近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，化工項(xiàng)目和煉油項(xiàng)目的規(guī)模越來越大，其配套的罐區(qū)也越來越大，儲存的介質(zhì)也越來越復(fù)雜。而不同于一般的油庫，其操作比較頻繁，誤操作可能性較大，而誤操作引起的后果也比較嚴(yán)重，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失、對環(huán)境造成破壞。因此罐區(qū)設(shè)計(jì)中對于可燃、毒害介質(zhì)的安全控制要尤其重視。本文主要介紹了某大型化工項(xiàng)目配套罐區(qū)，根據(jù)可燃、毒害介質(zhì)的特性和儲存量進(jìn)行重大危險(xiǎn)源的辨識，綜合考慮安全和投資，采用獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS)進(jìn)行安全控制。

一直以來，化工項(xiàng)目的罐區(qū)一般根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，而此規(guī)范，并沒有要求設(shè)置安全儀表系統(tǒng)。但是化工項(xiàng)目的罐區(qū)不同于一般的石油庫或者儲備庫，它的特點(diǎn)是：單罐罐容小、介質(zhì)種類復(fù)雜、毒害介質(zhì)多。由于儲罐容量一般較小，儲罐的儀表設(shè)置都比較簡單，介質(zhì)本身的危險(xiǎn)性往往被忽視。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，充分考慮了介質(zhì)的危險(xiǎn)性并兼顧投資要求，對于屬于重大危險(xiǎn)源介質(zhì)的儲罐設(shè)置了獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS)，用于防冒罐的高高液位聯(lián)鎖控制。設(shè)置SIS系統(tǒng)的必要性化工項(xiàng)目罐區(qū)的介質(zhì)種類復(fù)雜，可燃毒害介質(zhì)多，發(fā)生事故后危害巨大。罐區(qū)一旦發(fā)生事故，將會對上下游的工藝都產(chǎn)生影響，連帶著相關(guān)裝置都需要停產(chǎn)，損失不小。減少罐區(qū)的安全事故可以更好的保證工廠的正常生產(chǎn)，提高效益。不因節(jié)省初次投入而增大事故風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)行化工項(xiàng)目配套的罐區(qū)大多采用分散控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行操作控制及連鎖。DCS系統(tǒng)具有控制功能完善多樣、易操作、易擴(kuò)展及維護(hù)方便等特點(diǎn)，但是并不適用于安全控制。對于化工項(xiàng)目罐區(qū)要比一般油庫操作更加頻繁，誤操作的概率就更大。這時(shí)采用一套安全性更高的、容錯(cuò)能力強(qiáng)、具有故障自診斷功能、順序事件記錄功能(SOE)的安全儀表系統(tǒng)(SIS)就十分必要了。

2011年8月5日，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布第40號令，要求“涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險(xiǎn)源，配備獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS)”。

2、確定SIS系統(tǒng)的設(shè)置原則

2.1對儲罐及介質(zhì)分類本項(xiàng)目共有儲罐55座，儲罐規(guī)格從2萬立到200立大小不等，其中球形儲罐24座，立式圓筒形儲罐31座。主要介質(zhì)涉及甲醇、乙烯、丙烯、丙烷、丁烯、己烷、剩余碳四、剩余碳五MTBE、正丁醇、異丁醇、2-丙基庚醇、雜醇油、堿液等20余種。

2.2對于重大危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》(GB18218-2009)，重大危險(xiǎn)源的辨識依據(jù)是物質(zhì)的危險(xiǎn)性及其數(shù)量[3]。單元內(nèi)存在的危險(xiǎn)物質(zhì)為多品種時(shí)，則按式計(jì)算，若滿足式a，則定為重大危險(xiǎn)源：式中：q1,q2,…,qn—每種危險(xiǎn)化學(xué)品實(shí)際存在量，t；Q1,Q2,…,Qn—與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對應(yīng)的臨界量，t。罐區(qū)分析結(jié)果見表1。

表1危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源構(gòu)成

2.3確定各種介質(zhì)的重大危險(xiǎn)源分級根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局第40號)的要求，對重大危險(xiǎn)源進(jìn)行分級[2]。式中：q1,q2,…,qn—每種危險(xiǎn)化學(xué)品實(shí)際存在(在線)量(單位：噸)；Q1,Q2,…,Qn—與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對應(yīng)的臨界量(單位：噸)；β1，β2…,βn—與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對應(yīng)的校正系數(shù)；α—該危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源廠區(qū)外暴露人員的校正系數(shù)，項(xiàng)目區(qū)外1000m范圍內(nèi)無常住人口，故取0.5。對項(xiàng)目危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的分級情況見表2。

表2危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的分級情況

Table2Classificationofmajordangeroussourceofdangerouschemicals根據(jù)計(jì)算結(jié)果及下表確定罐區(qū)構(gòu)成一級重大危險(xiǎn)源，其中涉及的介質(zhì)有甲醇、甲醇水等16種介質(zhì)。對于儲存這些介質(zhì)的儲罐安全聯(lián)鎖設(shè)置獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS)。

3、儲罐儀表的設(shè)置

一般儲罐儀表的設(shè)置應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟、可選擇范圍廣、維護(hù)及校驗(yàn)方便、免維護(hù)或售后服務(wù)優(yōu)良等方面。結(jié)合介質(zhì)特性項(xiàng)目的投資情況、全項(xiàng)目的自動化水平等綜合考慮。本項(xiàng)目首先通過進(jìn)行危險(xiǎn)與可操作性(HAZOP)分析結(jié)果，確定各罐組的SIL等級，根據(jù)SIL分級確定儲罐儀表的設(shè)置。以1臺SIL1級的乙烯儲罐為例,見圖1。

圖1乙烯儲罐1PID

ethylenestoragetank該儲罐共設(shè)置兩臺液位計(jì)：1臺為伺服液位計(jì)、1臺為雷達(dá)液位計(jì)、1臺外貼式超聲波液位開關(guān)、1臺熱電阻、1臺壓力變送器、1臺壓力表。

2臺液位計(jì)中伺服液位計(jì)選用高精度計(jì)量及用來做儲罐計(jì)量，雷達(dá)液位計(jì)為控制及用于與高液位開關(guān)做聯(lián)鎖，關(guān)閉罐根閥。從PID圖中可以看出從PID圖中可以看出雖然增加了SIS系統(tǒng)，但是接入其中的信號并不多，只有一點(diǎn)AI、一點(diǎn)DI、一點(diǎn)DO。其余信號仍然在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行檢測及報(bào)警。設(shè)計(jì)的SIS系統(tǒng)具體聯(lián)鎖控制如下：當(dāng)儲罐的液位計(jì)或液位開關(guān)任一液位高于設(shè)定值時(shí)，SIS系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖，關(guān)閉儲罐罐根切斷閥，防止儲罐罐液位繼續(xù)升高，引發(fā)冒罐危險(xiǎn)。

本文未完待續(xù)：【SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)】化工項(xiàng)目罐區(qū)SIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用（二）

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