化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁的相关探讨

    马宏生　黄建华

    【摘? 要】危险工艺是化工企业生产过程中重要的生产工艺之一，具有一定的危险性，稍有不慎就有可能引起严重的安全生产事故。因此，要依托于现代化的先进技术，提升化工生产装置的安全水平，保障安全生产效率，积极加强危险工艺自动化控制水平，并结合实际情况进行安全联锁系统的改造与升级，保障危险工艺在生产过程中的安全控制，确保化工企业整体生产效率的提升。论文主要阐述了化工企业危险工艺自动化控制以及安全联锁改造升级的相关问题，旨在进一步提升化工企业安全生产效率，保障化工企业稳定持续发展。

    【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.

    【關键词】化工企业;危险工艺;自动化控制;安全联锁

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

    【中图分类号】TQ086? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2021）04-0190-02

    1 引言

    现阶段，由于受到各种因素的影响，严重限制了化工企业自动化生产工艺的发展水平，实际应用范围有限。这种现象导致我国很多中小型化工企业不得不采用危险系数较高的生产工艺进行生产，导致安全生产事故时有发生，严重影响了化工企业的持续性发展。针对这种情况，需要加强技术革新，促进化学工艺自动化水平的提升，并强化安全联锁装置的改造升级，强化化工企业安全生产效率，提升整体化工行业设备的自动化水平，确保其生产安全性和稳定性。

    2 自动化控制以及安全联锁方式

    2.1 可编程序控制器

    该种模式主要是为设备自动化运行过程创建优质的编程环境，从而构建完善的逻辑控制器，强化设备运行的数字化和信息化水平。利用这一方式，可以实现对设备运行程序实施全过程和全方位控制，对生产任务的执行全过程实时监督和自动化控制，为生产设备的自动化运行和联锁控制提供保障。其主要的应用方式是在成套的生产设备中进行应用，从而起到良好的自动化控制作用，但是对于逻辑较为复杂、任务量较重的自动控制程序中不适用。

    2.2 DCS集散控制系统

    该系统主要由工程师站、操作站、现场测控站等结构组成，并在通信网络和相关软件的基础上形成一个多级计算机系统[1]。其主要的功能是对数据库进行全天候的监控和管理、加强网络管理，并对收集的相关图形进行处理等功能。该系统具有较强的现场控制功能，保障自动化生产的顺利进行。该系统主要应用在控制规模较大，且不间断的自动化生产中进行控制。

    2.3 ESD紧急停车系统

    随着社会的逐渐发展，化工企业生产理念逐渐得到改善，ESD系统也在此过程中不断优化创新，逐渐更新换代，其应用级别日渐提升。一般情况下，ESD系统处于静态的工作状态中，一旦生产设备发生异常或者是紧急情况，ESD系统会发出一系列的联锁信号，并开启安全保护状态，防止设备安全风险扩大，有效控制危险系数，极大程度上降低了风险伤害程度。

    3 自动化控制应用

    3.1 化学反应器

    在化学反应过程中会释放不定量的热量，因此，导致化学反应器在使用过程中存在一定的危险系数。因此，需要强化安全报警以及安全联锁装置的应用，从而保障工作人员能够对化学反应器进行合理控制，实时掌握其运行状态。其中主要是对反应器的流量、压力、温度、液位等要素进行控制。①主要是通过计算机及其辅助技术，对参与化学反应的材料配比进行严格控制，从而确保化学反应过程的稳定性和安全性，防止危险问题的出现，减少对人工操作的依赖。②通常情况下，采取冷媒流量方式对反应器的温度进行控制，实现温度超高联锁，一旦发现温度超过设置的标准参数，系统就会自动发出警报，并关闭紧急切断阀，防止继续进料，有效避免危险事故的发生[2]。③利用出料阀的调节和控制，有效控制反应器的液位，确保其始终保持在恒定的状态，一旦液位出现异常情况，系统就会自动发出警报。④强化对搅拌机的全天候监控，并通过调节其流量、转速等要素，来控制其搅拌速率。

