完善工藝設計提高化工企業(yè)本質安全

趙忠妹

摘 要：結合筆者多年在化工企業(yè)及安全評價機構工作的實際，簡要談談化工工藝的設計在化工安全管理中的作用，為化工工藝設計人員和化工企業(yè)管理人員提高本質安全度提供參考意見。

關鍵詞：完善;工藝設計;提高;本質安全度

在安全工作中我們把生產過程的危險有害因素分為人的因素、物的因素、環(huán)境因素、管理因素四大類。而存在危險有害因素的裝置、設備、設施和場所就稱為危險源。在安全管理中人、機、環(huán)境和管理的缺陷是有害物質和能量釋放造成傷害的觸發(fā)條件，有害物質（或能量）和觸發(fā)條件兩者同時存在，共同作用，使有害物質和能量失控，就會出現事故隱患，事故隱患如果處置不當就會發(fā)生事故。

由此我們可以看出事故的直接原因是人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)引起的。但是造成“人失誤”和“物故障”的這一直接原因的原因卻是工藝裝置的缺陷和管理上的缺陷。后者雖是間接原因，但它卻是背景因素，常常是發(fā)生事故的本質原因。為了消除引發(fā)事故的直接原因，必須從技術方面、教育方面和管理方面采取措施。其中技術方面主要是消除物的不安全狀態(tài)，教育和管理方面主要是消除人的不安全行為。由此可見從工藝設計上消除物的不安全狀態(tài)，從技術上解決問題就是安全管理的重中之重。

在平時的工作中，我們常常遇到部分化工企業(yè)由于設計不完善而出現的一些不符合安全要求、降低安全度的現象。針對此類現象，筆者認為化工工藝主要包含工藝路線、工藝裝置、工藝管道的設計和工藝安全的控制等。為了保持技術的可靠性，從本質上消除物的不安全狀態(tài)，提高化工裝置的安全度，應從以下幾方面入手：

1 工藝路線的安全設計

工藝路線的安全設計，應根據不同的生產工藝，綜合考慮原輔材料、溫度、壓力、設備等各種工藝危險因素進行設計，選擇先進、可靠、成熟、安全的工藝路線。例如硫酸生產就需要選擇含鉛、鋅、砷、氟等較低的、含硫較高的原料，根據工段選用需腐蝕、需高溫、不怕氟的設備。同時還要根據項目所在的氣象條件、海拔高度等進行核算，確保此項目的工藝設計安全可靠。

2 工藝裝置的安全設計

2.1 工藝裝置設計的安全要求

在工藝裝置設計中，必須把生產和安全結合起來，加以妥善全面地處理，并符合以下基本要求：①從保障整個生產系統(tǒng)的安全出發(fā)，全面分析原料、成品、生產過程、設備裝置、控制方法、工藝參數等各種因素，以確定安全的工藝路線，選用可靠的設備裝置，有效的安全控制措施和設施;②有效控制化學反應中的腐蝕、超溫、超壓和爆炸、有毒有害物質的產生、逸散等不正常情況，并采取相應的預防措施、控制措施和報警方式;③在生產運行過程中，能有效地控制和防止火災爆炸的發(fā)生和有毒有害氣體的逸散。防火方面，根據生產中存在的可燃物、助燃物、點火源的情況，對形成的火災危險采取相應的消防措施。根據可能形成爆炸性混合物的條件、起爆原因和傳爆條件，采取相應措施，控制和消除形成爆炸的條件，阻止爆炸破壞作用的擴大。防毒方面根據所產生有毒有害物質的特點設置相應的防排毒設施或是負壓操作等;④對可能產生大量泄漏危險的設備或系統(tǒng)，采取相應的檢測報警裝置和安全防護措施，避免物料泄漏造成火災、爆炸和中毒，同時也可以根據可泄漏物質的特點設置火災爆炸的抑制保護，比如注氮保護等。

