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#第二章化工运行安全技术
第二章化工运行安全技术第二章化工运行安全技术第一节危险化工工艺及安全技术
重点监管危险化工工艺 18 种,常考:硝化、氯化、加氢、氧化、聚合、氟化、重氮化、裂解(裂化)、磺化、烷基化、氨化、过氧化等。口诀「硝氯加氧聚,氟重裂磺烷氨过」。题目问「哪个不是重点监管工艺」选日常工艺即可。
一、重点监管的危险化工工艺及主要安全技术措施国家安全生产监督管理总局分别于2009年、2013年公布了《首批重点监管的危险化工工艺目录》《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》《第二批重点监管危险化工工艺目录》和《第二批重点监管危险化工工艺重点监控参数、安全控制基本要求及推荐的控制方案》,明确了18种重点监管的危险化工工艺及其工艺安全控制措施。(一)光气及光气化工艺
1.工艺简介光气及光气化工艺包含光气的制备工艺,以及以光气为原料制备光气化产品的工艺路线,光气化工艺主要分为气相和液相两种。
2.典型工艺
(1)一氧化碳与氯气的反应得到光气。
(2)光气合成双光气、三光气。
(3)采用光气作单体合成聚碳酸酯。
(4)甲苯二异氰酸酯(TDI)的制备。
(5)4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的制备。
(6)异氰酸酯的制备等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)光气为剧毒气体,在储运、使用过程中发生泄漏后,易造成大面积污染、中毒事故。
(2)反应介质具有燃爆危险性。
(3)副产物氯化氢具有腐蚀性,易造成设备和管线泄漏,使人员发生中毒事故。
5.重点监控单元重点监控单元:光气化反应釜、光气储运单元。
6.重点监控工艺参数
(1)一氧化碳、氯气含水量。
(2)反应釜温度、压力。
(3)反应物质的配料比。
(4)光气进料速度。
(5)冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。
7.安全控制的基本要求
(1)事故紧急切断阀。
(2)紧急冷却系统。
(3)反应釜温度、压力报警联锁。
(4)局部排风设施。
(5)有毒气体回收及处理系统。
(6)自动泄压装置。
(7)自动氨或碱液喷淋装置。
(8)光气、氯气、一氧化碳监测及超限报警。
(9)双电源供电。
8.宜采用的控制方式光气及光气化生产系统一旦出现异常现象或发生光气及其剧毒产品泄漏事故时,应通过自控联锁装置启动紧急停车并自动切断所有进出生产装置的物料,将反应装置迅速冷却降温,同时将发生事故设备内的剧毒物料导入事故槽内,开启氨水、稀碱液喷淋,启动通风排毒系统,将事故部位的有毒气体排至处理系统。(二)电解工艺(氯碱)
1.工艺简介电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在两个极上所引起的化学变化称为电解反应。涉及电解反应的工艺过程为电解工艺。许多基本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、过氧化氢等)的制备,都是通过电解来实现的。
2.典型工艺
(1)氯化钠(食盐)水溶液电解生产氯气、氢氧化钠、氢气。
(2)氯化钾水溶液电解生产氯气、氢氧化钾、氢气。
3.反应类型反应类型:吸热反应。
4.工艺危险特点
(1)电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体,氯气是氧化性很强的剧毒气体,两种气体混合极易发生爆炸,当氯气中含氢量达到5??上,则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。
(2)如果盐水中存在的铵盐超标,在适宜的条件(pH<4.5)下,铵盐和氯作用可生成氯化铵,浓氯化铵溶液与氯还可生成黄色油状的三氯化氮。三氯化氮是一种爆炸性物质,与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击、摩擦等,即发生剧烈的分解而爆炸。
(3)电解溶液腐蚀性强。
第二章化工运行安全技术
(4)液氯的生产、储存、包装、输送、运输可能发生液氯的泄漏。
5.重点监控单元重点监控单元:电解槽、氯气储运单元。
6.重点监控工艺参数
(1)电解槽内液位。
(2)电解槽内电流和电压。
(3)电解槽进出物料流量。
(4)可燃和有毒气体浓度。
(5)电解槽的温度和压力。
(6)原料中铵含量。
(7)氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等)等。
7.安全控制的基本要求
(1)电解槽温度、压力、液位、流量报警和联锁。
(2)电解供电整流装置与电解槽供电的报警和联锁。
(3)紧急联锁切断装置。
