淺析氮氣流量計安全系統的開(kāi)發(fā)與應用
點(diǎn)擊次數：1611 發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 06:28:20
摘 要: 針對氮氣流量計可能出現的超壓、超溫、泄漏等現象，采用自動(dòng)檢測方式并在緊急情況下實(shí)現自動(dòng)切斷進(jìn)料系統，在報警的同時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)噴淋系統，確保氮氣流量計的安全穩定運行。
隨著(zhù)**對危險化學(xué)品行業(yè)重大危險源監控要求越來(lái)越規范、嚴格，安徽晉煤中能化工股份有限公司( 簡(jiǎn)稱(chēng)晉煤中能) 也對重大危險源氮氣流量計系統監控進(jìn)行了一系列改造。晉煤中能有 4個(gè)氮氣流量計裝置，改造前每個(gè)氮氣流量計都不能實(shí)現超壓、超溫、泄漏時(shí)氮氣流量計進(jìn)出口閥門(mén)自動(dòng)控制，也不能實(shí)現氨泄漏、氮氣流量計超溫時(shí)噴淋水閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)的功能，只能靠操作人員觀(guān)察實(shí)時(shí)數據來(lái)判斷，異常情況下也需要相應的手動(dòng)操作，這就給安全生產(chǎn)造成重大隱患，也對人身和設備安全構成威脅。為此晉煤中能結合了計算機技術(shù)、控制技術(shù)、視頻通信技術(shù)，進(jìn)行遠程監控氮氣流量計的運行狀態(tài)，并能自動(dòng)實(shí)現緊急情況下切斷氮氣流量計進(jìn)出口閥門(mén)，打開(kāi)自動(dòng)噴淋裝置。利用安全儀表系統( SIS) 的快速處理數據能力，結合用戶(hù)設定的上限報警參數值對氮氣流量計壓力、液位、溫度等參數以及是否有氨泄漏等異常情況和故障類(lèi)別進(jìn)行正確判斷和處理，保證氮氣流量計的安全穩定運行，并通過(guò)操作界面顯示的不同顏色指示發(fā)出報警信息，及時(shí)傳達給相應崗位，在危險時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)安全聯(lián)鎖裝置的功能，保證了氮氣流量計系統的安全穩定運行，確保人身和設備安全。
1 研究?jì)热?br /> 自氮氣流量計裝置運行以來(lái)，裝置連續運行周期較長(cháng)，運行穩定。氮氣流量計裝置采用集散控制系統( DCS) 集中顯示，同時(shí)設置了氮氣流量計超壓、高液位等報警，但是沒(méi)有安全聯(lián)鎖裝置，在緊急情況下不能確保人身和設備安全。
影響氮氣流量計安全穩定運行的因素較多，如超壓、超溫、超液位、氨泄漏等，裝置本身在運行過(guò)程中也存在一些不足。針對儀表自動(dòng)控制部分的不足，如報警形式單一、異常情況下不能自動(dòng)切斷等方面，找出影響因素并對其進(jìn)行不斷改進(jìn)，希望對其他裝置運行提供參考，從而保證氮氣流量計系統測量數據的準確性和及時(shí)性，并確保氮氣流量計安全穩定運行。
2 改進(jìn)方案和具體實(shí)施步驟
針對晉煤中能氮氣流量計裝置儀表的運行狀況，結合生產(chǎn)實(shí)際，為了確保氮氣流量計系統各參數數據顯示準確及時(shí)、報警顯示醒目、超壓自動(dòng)切斷進(jìn)出口管線(xiàn)、氨泄漏自動(dòng)噴淋，決定從 4 個(gè)方面對氮氣流量計控制系統進(jìn)行改進(jìn)。
2． 1 檢測儀表的改進(jìn)
對一個(gè)壓力容器來(lái)說(shuō)，氮氣流量計壓力的高低是保證氮氣流量計安全穩定運行的一個(gè)及其重要的參數。改造前氮氣流量計只有氣相壓力一個(gè)檢測點(diǎn)，一旦該檢測點(diǎn)出現異常，操作人員就不能及時(shí)監控到球罐系統的壓力高低，雖然現場(chǎng)界區內安裝有現場(chǎng)壓力表，但離控制室較遠，對操作*為不利。為此在每個(gè)球罐進(jìn)口液氨管線(xiàn)上增加兩個(gè)壓力檢測點(diǎn)，這樣不僅確保了氮氣流量計壓力檢測的及時(shí)性和準確性，也為 SIS 的實(shí)施提供了必要條件，*大地方便了操作人員的操作。
