探究化工工程設(shè)計中的安全問題

胡佑中 楊揚

摘 要：化工工程與我國的經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，一般計算量比較大，計算過程也比較復(fù)雜，化工工程設(shè)計是化工工程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其安全性對整個化工工程有著重要的影響，在實際設(shè)計的過程中要重視安全問題。本文分析了化工工程設(shè)計中的危險因素，并對化工工程設(shè)計中存在的安全問題以及控制措施進行了探討，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;安全;工藝

中圖分類號：TQ086 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）10-0138-02

0 引言

社會的發(fā)展使得化工工程也有了較大進步，化工企業(yè)之間的競爭也越來越激烈，為了促進化工企業(yè)的發(fā)展就需要不斷提升自身競爭力，而化工工程安全問題對國民經(jīng)濟發(fā)展以及社會生產(chǎn)力的提高有著重要影響，因此，在進行化工工程設(shè)計時一定要確保安全性，結(jié)合設(shè)計的復(fù)雜系統(tǒng)制定相應(yīng)的控制措施，促進化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 化工工程設(shè)計中的危險因素

1.1 工藝與物料

與其他行業(yè)相比，化工行業(yè)對原材料的品質(zhì)有很高的要求，而且對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，推動著化工生產(chǎn)的長遠發(fā)展?；て髽I(yè)對原材料、半成品、成品以及其他相關(guān)物品的運輸方式有著較高的要求，需要有專業(yè)資格的人來運輸?；ぎa(chǎn)品的性質(zhì)和狀態(tài)都比較特殊，其運輸、儲存、使用方法、使用時間、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，才能使設(shè)計更加安全可靠。

1.2 化學(xué)反應(yīng)裝置

主要分為以下三方面：（1）反應(yīng)器?；どa(chǎn)物質(zhì)特性不同，其反應(yīng)過程也會不同，化工工程設(shè)計人員在進行設(shè)計時，需要綜合考慮到化學(xué)物品的特性、反應(yīng)過程以及生產(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)?；瘜W(xué)物質(zhì)的性質(zhì)不同，在反應(yīng)過程中需要的設(shè)備設(shè)施也會有所不同，在進行化工工程設(shè)計時，需要結(jié)合化學(xué)產(chǎn)品的性質(zhì)有針對性地選擇設(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)的強度與密封程度都會影響著化工工程的安全性，一般容器的結(jié)構(gòu)強度比較高，其承受能力就比較強，安全性能就越高。一些高壓容器如果密封效果不好就會造成化學(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)，所以在進行設(shè)計時一定要謹慎考慮，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)會單獨搭建電氣設(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)過程中會出現(xiàn)一些電火花，容易造成火災(zāi)或者爆炸等安全事故，所以在進行化工工程設(shè)計時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)計中存在的安全問題

2.1 對安全因素考慮的不全面

化工工程設(shè)計與其他工程設(shè)計有所區(qū)別，化工工程的設(shè)計目標是為化工項目和化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)提供支持，所以在設(shè)計的過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：（1）沒有對化工工程的內(nèi)部環(huán)境因素進行透徹分析，化工工程設(shè)計中涉及到化學(xué)操作和各種化學(xué)試劑，需要保障化工工程的通風設(shè)計以及內(nèi)部通道設(shè)計的安全性，但在實際設(shè)計的過程中，并未做模擬分析，或者依照固有的套路進行設(shè)計，致使存在較大的安全隱患。（2）對于外部環(huán)境而言，化工工程具有較大的污染性，所以在進行工程設(shè)計時，需要綜合考慮污染物以及化學(xué)產(chǎn)物的處理，但在實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員并未開展實地調(diào)查，致使存在較多的外圍安全隱患。

2.2 化工設(shè)備安全問題

化工工程設(shè)計時需要謹慎選擇化工設(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，但在實際設(shè)計過程中，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，為了節(jié)省成本，未對化工設(shè)備的綜合性能以及指標進行考察、分析與對比，使得化工設(shè)備在使用時表現(xiàn)得過分理論化，難以實現(xiàn)化工工程設(shè)計的預(yù)期效果，或者在施工過程中存在缺失現(xiàn)象。另外，化工設(shè)備應(yīng)用未按體系化原則開展也會造成較大的安全隱患，化學(xué)設(shè)備的應(yīng)用需要結(jié)合其個性化特點以及特定功能應(yīng)用，如果不考慮其差異性，容易造成較強的沖突，容易造成安全事故的發(fā)生。

2.3 工藝設(shè)計存在安全問題

化工工程工藝設(shè)計會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)計人員在設(shè)計過程中不能正確辨別這些物料特點就非常容易造成安全問題的發(fā)生。一種原料能夠通過多種工藝途徑獲得，在進行工藝設(shè)計時需要結(jié)合各種環(huán)境因素、安全因素以及經(jīng)濟因素進行選擇，但在實際設(shè)計的過程中，有很多設(shè)計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)計安全問題

化工工程的原材料具有特殊性質(zhì)，在運輸與生產(chǎn)的過程中如果發(fā)生泄漏，會造成一定的環(huán)境污染以及設(shè)備損壞問題，甚至發(fā)生火災(zāi)和爆炸等造成人員傷亡，因此管道設(shè)計尤其重要。但在實際設(shè)計的過程中，設(shè)計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)計中安全問題的控制措施