(4)事故状态下氯气吸收中和系统。
(5)可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将电解槽内压力、槽电压等形成联锁关系,系统设立联锁停车系统。
(2)安全设施,包括安全阀、高压阀、紧急排放阀、液位计、单向阀及紧急切断装置等。(三)氯化工艺
1.工艺简介氯化是化合物的分子中引入氯原子的反应,包含氯化反应的工艺过程为氯化工艺,主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。
2.典型工艺
(1)取代氯化:氯取代烷烃的氢原子制备氯代烷烃;氯取代苯的氢原子生产六氯化苯;氯取代萘的氢原子生产多氯化蔡;甲醇与氯反应生产氯甲烷;乙醇和氯反应生产氯乙烷(氯乙醛类);醋酸与氯反应生产氯乙酸;氯取代甲苯的氢原子生产苄基氯;次氯酸、次氯酸钠或N-氯代丁二酰亚胺与胺反应制备N-氯化物;氯化亚砜作为氯化剂制备氯化物等。
(2)加成氯化:乙烯与氯加成氯化生产1,2-二氯乙烷;乙炔与氯加成氯化生产1,2-二氯乙烯;乙炔和氯化氢加成生产氯乙烯等。
(3)氧氯化:乙烯氧氯化生产二氯乙烷;丙烯氧氯化生产1,2-二氯丙烷;甲烷氧氯化生产甲烷氯化物;丙烷氧氯化生产丙烷氯化物等。
(4)其他工艺:硫与氯反应生成一氯化硫;四氯化钛的制备;黄磷与氯气反应生产三氯化磷、五氯化磷等。
3.反应类型
安全生产专业实务化工安全反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)氯化反应是一个放热过程,尤其在较高温度下进行氯化,反应更为剧烈,速度快,放热量较大。
(2)所用的原料大多具有燃爆危险性。
(3)常用的氯化剂氯气本身为剧毒化学品,氧化性强,储存压力较高,多数氯化工艺采用液氯生产是先汽化再氯化,一旦泄漏危险性较大。
(4)氯气中的杂质,如水、氢气、氧气、三氯化氮等,在使用中易发生危险,特别是三氯化氮积累后,容易引发爆炸危险。
(5)生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强。
(6)氯化反应尾气可能形成爆炸性混合物。
5.重点监控单元
(1)氯化反应釜。
(2)氯气储运单元。
6.重点监控工艺参数
(1)氯化反应釜温度和压力。
(2)氯化反应釜搅拌速率。
(3)反应物料的配比。
(4)氯化剂进料流量。
(5)冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。
(6)氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等)。
(7)氯化反应尾气组成等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2)反应物料的比例控制和联锁。
(3)搅拌的稳定控制。
(4)进料缓冲器。
(5)紧急进料切断系统。
(6)紧急冷却系统。
(7)安全泄放系统。
(8)事故状态下氯气吸收中和系统。
(9)可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将氯化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、氯化剂流量、氯化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,设立紧急停车系统。
(2)安全设施,包括安全阀、高压阀、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装置等。(四)硝化工艺
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1.工艺简介硝化是有机化合物分子中引入硝基(—NO?)的反应,最常见的是取代反应。硝化方法可分成直接硝化法、间接硝化法和亚硝化法,分别用于生产硝基化合物、硝胺、硝酸酯和亚硝基化合物等。涉及硝化反应的工艺过程为硝化工艺。
2.典型工艺
(1)直接硝化法:丙三醇与混酸反应制备硝酸甘油;氯苯硝化制备邻硝基氯苯、对硝基氯苯;苯硝化制备硝基苯;蒽醌硝化制备1-硝基蒽醌;甲苯硝化生产三硝基甲苯(俗称梯恩梯,TNT);丙烷等烷烃与硝酸通过气相反应制备硝基烷烃;硝酸胍、硝基胍的制备;浓硝酸、亚硝酸钠和甲醇制备亚硝酸甲酯等。
(2)间接硝化法:苯酚采用磺酰基的取代硝化制备苦味酸等。
(3)亚硝化法:2-蔡酚与亚硝酸盐反应制备1-亚硝基-2-萘酚;二苯胺与亚硝酸钠和硫酸水溶液反应制备对亚硝基二苯胺等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)反应速度快,放热量大。大多数硝化反应是在非均相中进行的,反应组分的不均匀分布容易引起局部过热导致危险。尤其在硝化反应开始阶段,停止搅拌或由于搅拌叶片脱落等造成搅拌失效是非常危险的,一旦搅拌再次开动,就会突然引发局部激烈反应,瞬间释放大量的热量,引起爆炸事故。