氮氣流量計液位的高低也是保證氮氣流量計安全運行的一個(gè)重要參數，液位過(guò)高會(huì )對氮氣流量計的套液位自動(dòng)檢測裝置，和原有的液位檢測裝置構成二選二邏輯控制，確保了安全儀表聯(lián)鎖的可靠性。
2． 2 控制儀表的改進(jìn)
氮氣流量計超壓切斷進(jìn)口管線(xiàn)后會(huì )造成液氨進(jìn)口管線(xiàn)壓力急劇上升，壓力很快達到前段工段的放氨系統壓力，而晉煤中能氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)均采用中壓管道，不能承受 230 kg 左右的高壓系統壓力，這*可能造成氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)破裂或連接法蘭處泄漏，造成安全事故的發(fā)生，人身和設備安全受到*大威脅。
為了杜絕此類(lèi)現象的發(fā)生，在高壓系統放氨閥后增加一個(gè)切斷閥，保證了氮氣流量計進(jìn)口液氨管線(xiàn)切斷閥關(guān)閉后液氨進(jìn)口管線(xiàn)不至于超壓，確保了氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)運行在安全壓力下; 確保了人身和設備的安全。整個(gè)安全儀表閥門(mén)動(dòng)作順序如下: 氮氣流量計系統超壓、超液位、泄漏的情況下高壓系統放氨切斷閥*先動(dòng)作，關(guān)到位后再切斷氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)切斷閥，這樣不僅確保了氮氣流量計的安全，而且不會(huì )使氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)超壓，保證了氮氣流量計系統的安全穩定運行。
2． 3 自動(dòng)噴淋的實(shí)現
晉煤中能重大危險源氮氣流量計區雖設置了有毒氣體報警儀，也能檢測到有毒有害介質(zhì)的泄漏，但對介質(zhì)的泄漏只有等到操作人員發(fā)現后才能進(jìn)行處理; 切斷裝置及噴淋裝置需人為進(jìn)行手動(dòng)操作，才能對噴淋水系統進(jìn)行控制，起不到自動(dòng)打開(kāi)和自動(dòng)噴淋的功能。
為了確保液氨泄漏檢測的準確性和及時(shí)性，在每個(gè)氮氣流量計上下部各增加一臺有毒氣體報警儀。為了實(shí)現自動(dòng)噴淋，在每個(gè)氮氣流量計噴淋水系統管線(xiàn)增加一個(gè)切斷閥以便實(shí)現自動(dòng)控制。運用智能邏輯實(shí)現二選一聯(lián)鎖控制。當兩個(gè)報警儀任一臺顯示數據達到高高限設定值時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)切斷裝置，同時(shí)自動(dòng)噴淋系統閥門(mén)打開(kāi)，對氮氣流量計進(jìn)行噴淋; 由于增加了聯(lián)鎖投切和遠距離緊急自動(dòng)切斷功能，遇到緊急情況系統可自動(dòng)進(jìn)行處理。
2． 4 安全聯(lián)鎖裝置的設置
鑒于氮氣流量計崗位 DCS 操作界面只能監控氮氣流量計運行參數，無(wú)法實(shí)現氮氣流量計超壓等參數異常超出限值時(shí)自動(dòng)切斷功能。為此增加了一套 SIS，確保氮氣流量計運行在安全狀態(tài)下，保證了人身和設備安全。
另外又采用自動(dòng)控制與視頻監控相結合的方式，對氮氣流量計區情況進(jìn)行視頻監控。
3 結語(yǔ)
檢測儀表的改進(jìn)大大地提高了測量數據的準確性和可靠性，為操作人員提供了準確數據?？刂苾x表改進(jìn)方案實(shí)施后使氮氣流量計能在安全條件下運行。