3.1 強化細節(jié)審核，保障設(shè)計合理

（1）化工工程設(shè)計要做好選址設(shè)計，其直接影響著工程設(shè)計的合理性與安全性。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)或者風景區(qū)。（2）化工生產(chǎn)能夠以不同的形式實現(xiàn)，要結(jié)合實際選擇工藝路線，例如：具有腐蝕性的化工工程，設(shè)備設(shè)計時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?；どa(chǎn)的安全性。（3）管道設(shè)計作為化工工程設(shè)計的重點，比較繁瑣，需要設(shè)計人員掌握各種規(guī)范，管道運輸作為流體運輸?shù)闹匾绞?，與各工藝設(shè)備相連接，管道中存在可燃物以及易腐蝕物品等，設(shè)計人員在設(shè)計時需要進行管道應(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)計需要氣象及相關(guān)標準規(guī)范的支持，設(shè)計人員要不斷收集工程實地的氣象數(shù)據(jù)等，完善工程資料，做好審核工作。在進行設(shè)計時，要保障各項資料數(shù)據(jù)的可實施性，需要構(gòu)建實地調(diào)查與實踐小組，展開相應(yīng)的調(diào)查工作，結(jié)合調(diào)查結(jié)果編寫詳細報告，反饋給設(shè)計人員，為化工工程設(shè)計的安全性提供數(shù)據(jù)支持[2]。

3.2 強化設(shè)備安全控制

化工工程設(shè)計理念和設(shè)計方法的執(zhí)行都依賴于化工設(shè)備，在進行設(shè)計時，需要采取系列手段強化安全控制，例如：化工設(shè)備需要從正規(guī)的廠家進行采購，結(jié)合設(shè)備性能、參數(shù)以及功能進行體系化管理，保障化工工程設(shè)計的層次與效果?；ぴO(shè)備引進后進行專業(yè)測試與分析，掌握其使用方法，避免安全事故的發(fā)生，在確認設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期運轉(zhuǎn)后，投入到正式使用中。對化工設(shè)備的使用情況和功能展現(xiàn)等作出詳細的記錄，了解各化工設(shè)備的優(yōu)勢與劣勢，提升化工工程設(shè)計的安全性與可靠性。加強對電氣設(shè)備的安全控制，電氣設(shè)備是化工工程的一個重要組成部分，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，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)計過程中充分考慮周圍環(huán)境是否存在點燃源，并制定相應(yīng)措施進行控制，實時監(jiān)測爆炸濃度，一旦出現(xiàn)濃度過高現(xiàn)象立即采取措施，在根源上杜絕爆炸事故的發(fā)生，結(jié)合化工工程的實際情況設(shè)計電氣設(shè)備，合理選擇電氣設(shè)備型號等。另外，需要做好塔設(shè)備的設(shè)計工作，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較大便利，但同時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)過程，需要較好的密封性和結(jié)構(gòu)強度支撐，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 強化工藝設(shè)計安全控制

化工工程的工藝設(shè)計時間比較短但任務(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足客戶要求，就要結(jié)合工藝設(shè)計周期進行全面分析。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、氣等多種形式進行存儲，一些易燃易爆、強腐蝕性以及毒性物質(zhì)在高溫高壓的環(huán)境中容易發(fā)生危險事故，所以設(shè)計時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)計目標是保障化工產(chǎn)品的安全生產(chǎn)，因此，需要全面分析工藝生產(chǎn)流程，不斷改進和優(yōu)化流程設(shè)計，有效防止安全事故的發(fā)生?；すこ痰墓に囋O(shè)計需要結(jié)合各環(huán)節(jié)的特性進行分析，確?；すに嚠a(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)計比較復(fù)雜，涉及到多種專業(yè)技術(shù)，也需要各種專業(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)計人員與技術(shù)人員的密切合作，保障設(shè)計的安全性與合理性[4]。

3.4 做好單元區(qū)域管線配置設(shè)計

首先，做好管線配置的防漏設(shè)計，規(guī)則表現(xiàn)為以下幾個方面：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，有針對性的設(shè)計小口徑的支管，并進行檢驗，確保支管的交叉點得到支撐與加強，四是結(jié)合管件膨脹程度合理設(shè)置管線的伸縮性，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行狀況，六是保障密封墊能夠在最大的內(nèi)壓之下實現(xiàn)緊縮密封，七是有效減少真空管線的法蘭量，八是靈活配置閥式取樣點的插頭，九是保障管道的支撐作用，使安全閥檢驗管道的作用力滿足實際需求。此外，做好軟管系統(tǒng)配置設(shè)計，主要是針對一些油船等液體物料的裝卸，在選擇管道時要綜合考慮以下幾個因素：軟管的適用性，結(jié)合軟管的標準進行選擇;設(shè)計經(jīng)濟狀態(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，要做好管線配置的安全設(shè)計，一般可以在管道中用橡膠支撐物進行支撐，就不能用于化工設(shè)備中，因為設(shè)備重心需要水平連接法蘭，要選擇剛性板進行支撐，另外，保障管件與閥門配置的安全性也是化工工程設(shè)計的重點考慮因素[5]。

4 結(jié)語

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

參考文獻

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[4] 雍生斌.化工工程設(shè)計中的安全問題研究[J].化工管理，2019（23）：65-66.

[5] 劉玉芝，劉之光.化工工程設(shè)計中安全問題的研究[J].石化技術(shù)，2019，26（4）：161+198.