(2)反应物料具有燃爆危险性。
(3)硝化剂具有强腐蚀性、强氧化性,与油脂、有机化合物(尤其是不饱和有机化合物)接触能引起燃烧或爆炸。
(4)硝化产物、副产物具有爆炸危险性。
5.重点监控单元重点监控单元:硝化反应釜、分离单元。
6.重点监控工艺参数
(1)硝化反应釜内温度、搅拌速率。
(2)硝化剂流量。
(3)冷却水流量。
(4)pH。
(5)硝化产物中杂质含量。
(6)精馏分离系统温度。
(7)塔釜杂质含量等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度的报警和联锁。
(2)自动进料控制和联锁。
(3)紧急冷却系统。
(4)搅拌的稳定控制和联锁系统。
(5)分离系统温度控制与联锁。
(6)塔釜杂质监控系统。
(7)安全泄放系统等。
8.宜采用的控制方式
(1)将硝化反应釜内温度与釜内搅拌、硝化剂流量、硝化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,在硝化反应釜处设立紧急停车系统,当硝化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障,能自动报警并自动停止加料。分离系统温度与加热、冷却形成联锁,温度超标时,能停止加热并紧急冷却。
(2)硝化反应系统应设有泄爆管和紧急排放系统。(五)合成氨工艺
1.工艺简介氮和氢两种组分按一定比例(1:3)组成的气体(合成气),在高温、高压下(一般为300~450℃,15~30 MPa)经催化反应生成氨的工艺过程。
2.典型工艺
(1)节能AMV法。
(2)德士古水煤浆加压气化法。
(3)凯洛格法。
(4)甲醇与合成氨联合生产的联醇法。
(5)纯碱与合成氨联合生产的联碱法。
(6)采用变换催化剂、氧化锌脱硫剂和甲烷催化剂的“三催化”气体净化法等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽,气体物料一旦过氧(亦称透氧),极易在设备和管道内发生爆炸。
(2)高温、高压气体物料从设备管线泄漏时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合物,遇到明火或因高流速物料与裂(喷)口处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸。
(3)气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解,在附近管道内造成积炭,可导致积炭燃烧或爆炸。
(4)高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织,还会加剧氢气、氮气对钢材的氢蚀及渗氮,加剧设备的疲劳腐蚀,使其机械强度减弱,引发物理爆炸。
(5)液氨大规模事故性泄漏会形成低温云团引起大范围人群中毒,遇明火还会发生空间爆炸。
5.重点监控单元重点监控单元:合成塔、压缩机、氨储存系统。
6.重点监控工艺参数合成塔、压缩机、氨储存系统的运行基本控制参数,包括温度、压力、液位、物料流量及比例等。
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7.安全控制的基本要求
(1)合成氨装置温度、压力报警和联锁。
(2)物料比例控制和联锁。
(3)压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁。
(4)紧急冷却系统。
(5)紧急切断系统。
(6)安全泄放系统。
(7)可燃、有毒气体检测报警装置。
8.宜采用的控制方式
(1)将合成氨装置内温度、压力与物料流量、冷却系统形成联锁关系。
(2)将压缩机温度、压力、入口分离器液位与供电系统形成联锁关系。
(3)紧急停车系统。
(4)合成单元自动控制还需要设置以下几个控制回路:氨分、冷交液位;废锅液位;循环量控制;废锅蒸汽流量;废锅蒸汽压力。
(5)安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装置等。(六)裂解(裂化)工艺
1.工艺简介裂解是指石油系的烃类原料在高温条件下,发生碳链断裂或脱氢反应,生成烯烃及其他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主,同时副产丁烯、丁二烯等烯烃和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。烃类原料在裂解炉内进行高温裂解,产出组成为氢气、低/高碳烃类、芳烃类以及馏分为288℃以上的裂解燃料油的裂解气混合物。经过急冷、压缩、激冷、分馏以及干燥和加氢等方法,分离出目标产品和副产品。在裂解过程中,同时伴随缩合、环化和脱氢等反应。由于所发生的反应很复杂,通常把反应分成两个阶段。第一阶段,原料变成的目的产物为乙烯、丙烯,这种反应称为一次反应。第二阶段,一次反应生成的乙烯、丙烯继续反应转化为炔烃、二烯烃、芳烃、环烷烃,甚至最终转化为氢气和焦炭,这种反应称为二次反应。裂解产物往往是多种组分混合物。影响裂解的基本因素主要为温度和反应的持续时间。化工生产中用热裂解的方法生产小分子烯烃、炔烃和芳香烃,如乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔、苯和甲苯等。