    3.2 聚合反应器

    聚合反应器主要是通过对压力的自动化调节，保障其压力的稳定性，一旦发现超压问题系统就会及时发出警报，并联锁关闭进料阀，并向反应器内自动加入聚合反应终止剂，并通过安全泄压系统，对反应器进行冷却降温，并对尾气进行回收[3]。

    3.3 蒸馏塔系统

    该工艺主要是利用蒸馏技术对混合液进行分离提纯，使其符合标准纯度[4]。利用自动化系统，可以对该系统的相关参数进行设置和调节，从而启动实时监测系统，一旦其运行状态出现异常情况，自动化控制系统就会报警，确保蒸馏过程的安全性。

    3.4 换热器应用

    在化工生产过程中，主要应用到的换热器设备有冷却器、冷凝器以及再沸器等，通过对这些仪器设备的参与调解，来达到控制其温度的目的。其应用模式主要有：通过对传热面积的调节控制温度;通过对工艺物料出口温度的调节控制温度;改变温差[5]。

    3.5 危险物料储罐

    在对危险物料储罐设备实施安全设置时，需要对液位、压力、温度等指标进行严格控制，一旦发现其中一个指标出现异常情况，就要中止操作。为提升危险物料储罐的安全性，可以采取以下措施：安装温度联锁自动喷淋装置;设置超高液位联锁报警系统;安装氮封装置;有毒气体报警检测器;设置灭火装备[6]。

    4 安全联锁改造优化措施

    4.1 危险工艺风险因素分析

    要对不符合安全标准的安全联锁方案进行有效的改造和升级。通过对工艺风险因素进行全面分析，才能对具体风险进行科学评估，从而安装针对性的装置对其结构进行改造升级。

    ①分析原料性质。在具体的生产之前，要对化工原料的性质进行科学分析，并利用科学途径掌握其化学特性、物质结构等信息。在此基础上构建完善的模型，利用计算机软件对其危险性进行确定，从而为安全联锁改造提供依据[7]。②风险分析。在分析工艺风险基础上，对生产工艺进行联合研究，从而探究其在化学反应过程中的危险程度，并对具体步骤的关键危险进行全面掌握。③硬件情况分析。操作人员要对化工生产过程中应用到的设备装置进行全面检查，确保其处于正常的应用状态，保障对其应用危险的合理控制。其中需要注意的要素有新旧程度、材料质地、容器大小等。

    4.2 改造方案

    ①對常用的自动化控制及安全联锁模式进行综合性分析，并结合化工企业的具体情况，选择最佳的辅助应用软件，结合具体参数数据，选择合适的自动控制模式，并明确安全联锁控制点，保障软件应用的合理性和可行性。②综合利用安全仪表系统对生产工艺进行全面控制和调节。③要特别注重对易燃易爆物体储罐的实时监督和控制，结合具体情况，科学设置安全设备[8]。④选择具有较高的技术水平和一定的生产资质的化工企业进行合作，制定合理的设计方案，提供充足的技术人才和操作人才，从而保障安全联锁装置调试工作的有序进行。需要注重的是，要确保设计方案和国家要求标准的一致性。

    5 结语

    综上所述，随着科学技术的逐渐发展，化工企业生产过程中的自动化水平逐渐提升，要强化对安全联锁装置的优化升级，减少生产工艺的危险性，保障化工生产安全性和可靠性，减少安全事故的发生几率，同时也能在一定程度上提高化工企业的生产效益和生产质量，优化其生产程序，促进化工行业的可持续性发展。

    【参考文献】

    【1】李喜鸽，赵乾.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁优化研究[J].粘接，2020，44（10）：131-133.

    【2】耿令超，张烨，王文强.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J].当代化工研究，2020（04）：117-118.

    【3】王超.化工企业危险工艺自动化控制及安全连锁改造[J].化工设计通讯，2018，44（04）：162+184.

    【4】刘全荣.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造的探讨[J].化工设计通讯，2018，44（01）：158.

    【5】方焰鹏.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J].化工管理，2016（14）：200+202.

    【6】李惠林.化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造评价[J].科技资讯，2011（36）：75.

    【7】颜炳发.化工企业危险工艺自动控制应用[J].黑龙江科技信息，2011（27）：37.

    【8】罗小青.浅谈化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J].化工设计通讯，2010，36（04）：49-51+64.