全聯鎖改造提供依據[7]。②風險分析。在分析工藝風險基礎上，對生產工藝進行聯合研究，從而探究其在化學反應過程中的危險程度，并對具體步驟的關鍵危險進行全面掌握。③硬件情況分析。操作人員要對化工生產過程中應用到的設備裝置進行全面檢查，確保其處于正常的應用狀態，保障對其應用危險的合理控制。其中需要注意的要素有新舊程度、材料質地、容器大小等。

4.2 改造方案

①對常用的自動化控制及安全聯鎖模式進行綜合性分析，并結合化工企業的具體情況，選擇最佳的輔助應用軟件，結合具體參數數據，選擇合適的自動控制模式，并明確安全聯鎖控制點，保障軟件應用的合理性和可行性。②綜合利用安全儀表系統對生產工藝進行全面控制和調節。③要特別注重對易燃易爆物體儲罐的實時監督和控制，結合具體情況，科學設置安全設備[8]。④選擇具有較高的技術水平和一定的生產資質的化工企業進行合作，制定合理的設計方案，提供充足的技術人才和操作人才，從而保障安全聯鎖裝置調試工作的有序進行。需要注重的是，要確保設計方案和國家要求標準的一致性。

5 結語

綜上所述，隨著科學技術的逐漸發展，化工企業生產過程中的自動化水平逐漸提升，要強化對安全聯鎖裝置的優化升級，減少生產工藝的危險性，保障化工生產安全性和可靠性，減少安全事故的發生幾率，同時也能在一定程度上提高化工企業的生產效益和生產質量，優化其生產程序，促進化工行業的可持續性發展。

【參考文獻】

【1】李喜鴿，趙乾.化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖優化研究[J].粘接，2020，44（10）：131-133.

【2】耿令超，張燁，王文強.化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖改造[J].當代化工研究，2020（04）：117-118.

【3】王超.化工企業危險工藝自動化控制及安全連鎖改造[J].化工設計通訊，2018，44（04）：162+184.

【4】劉全榮.化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖改造的探討[J].化工設計通訊，2018，44（01）：158.

【5】方焰鵬.化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖改造[J].化工管理，2016（14）：200+202.

【6】李惠林.化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖改造評價[J].科技資訊，2011（36）：75.

【7】顏炳發.化工企業危險工藝自動控制應用[J].黑龍江科技信息，2011（27）：37.

【8】羅小青.淺談化工企業危險工藝自動化控制及安全聯鎖改造[J].化工設計通訊，2010，36（04）：49-51+64.