2.典型工艺
(1)热裂解制烯烃工艺。
(2)重油催化裂化制汽油、柴油、丙烯、丁烯。
(3)乙苯裂解制苯乙烯。
(4)二氟一氯甲烷(HCFC-22)热裂解制得四氟乙烯(TFE)。
(5)二氟一氯乙烷(HCFC-142b)热裂解制得偏氟乙烯(VDF)。
(6)四氟乙烯和八氟环丁烷热裂解制得六氟乙烯(HFP)等。
3.反应类型
反应类型:高温吸热反应。
4.工艺危险特点
(1)在高温(高压)下进行反应,装置内的物料温度一般超过其自燃点,若漏出会立即引起火灾。
(2)炉管内壁结焦会使流体阻力增加,影响传热,当焦层达到一定厚度时,因炉管壁温度过高,而不能继续运行下去,必须进行清焦,否则会烧穿炉管,裂解气外泄,引起裂解炉爆炸。
(3)如果由于断电或引风机机械故障而使引风机突然停转,则炉膛内很快变成正压,会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火,严重时会引起炉膛爆炸。
(4)如果燃料系统大幅度波动,燃料气压力过低,则可能造成裂解炉烧嘴回火,使烧嘴烧坏,甚至会引起爆炸。
(5)有些裂解工艺产生的单体会自聚或爆炸,需要向生产的单体中加阻聚剂或稀释剂等。
5.重点监控单元
(1)裂解炉。
(2)制冷系统。
(3)压缩机。
(4)引风机。
(5)分离单元。
6.重点监控工艺参数
(1)裂解炉进料流量。
(2)裂解炉温度。
(3)引风机电流。
(4)燃料油进料流量。
(5)稀释蒸汽比及压力。
(6)燃料油压力。
(7)滑阀差压超驰控制、主风流量控制、外取热器控制、机组控制、锅炉控制等。
7.安全控制的基本要求
(1)裂解炉进料压力、流量控制报警与联锁。
(2)紧急裂解炉温度报警和联锁。
(3)紧急冷却系统。
(4)紧急切断系统。
(5)反应压力与压缩机转速及入口放火炬控制。
(6)再生压力的分程控制。
(7)滑阀差压与料位。
(8)温度的超驰控制。
(9)再生温度与外取热器负荷控制。
(10)外取热器汽包和锅炉汽包液位的三冲量控制。
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(11)锅炉的熄火保护。
(12)机组相关控制。
(13)可燃与有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将引风机电流与裂解炉进料阀、燃料油进料阀、稀释蒸汽阀之间形成联锁关系,一旦引风机故障停车,则裂解炉自动停止进料并切断燃料供应,但应继续供应稀释蒸汽,以带走炉膛内的余热。
(2)将燃料油压力与燃料油进料阀、裂解炉进料阀之间形成联锁关系,燃料油压力降低,则切断燃料油进料阀,同时切断裂解炉进料阀。
(3)分离塔应安装安全阀和放空管,低压系统与高压系统之间应有逆止阀并配备固定的氮气装置、蒸汽灭火装置。
(4)将裂解炉电流与锅炉给水流量、稀释蒸汽流量之间形成联锁关系;一旦水、电、蒸汽等公用工程出现故障,裂解炉能自动紧急停车。
(5)反应压力正常情况下由压缩机转速控制,开工及非正常工况下由压缩机入口放火炬控制。
(6)再生压力由烟机入口蝶阀和旁路滑阀(或蝶阀)分程控制。
(7)再生、待生滑阀正常情况下分别由反应温度信号和反应器料位信号控制,一旦滑阀差压出现低限,则转由滑阀差压控制。
(8)再生温度由外取热器催化剂循环量或流化介质流量控制。
(9)外取热汽包和锅炉汽包液位采用液位、补水量和蒸发量三冲量控制。
(10)带明火的锅炉设置熄火保护控制。
(11)大型机组设置相关的轴温、轴震动、轴位移、油压、油温、防喘振等系统控制。
(12)在装置存在可燃气体、有毒气体泄漏的部位设置可燃气体报警仪和有毒气体报警仪。(七)氟化工艺
1.工艺简介氟化是化合物的分子中引入氟原子的反应,涉及氟化反应的工艺过程为氟化工艺。氟与有机化合物作用是强放热反应,放出大量的热可使反应物分子结构遭到破坏,甚至着火爆炸。氟化剂通常为氟气、卤族氟化物、惰性元素氟化物、高价金属氟化物、氟化氢、氟化钾等。
2.典型工艺
(1)直接氟化:黄磷氟化制备五氟化磷等。
(2)金属氟化物或氟化氢气体氟化:SbF?、AgF?、CoF?等金属氟化物与烃反应制备氟化烃;氟化氢气体与氢氧化铝反应制备氟化铝等。
(3)置换氟化:三氯甲烷氟化制备二氟一氯甲烷;2,4,5,6-四氯嘧啶与氟化钠制备2,4,6-三氟-5-氟嘧啶等。
(4)其他氟化物的制备:浓硫酸与氟化钙(萤石)制备无水氟化氢等,三氟化硼的