改進(jìn)后提高了系統運行的安全性可靠性，有效避免了因系統超壓、泄漏等造成重大安全事故的發(fā)生，保證了氮氣流量計在安全的條件下運行，為人身和設備安全提供了強有力保證。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上得到越來(lái)越廣泛的應用，DCS 控制技術(shù)和 SIS 結合將會(huì )在化工乃至工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應用。
隨著(zhù)**對危險化學(xué)品行業(yè)重大危險源監控要求越來(lái)越規范、嚴格，安徽晉煤中能化工股份有限公司( 簡(jiǎn)稱(chēng)晉煤中能) 也對重大危險源氮氣流量計系統監控進(jìn)行了一系列改造。晉煤中能有 4個(gè)氮氣流量計裝置，改造前每個(gè)氮氣流量計都不能實(shí)現超壓、超溫、泄漏時(shí)氮氣流量計進(jìn)出口閥門(mén)自動(dòng)控制，也不能實(shí)現氨泄漏、氮氣流量計超溫時(shí)噴淋水閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)的功能，只能靠操作人員觀(guān)察實(shí)時(shí)數據來(lái)判斷，異常情況下也需要相應的手動(dòng)操作，這就給安全生產(chǎn)造成重大隱患，也對人身和設備安全構成威脅。為此晉煤中能結合了計算機技術(shù)、控制技術(shù)、視頻通信技術(shù)，進(jìn)行遠程監控氮氣流量計的運行狀態(tài)，并能自動(dòng)實(shí)現緊急情況下切斷氮氣流量計進(jìn)出口閥門(mén)，打開(kāi)自動(dòng)噴淋裝置。利用安全儀表系統( SIS) 的快速處理數據能力，結合用戶(hù)設定的上限報警參數值對氮氣流量計壓力、液位、溫度等參數以及是否有氨泄漏等異常情況和故障類(lèi)別進(jìn)行正確判斷和處理，保證氮氣流量計的安全穩定運行，并通過(guò)操作界面顯示的不同顏色指示發(fā)出報警信息，及時(shí)傳達給相應崗位，在危險時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)安全聯(lián)鎖裝置的功能，保證了氮氣流量計系統的安全穩定運行，確保人身和設備安全。
1 研究?jì)热?br /> 自氮氣流量計裝置運行以來(lái)，裝置連續運行周期較長(cháng)，運行穩定。氮氣流量計裝置采用集散控制系統( DCS) 集中顯示，同時(shí)設置了氮氣流量計超壓、高液位等報警，但是沒(méi)有安全聯(lián)鎖裝置，在緊急情況下不能確保人身和設備安全。
影響氮氣流量計安全穩定運行的因素較多，如超壓、超溫、超液位、氨泄漏等，裝置本身在運行過(guò)程中也存在一些不足。針對儀表自動(dòng)控制部分的不足，如報警形式單一、異常情況下不能自動(dòng)切斷等方面，找出影響因素并對其進(jìn)行不斷改進(jìn)，希望對其他裝置運行提供參考，從而保證氮氣流量計系統測量數據的準確性和及時(shí)性，并確保氮氣流量計安全穩定運行。
2 改進(jìn)方案和具體實(shí)施步驟
針對晉煤中能氮氣流量計裝置儀表的運行狀況，結合生產(chǎn)實(shí)際，為了確保氮氣流量計系統各參數數據顯示準確及時(shí)、報警顯示醒目、超壓自動(dòng)切斷進(jìn)出口管線(xiàn)、氨泄漏自動(dòng)噴淋，決定從 4 個(gè)方面對氮氣流量計控制系統進(jìn)行改進(jìn)。
2． 1 檢測儀表的改進(jìn)
對一個(gè)壓力容器來(lái)說(shuō)，氮氣流量計壓力的高低是保證氮氣流量計安全穩定運行的一個(gè)及其重要的參數。改造前氮氣流量計只有氣相壓力一個(gè)檢測點(diǎn)，一旦該檢測點(diǎn)出現異常，操作人員就不能及時(shí)監控到球罐系統的壓力高低，雖然現場(chǎng)界區內安裝有現場(chǎng)壓力表，但離控制室較遠，對操作*為不利。為此在每個(gè)球罐進(jìn)口液氨管線(xiàn)上增加兩個(gè)壓力檢測點(diǎn)，這樣不僅確保了氮氣流量計壓力檢測的及時(shí)性和準確性，也為 SIS 的實(shí)施提供了必要條件，*大地方便了操作人員的操作。
