化工设计中安全装置的设计与选用

化工设计中安全装置的设计与选用

摘要：化工装置与其它装置相比过程更复杂、条件更苛刻、制约因素多、设备集中等特点，而且在实际操作中还受到社会、经济、管理等多方面的原因影响，存在各种的危险。如何有效的对这些安全隐患进行识别，做到设计安全，成为化工设计中必须要面对和挑战的问题。合理的选用安全装置，保证装置的设计安全对于化工设计安全生产具有十分重要的意义。

关键词：化工设计；安全装置；设计与选用

一．引言

化工装置多以石油、天然气、煤及其产品为原料进行加工处理，以得到社会各种产品。而装置的原料和产品存在的安全隐患高，危险系数高。随着经济的发展，技术的进步，在化工设计中对安全装置的设计的重视度也越来越高，在化工设计过程中采取有效的措施，防患于未然。在设计过程中，强调本质的安全设计，并且推断以存在的安全隐患，推断其后果，在管理上采取措施，提高设计的规范性和标准性，从整体上提高化工设计的安全性。

二．安全装置设计中存在的危险因素

化工装置的类型多种多样，所采取的技术手段、技术路线、原料和产品、工艺条件等各方面都存在着很大的差距，虽然存在的危险因素也各部相同，但是主要危险因素主要有以下的几点：

（一）中毒危险。化工生产中本身就存在着一些有毒的原料和气体，如果人体长期生存在这个环境中，将给人的身体造成巨大的伤害。而且，如果平时工人在操作的过程中，没有采取有效的防范措施，这些有毒物质会随着工人的呼吸或者是接触进入人体生理功能和正常结构的病理改变，轻则引起身体不良反应，重则直接导致死亡。

（二）火灾爆炸危险。众所周知，很多化学物质达到一定的浓度时会引起爆炸，发生火宅。将会对直接对人、设备、财产造成巨大的损失。

（三）反应性危险。化学反应过程分为吸热和放热两类。如：使用强氧化的氧化反应、有机分子上引入卤原子的卤化反应等，而且一般的化学物质都具有很强的反应活性，如果稍有不慎，将会直接造成威胁，产生严重的后果。

（四）负压操作。系统在负压操作的过程中，容易使空气和湿气进入系统，或是形成爆炸性气体混合物等，产生多种不良的危险反应，威胁到系统的安全运

行。

（五）高温操作。当可燃液体操作的过程中或者液体本身温度超过其闪电或自燃点时，就会自燃着火，造成火灾的发生。

（六）低温操作。没有具体的安装低温条件设计，破坏系统的稳定性，引起设备和管道的低温脆性破坏。

（七）腐蚀。材料的抗腐蚀性是材料质量的一个标准，提高材料的抗腐蚀性能够有效的提高设备和管道的安全性。腐蚀类型的多样性和环境的多变性，都增加了腐蚀的不可预见性，提高了安全设计难度。

（八）泄露。泄露是设备管道内危险介质释放至大气的重要途径，是管道上的薄弱环节，一旦破坏将会引发严重的事故。

三．安全装置设计要求及选用依据

从工艺路线的选择、工程设计等多个方面来具体说明化工设计中安全装置设计的基本要求，保证石油化工装置安全的设计方法和措施，突出安全设计的重要性。

（一）工艺路线选择方面。工艺方法的安全是装置设计安全的基础。所以在设计的过程中应加强工艺路线安全设计方面的考虑。1.在条件允许的情况下，要尽可能的选用危险性小的物料；2.在化学物质反应性操作的时候，可以尽量的采用其它更好的办法，如：稀释、采用气相进料代替液相进料，以缓解反应过程的剧烈程度，进一步提高对安全的掌控能力；3.提高过程操作效率，减少过程干扰，提高设备、自控、电气的可靠性，提高操作过程中生产的安全性；4.减少危险介质的藏量。危险介质达到一定的范围时就会产生各种安全隐患，介质藏量越大，损失也就会越大，所以要尽可能的减少危险介质的藏量，缩小事故范围，减低事故发生了；5.减少生产废料。在生产的过程中提高原料的使用率，加强各种物质材料的循环利用，提高对废料的处理能力，进行无害化处理，减少生产废料，从而减轻对环境造成的污染。

（二）工程设计方面。工程设计方面又分为以下几个方面：包括工艺系统设计、仪表及自动控制设计、设备设计、装置布置设计、管道设计、土建设计、供排水设计、通风设计、消防设计等。

1.工艺系统设计。工艺系统设计安全的任务是对危险物料和生产全过程进行有效的控制。

（1）在物料危险性的描述方面，要结合物料的安全数据。（2）要把握好过程条件的平衡，对过程条件进行控制盒调节，加强失控状况下的应急处理，减少和避免损失。（3）保证单元间的安全衔接，避免相互的干扰，这样在某一处发生事故后，能有有效的隔绝事故点，减少事故范围。（4）提高密封系统的密封度，

防止有害气体的散发，同时采用惰性气体密封以及提高工艺的防腐措施。（5）减少危险介质进入火场，在气体加工装置边界可燃气体管应设事故隔离阀，减少火灾的发生率。（6）提高设备的超压保护，提高设备的防腐、防抗、防高温能力，保护设备的正常运行。（7）吹扫和置换，及时的更换不安全的设备装置，吹扫干净，减少火灾的发生率，对于固定的吹扫系统应该保证它的防止危险介质反串的措施。

2.仪表及自动控制设计。仪表是操作员的眼睛，自控系统是装置调节控制的中枢。对仪表及自动控制设计主要分为动力系统、仪表和控制器选型、连锁和停车系统、现场仪表、有害气体深度监测、仪表线缆等方面。

（1）动力系统要有事故电源和气源，保证事故处理时间。（2）仪表和控制器应选择故障安全型，确保仪表的准确性。（3）建立联锁和停车系统，保障操作环节顺利进行，提高系统的报警能力，增强对事故的防范和控制能力。（4）爆炸危险区内的仪表、分析仪表、控制器均选用相应防爆结构或正压通风结构。（5）对散发有害气体的地区，应设立监测报警系统，提高对事故的预见性。（6）对火灾地区的仪表线缆的选择应用采用非燃料材料型或阻燃型。

3.设备设计。工艺设备室实现工艺过程的主体，对于装置的安全生产起到重要的作用。设备设计涉及到采用的选用上，必须要符合工艺需求，材料加工性能必须要达到要求，同时，机械的设计要满足设备产生的应力要求，满足不同环境下的设备使用。在设备的制造上要符合设计的要求，注意压力容器、转动设备、明火设备的制造，提高设备的安全性。

4.电气设计。电力室装置生产的主要动力源，是装置安全生产的一个基本的要求和保障，对电气的设计要满足连续性生产的需求，同时对于突发停电而造成损害的关键设备，要采取保护措施，电缆的选择要具有阻燃型，采取防雷接地措施，保护设施的安全。

5.装置布置设计。装置布置包括设备、建构筑物和通道布置，确保过程顺利实施，安全间距符合规范，方便操作维修和消防作业，有利人员疏散。

除了上述的安全装置设计要求以外，还包括管道设计、土建设计、供排水系统、通风设计、消防设计等各个方面，主要目的都是为了确保装置的安全设计，提高化工生产的安全性。

参考文献：

[1]刘海浪;杨楠林;顾张丽;李智斌;包士毅;安全阀在线测试技术和校验装置的研制[A];压力容器先进技术—第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年

[2]郭兴建;赵立凡;李海华;李明;;石化企业中安全阀的系统化管理[A];压力容器先进技术—第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年