制备。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)反应物料具有燃爆危险性。
(2)氟化反应为强放热反应,不及时排除反应热量,易导致超温超压,引发设备爆炸事故。
(3)多数氟化剂具有强腐蚀性、剧毒,在生产、贮存、运输、使用等过程中,容易因泄漏、操作不当、误接触以及其他意外而造成危险。
5.重点监控单元重点监控单元:氟化剂储运单元。
6.重点监控工艺参数
(1)氟化反应釜内温度、压力。
(2)氟化反应釜内搅拌速率。
(3)氟化物流量。
(4)助剂流量。
(5)反应物的配料比。
(6)氟化物浓度。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜内温度和压力与反应进料、紧急冷却系统的报警和联锁。
(2)搅拌的稳定控制系统。
(3)安全泄放系统。
(4)可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)氟化反应操作中,要严格控制氟化物浓度、投料配比、进料速度和反应温度等。必要时应设置自动比例调节装置和自动联锁控制装置。
(2)将氟化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、氟化物流量、氟化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁控制,在氟化反应釜处设立紧急停车系统,当氟化反应釜内温度或压力超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车。
(3)安全泄放系统。(八)加氢工艺
1.工艺简介加氢是在有机化合物分子中加入氢原子的反应,涉及加氢反应的工艺过程为加氢工艺,主要包括不饱和键加氢、芳环化合物加氢、含氮化合物加氢、含氧化合物加氢、氢解等。
2.典型工艺
(1)不饱和炔烃、烯烃的三键和双键加氢:环戊二烯加氢生产环戊烯等。
(2)芳烃加氢:苯加氢生成环己烷;苯酚加氢生产环己醇等。
(3)含氧化合物加氢:一氧化碳加氢生产甲醇;丁醛加氢生产丁醇;辛烯醛加氢生
第二章化工运行安全技术产辛醇等。
(4)含氮化合物加氢:己二腈加氢生产己二胺;硝基苯催化加氢生产苯胺等。
(5)油品加氢:馏分油加氢裂化生产石脑油、柴油和尾油;渣油加氢改质;减压馏分油加氢改质;催化(异构)脱蜡生产低凝柴油、润滑油基础油等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)反应物料具有燃爆危险性,氢气的爆炸极限为4?5具有高燃爆危险特性。
(2)加氢为强烈的放热反应,氢气在高温高压下与钢材接触,钢材内的碳分子易与氢气发生反应生成碳氢化合物,使钢制设备强度降低,发生氢脆。
(3)催化剂再生和活化过程中易引发爆炸。
(4)加氢反应尾气中有未完全反应的氢气和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。
5.重点监控单元重点监控单元:加氢反应釜、氢气压缩机。
6.重点监控工艺参数
(1)加氢反应釜或催化剂床层温度、压力。
(2)加氢反应釜内搅拌速率。
(3)氢气流量。
(4)反应物质的配料比。
(5)系统氧含量。
(6)冷却水流量。
(7)氢气压缩机运行参数、加氢反应尾气组成等。
7.安全控制的基本要求
(1)温度和压力的报警和联锁。
(2)反应物料的比例控制和联锁系统。
(3)紧急冷却系统。
(4)搅拌的稳定控制系统。
(5)氢气紧急切断系统。
(6)加装安全阀、爆破片等安全设施。
(7)循环氢压缩机停机报警和联锁。
(8)氢气检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将加氢反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、氢气流量、加氢反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,设立紧急停车系统。
(2)加入急冷氮气或氢气的系统。
(3)当加氢反应釜内温度或压力超标或搅拌系统发生故障时自动停止加氢,泄压,并进入紧急状态。
(4)安全泄放系统。
(九)重氮化工艺
1.工艺简介一级胺与亚硝酸在低温下作用,生成重氮盐的反应。脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可以进行重氮化反应。涉及重氮化反应的工艺过程为重氮化工艺。通常重氮化试剂是由亚硝酸钠和盐酸作用临时制备的。除盐酸外,也可以使用硫酸、高氯酸和氟硼酸等无机酸。脂肪族重氮盐很不稳定,即使在低温下也能迅速自发分解,芳香族重氮盐较为稳定。
2.典型工艺
(1)顺法:对氨基苯磺酸钠与2-蔡酚制备酸性橙-Ⅱ染料;芳香族伯胺与亚硝酸钠反应制备芳香族重氮化合物等。
(2)反加法:间苯二胺生产二氟硼酸间苯二重氮盐;苯胺与亚硝酸钠反应生产苯胺基重氮苯等。