氮氣流量計液位的高低也是保證氮氣流量計安全運行的一個(gè)重要參數，液位過(guò)高會(huì )對氮氣流量計的套液位自動(dòng)檢測裝置，和原有的液位檢測裝置構成二選二邏輯控制，確保了安全儀表聯(lián)鎖的可靠性。
2． 2 控制儀表的改進(jìn)
氮氣流量計超壓切斷進(jìn)口管線(xiàn)后會(huì )造成液氨進(jìn)口管線(xiàn)壓力急劇上升，壓力很快達到前段工段的放氨系統壓力，而晉煤中能氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)均采用中壓管道，不能承受 230 kg 左右的高壓系統壓力，這*可能造成氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)破裂或連接法蘭處泄漏，造成安全事故的發(fā)生，人身和設備安全受到*大威脅。
為了杜絕此類(lèi)現象的發(fā)生，在高壓系統放氨閥后增加一個(gè)切斷閥，保證了氮氣流量計進(jìn)口液氨管線(xiàn)切斷閥關(guān)閉后液氨進(jìn)口管線(xiàn)不至于超壓，確保了氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)運行在安全壓力下; 確保了人身和設備的安全。整個(gè)安全儀表閥門(mén)動(dòng)作順序如下: 氮氣流量計系統超壓、超液位、泄漏的情況下高壓系統放氨切斷閥*先動(dòng)作，關(guān)到位后再切斷氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)切斷閥，這樣不僅確保了氮氣流量計的安全，而且不會(huì )使氮氣流量計進(jìn)口管線(xiàn)超壓，保證了氮氣流量計系統的安全穩定運行。
2． 3 自動(dòng)噴淋的實(shí)現
晉煤中能重大危險源氮氣流量計區雖設置了有毒氣體報警儀，也能檢測到有毒有害介質(zhì)的泄漏，但對介質(zhì)的泄漏只有等到操作人員發(fā)現后才能進(jìn)行處理; 切斷裝置及噴淋裝置需人為進(jìn)行手動(dòng)操作，才能對噴淋水系統進(jìn)行控制，起不到自動(dòng)打開(kāi)和自動(dòng)噴淋的功能。
為了確保液氨泄漏檢測的準確性和及時(shí)性，在每個(gè)氮氣流量計上下部各增加一臺有毒氣體報警儀。為了實(shí)現自動(dòng)噴淋，在每個(gè)氮氣流量計噴淋水系統管線(xiàn)增加一個(gè)切斷閥以便實(shí)現自動(dòng)控制。運用智能邏輯實(shí)現二選一聯(lián)鎖控制。當兩個(gè)報警儀任一臺顯示數據達到高高限設定值時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)切斷裝置，同時(shí)自動(dòng)噴淋系統閥門(mén)打開(kāi)，對氮氣流量計進(jìn)行噴淋; 由于增加了聯(lián)鎖投切和遠距離緊急自動(dòng)切斷功能，遇到緊急情況系統可自動(dòng)進(jìn)行處理。
2． 4 安全聯(lián)鎖裝置的設置
鑒于氮氣流量計崗位 DCS 操作界面只能監控氮氣流量計運行參數，無(wú)法實(shí)現氮氣流量計超壓等參數異常超出限值時(shí)自動(dòng)切斷功能。為此增加了一套 SIS，確保氮氣流量計運行在安全狀態(tài)下，保證了人身和設備安全。
另外又采用自動(dòng)控制與視頻監控相結合的方式，對氮氣流量計區情況進(jìn)行視頻監控。
3 結語(yǔ)
檢測儀表的改進(jìn)大大地提高了測量數據的準確性和可靠性，為操作人員提供了準確數據?？刂苾x表改進(jìn)方案實(shí)施后使氮氣流量計能在安全條件下運行。
改進(jìn)后提高了系統運行的安全性可靠性，有效避免了因系統超壓、泄漏等造成重大安全事故的發(fā)生，保證了氮氣流量計在安全的條件下運行，為人身和設備安全提供了強有力保證。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上得到越來(lái)越廣泛的應用，DCS 控制技術(shù)和 SIS 結合將會(huì )在化工乃至工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應用。