2.2 工藝裝置內的平面布置

從防火防爆的安全角度出發(fā)，工藝裝置內布置應盡可能滿足以下要求：

①工藝裝置內的設備宜布置在露天或半露天及火災爆炸物質或有毒有害物質易于擴散的建筑物內，從而盡量縮小爆炸危險場所范圍，并按生產流程、地勢、風向等要求分別集中布置;②工藝裝置內的設備、建筑物平面布置的防火間距應滿足有關標準規(guī)定，同時應留有一定的安全余量，以便在生產過程中涉及設計標準的變更和生產工藝的增加后能滿足相應的要求，不要打擦邊球;③明火加熱設備應遠離可能泄露的可燃氣體或蒸汽的設備，并應集中布置在裝置的邊緣，處于散發(fā)可燃氣體或蒸汽的設備所在位置的全年最小頻率風向的下風側;④甲、乙類生產裝置的設備、建筑物、構筑物應布置在裝置的邊緣;高壓及有爆炸危險的設備，通常布置在廠房邊緣或直接布置在防爆構筑物內;⑤裝置的控制室、化驗室、辦公室、生活間、變配電室等最好集中布置在生產裝置的一側，而不是布置在各工序的附近，并應位于爆炸危險區(qū)范圍以外和甲類設備全年最小頻率風向的下風側，若設在可能散發(fā)比空氣重的可燃氣體或蒸汽的裝置內時，其室內地面應比室外地面高出0.6m以上，并設置相應的檢測報警裝置;⑥可燃氣體、液化烴、可燃液體設在爆炸危險范圍內的非防爆型在線分析一次儀表間應確保正壓通風。

3 工藝管道的安全設計

工藝管道是化工生產工程的血管，它把各種設備裝置連接、溝通起來，形成流動線，將氣體、液體和水、蒸汽等各種物料輸送到所需要的地方，因此，對工藝管道進行安全設計十分重要。從安全的角度考慮，工藝管道的連接和鋪設應符合以下要求：

①可燃氣體、可燃液體、液化烴的金屬管道除需要采用法蘭連接外，均應采用焊接，法蘭連接的地方均應進行跨接;②可燃氣體、可燃液體和液化烴的管道最好架空或沿地面鋪設。如果必須采用管溝鋪設時，應采取防止氣液在管溝內積聚的措施，并在進、出口裝置及廠房處密封隔離。為了防止液化烴逸散，管溝內的污水應經水封并排入生產污水管道;③可燃氣體、液化烴、可燃液體的管道不得穿過與其無關的建筑物、構筑物的上方或地下;④氧氣管道與可燃氣體、液化烴、可燃液體的管道供架鋪設時，氧氣管道應布置在一側，并與其他管道保持不小于250㎜的凈距;⑤工藝和公用管道共架鋪設時，宜將介質溫度等于或高于250℃的管道布置在上層，液化烴及腐蝕性介質管道布置在下層;必須布置在下層的介質溫度等于或高于250℃的管道，可布置在外側，但不應與液化烴管道相鄰;⑥公用工程管道與可燃氣體、液化烴、可燃液體的管道或設備連接時，在連續(xù)使用的公用管道上應設止回閥，并在其根部設切斷閥;在間歇使用的公用工程管道或是儲罐管道上應設兩道切斷閥，并在兩閥間設檢閥。

4 工藝安全控制設計

化工生產過程存在高溫高壓、易燃易爆、介質有毒、生產過程高度連續(xù)性、腐蝕性強、化學反應復雜，因此必須對生產工藝過程進行嚴格的控制，確保工藝運行安全。工藝安全控制包括化學反應的安全性控制、物料處理和輸送的安全性控制、封閉單元的安全性控制、溫度的控制（包括超溫報警、聯(lián)鎖控制）、低溫運行控制、負壓運行安全控制、正壓運行安全控制、防火防爆的控制、泄漏的安全控制、腐蝕工藝的安全控制和容量的安全控制。通過一系列的工藝安全控制來減少物的不安全狀態(tài)，通過報警、聯(lián)鎖、負壓運行等措施來杜絕人的不安全行為，從而使裝置處于正真的安全狀態(tài)，通過DCS和PLC控制系統(tǒng)的設置來控制事故的發(fā)生。

5 結束語

針對以上工藝設計方面的問題，筆者認為最重要的就是要從設計時就能根據項目的生產特點嚴格按設計規(guī)范進行設計和施工，能夠從硬件上杜絕一切可能發(fā)生的危險有害因素，提高化工裝置的本質安全度，消除物的不安全狀態(tài)。同時在生產過程中加強作業(yè)人員的安全技術培訓，提高員工的安全意識，消防人的不安全行為，只要能作到這兩方面，這個項目的安全就能得到保障。

參考文獻：

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