(3)亚硝酰硫酸法:2-氰基-4-硝基苯胺、2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、2,4-二硝基-6-溴苯胺、2,6-二氰基-4-硝基苯胺和2,4-二硝基-6-氰基苯胺为重氮组分与端氨基含醚基的偶合组分经重氮化、偶合成单偶氮分散染料;2-氰基-4-硝基苯胺为原料制备蓝色分散染料等。
(4)硫酸铜触媒法:邻、间氨基苯酚用弱酸(醋酸、草酸等)或易于水解的无机盐和亚硝酸钠反应制备邻、间氨基苯酚的重氮化合物等。
(5)盐析法:氨基偶氮化合物通过盐析法进行重氮化生产多偶氮染料等。
3.反应类型反应类型:绝大多数是放热反应。
4.工艺危险特点
(1)重氮盐在温度稍高或光照的作用下,特别是含有硝基的重氮盐极易分解,有的甚至在室温时亦能分解。在干燥状态下,有些重氮盐不稳定,活性强,受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。
(2)重氮化生产过程所使用的亚硝酸钠是无机氧化剂,175 ℃时能发生分解、与有机物反应导致着火或爆炸。
(3)反应原料具有燃爆危险性。
5.重点监控单元重点监控单元:重氮化反应釜、后处理单元。
6.重点监控工艺参数
(1)重氮化反应釜内温度、压力、液位、pH。
(2)重氮化反应釜内搅拌速率。
(3)亚硝酸钠流量。
(4)反应物质的配料比。
(5)后处理单元温度等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2)反应物料的比例控制和联锁系统。
第二章化工运行安全技术
(3)紧急冷却系统。
(4)紧急停车系统。
(5)安全泄放系统。
(6)后处理单元配置温度监测、惰性气体保护的联锁装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将重氮化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、亚硝酸钠流量、重氮化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,在重氮化反应釜处设立紧急停车系统,当重氮化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车。安全泄放系统。
(2)重氮盐后处理设备应配置温度检测、搅拌、冷却联锁自动控制调节装置,干燥设备应配置温度测量、加热热源开关、惰性气体保护的联锁装置。
(3)安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀等。(十)氧化工艺
1.工艺简介氧化为有电子转移的化学反应中失电子的过程,即氧化数升高的过程。多数有机化合物的氧化反应表现为反应原料得到氧或失去氢。涉及氧化反应的工艺过程为氧化工艺。常用的氧化剂有空气、氧气、双氧水、氯酸钾、高锰酸钾、硝酸盐等。
2.典型工艺
(1)乙烯氧化制环氧乙烷。
(2)甲醇氧化制备甲醛。
(3)对二甲苯氧化制备对苯二甲酸。
(4)异丙苯经氧化-酸解联产苯酚和丙酮。
(5)环己烷氧化制环己酮。
(6)天然气氧化制乙炔。
(7)丁烯、丁烷、C?馏分或苯的氧化制顺丁烯二酸酐。
(8)邻二甲苯或萘的氧化制备邻苯二甲酸酐。
(9)均四甲苯的氧化制备均苯四甲酸二酐。
(10)范的氧化制1,8-萘二甲酸酐。
(11)3-甲基吡啶氧化制3-吡啶甲酸(烟酸)。
(12)4-甲基吡啶氧化制4-吡啶甲酸(异烟酸)。
(13)2-乙基己醇(异辛醇)氧化制备2-乙基己酸(异辛酸)。
(14)对氯甲苯氧化制备对氯苯甲醛和对氯苯甲酸。
(15)甲苯氧化制备苯甲醛、苯甲酸。
(16)对硝基甲苯氧化制备对硝基苯甲酸。
(17)环十二醇/酮混合物的开环氧化制备十二碳二酸。
(18)环己酮/醇混合物的氧化制己二酸。
(19)乙二醛硝酸氧化法合成乙醛酸。
(20)丁醛氧化制丁酸。
(21)氨氧化制硝酸等。
(22)克劳斯法气体脱硫。
(23)一氧化氮、氧气和甲(乙)醇制备亚硝酸甲(乙)酯。
(24)以双氧水或有机过氧化物为氧化剂生产环氧丙烷、环氧氯丙烷。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)反应原料及产品具有燃爆危险性。
(2)反应气相组成容易达到爆炸极限,具有闪爆危险。
(3)部分氧化剂具有燃爆危险性,如氯酸钾、高锰酸钾、铬酸酐等都属于氧化剂,如遇高温或受撞击、摩擦以及与有机物、酸类接触,皆能引起火灾爆炸。
(4)产物中易生成过氧化物,化学稳定性差,受高温、摩擦或撞击作用易分解、燃烧或爆炸。
5.重点监控单元重点监控单元:氧化反应釜。
6.重点监控工艺参数
(1)氧化反应釜内温度和压力。
(2)氧化反应釜内搅拌速率。
(3)氧化剂流量。
(4)反应物料的配比。
(5)气相氧含量。
(6)过氧化物含量等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2)反应物料的比例控制和联锁及紧急切断动力系统。
(3)紧急断料系统。
(4)紧急冷却系统。
(5)紧急送人惰性气体的系统。
(6)气相氧含量监测、报警和联锁。
(7)安全泄放系统。
(8)可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将氧化反应釜内温度和压力与反应物的配比和流量、氧化反应釜夹套冷却水进水阀、紧急冷却系统形成联锁关系。
(2)在氧化反应釜处设立紧急停车系统,当氧化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车。
(3)配备安全阀、爆破片等安全设施。(十一)过氧化工艺
1.工艺简介
第二章化工运行安全技术向有机化合物分子中引入过氧基(—0—0一)的反应称为过氧化反应,得到的产物为过氧化物的工艺过程称为过氧化工艺。
2.典型工艺
(1)双氧水的生产。
(2)乙酸在硫酸存在下与双氧水作用,制备过氧乙酸水溶液。
(3)酸酐与双氧水作用直接制备过氧二酸。
(4)苯甲酰氯与双氧水的碱性溶液作用制备过氧化苯甲酰。
(5)异丙苯经空气氧化生产过氧化氢异丙苯。
(6)叔丁醇与双氧水制备叔丁基过氧化氢等。
3.反应类型反应类型:吸热反应或放热反应。
4.工艺危险特点
(1)过氧化物都含有过氧基(—0—0一),属含能物质,由于过氧键结合力弱,断裂时所需的能量不大,对热、振动、冲击或摩擦等都极为敏感,极易分解甚至爆炸。
(2)过氧化物与有机物、纤维接触时易发生氧化、产生火灾。
(3)反应气相组成容易达到爆炸极限,具有燃爆危险。
5.重点监控单元重点监控单元:过氧化反应釜。
6.重点监控工艺参数
(1)过氧化反应釜内温度。
(2)pH。
(3)过氧化反应釜内搅拌速率。
(4)(过)氧化剂流量。
(5)参加反应物质的配料比。
(6)过氧化物浓度。
(7)气相氧含量等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2)反应物料的比例控制和联锁及紧急切断动力系统。
(3)紧急断料系统。
(4)紧急冷却系统。
(5)紧急送入惰性气体的系统。
(6)气相氧含量监测、报警和联锁。
(7)紧急停车系统。
(8)安全泄放系统。
(9)可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将过氧化反应釜内温度与釜内搅拌电流、过氧化物流量、过氧化反应釜夹套冷
却水进水阀形成联锁关系,设置紧急停车系统。
(2)过氧化反应系统应设置泄爆管和安全泄放系统。(十二)胺基化工艺
1.工艺简介胺化是在分子中引入胺基(R?N一)的反应,包括R-CH?烃类化合物(R:氢、烷基、芳基)在催化剂存在下,与氨和空气的混合物进行高温氧化反应,生成腈类等化合物的反应。涉及上述反应的工艺过程为胺基化工艺。
2.典型工艺
(1)邻硝基氯苯与氨水反应制备邻硝基苯胺。
(2)对硝基氯苯与氨水反应制备对硝基苯胺。
(3)间甲酚与氯化铵的混合物在催化剂和氨水作用下生成间甲苯胺。
(4)甲醇在催化剂和氨气作用下制备甲胺。
(5)1-硝基蒽醌与过量的氨水在氯苯中制备1-氨基蒽醌。
(6)2,6-蒽醌二磺酸氨解制备2,6-二氨基蒽醌。
(7)苯乙烯与胺反应制备N-取代苯乙胺。
(8)环氧乙烷或亚乙基亚胺与胺或氨发生开环加成反应,制备氨基乙醇或二胺。
(9)甲苯经氨氧化制备苯甲腈。
(10)丙烯氨氧化制备丙烯腈。
(11)氯氨法生产甲基肼等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)反应介质具有燃爆危险性。
(2)在常压下20℃时,氨气的爆炸极限为15??27随着温度、压力的升高,爆炸极限的范围增大。因此,在一定的温度、压力和催化剂的作用下,氨的氧化反应放出大量热,一旦氨气与空气比失调,就可能发生爆炸事故。
(3)由于氨呈碱性,具有强腐蚀性,在混有少量水分或湿气的情况下无论是气态或液态氨都会与铜、银、锡、锌及其合金发生化学作用。
(4)氨易与氧化银或氧化汞反应生成爆炸性化合物(雷酸盐)。
5.重点监控单元重点监控单元:胺基化反应釜。
6.重点监控工艺参数
(1)胺基化反应釜内温度、压力。
(2)胺基化反应釜内搅拌速率。
(3)物料流量。
(4)反应物质的配料比。
(5)气相氧含量等。
7.安全控制的基本要求
第二章化工运行安全技术
(1)反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2)反应物料的比例控制和联锁系统。
(3)紧急冷却系统。
(4)气相氧含量监控联锁系统。
(5)紧急送入惰性气体的系统。
(6)紧急停车系统。
(7)安全泄放系统。
(8)可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将胺基化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、胺基化物料流量、胺基化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,设置紧急停车系统。
(2)安全设施,包括安全阀、爆破片、单向阀及紧急切断装置等。(十三)磺化工艺
1.工艺简介磺化是向有机化合物分子中引入磺酰基(—SO?H)的反应。磺化方法分为三氧化硫磺化法、共沸去水磺化法、氯磺酸磺化法、烘焙磺化法和亚硫酸盐磺化法等。涉及磺化反应的工艺过程为磺化工艺。磺化反应除了增加产物的水溶性和酸性外,还可以使产品具有表面活性。芳烃经磺化后,其中的磺酸基可进一步被其他基团[如羟基(—OH)、氨基(—NH?)、氰基(—CN)等]取代,生产多种衍生物。
2.典型工艺
(1)三氧化硫磺化法:
①气体三氧化硫和十二烷基苯等制备十二烷基苯磺酸钠。
②硝基苯与液态三氧化硫制备间硝基苯磺酸。
③甲苯磺化生产对甲基苯磺酸和对位甲酚。
④对硝基甲苯磺化生产对硝基甲苯邻磺酸等。
(2)共沸去水磺化法:
①苯磺化制备苯磺酸。
②甲苯磺化制备甲基苯磺酸等。
(3)氯磺酸磺化法:
①芳香族化合物与氯磺酸反应制备芳磺酸和芳磺酰氯。
②乙酰苯胺与氯磺酸生产对乙酰氨基苯磺酰氯等。
(4)烘焙磺化法:苯胺磺化制备对氨基苯磺酸等。
(5)亚硫酸盐磺化法:
①2,4-二硝基氯苯与亚硫酸氢钠制备2,4-二硝基苯磺酸钠。
②1-硝基蒽醌与亚硫酸钠作用得到α-蒽醌硝酸等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
安全生产专业实务化工安全
(1)反应原料具有燃爆危险性;磺化剂具有氧化性、强腐蚀性;如果投料顺序颠倒、投料速度过快、搅拌不良、冷却效果不佳等,都有可能造成反应温度异常升高,使磺化反应变为燃烧反应,引起火灾或爆炸事故。
(2)氧化硫易冷凝堵管,泄漏后易形成酸雾,危害较大。
5.重点监控单元重点监控单元:磺化反应釜。
6.重点监控工艺参数
(1)磺化反应釜内温度。
(2)磺化反应釜内搅拌速率。
(3)磺化剂流量。
(4)冷却水流量。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度的报警和联锁。
(2)搅拌的稳定控制和联锁系统。
(3)紧急冷却系统。
(4)紧急停车系统。
(5)安全泄放系统。
(6)三氧化硫泄漏监控报警系统等。
8.宜采用的控制方式
(1)将磺化反应釜内温度与磺化剂流量、磺化反应釜夹套冷却水进水阀、釜内搅拌电流形成联锁关系,紧急断料系统,当磺化反应釜内各参数偏离工艺指标时,能自动报警、停止加料,甚至紧急停车。
(2)磺化反应系统应设有泄爆管和紧急排放系统。(十四)聚合工艺
1.工艺简介聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物(也称高分子化合物或聚合物,通常分子量为1×10?~1×10)的反应,涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合工艺的种类很多,按聚合方法可分为本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。
2.典型工艺
(1)聚烯烃生产:
①聚乙烯生产。
②聚丙烯生产。
③聚苯乙烯生产等。
(2)聚氯乙烯生产。
(3)合成纤维生产:
①涤纶生产。
②锦纶生产。
③维纶生产。
第二章化工运行安全技术
④腈纶生产。
⑤尼龙生产等。
(4)橡胶生产:
①丁苯橡胶生产。
②顺丁橡胶生产。
③丁腈橡胶生产等。
(5)乳液生产:
①醋酸乙烯乳液生产。
②丙烯酸乳液生产等。
(6)涂料黏合剂生产(常压生产工艺除外):
①醇酸油漆生产。
②聚酯涂料生产。
③环氧涂料黏合剂生产。
④丙烯酸涂料黏合剂生产等。
(7)氟化物聚合:
①四氟乙烯悬浮法、分散法生产聚四氟乙烯。
②四氟乙烯(TFE)和偏氟乙烯(VDF)聚合生产氟橡胶和偏氟乙烯一全氟丙烯共聚弹性体(俗称26型氟橡胶或氟橡胶-26)等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)聚合原料具有自聚和燃爆危险性。
(2)如果反应过程中热量不能及时移出,随物料温度上升,发生裂解和暴聚,所产生的热量使裂解和暴聚过程进一步加剧,进而引发反应器爆炸。
(3)部分聚合助剂危险性较大。
5.重点监控单元
(1)聚合反应釜。
(2)粉体聚合物料仓。
6.重点监控工艺参数
(1)聚合反应釜内温度、压力,聚合反应釜内搅拌速率。
(2)引发剂流量。
(3)冷却水流量。
(4)料仓静电、可燃气体监控等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2)紧急冷却系统。
(3)紧急切断系统。
(4)紧急加入反应终止剂系统。
安全生产专业实务化工安全
(5)搅拌的稳定控制和联锁系统。
(6)料仓静电消除、可燃气体置换系统,可燃和有毒气体检测报警装置。
(7)高压聚合反应釜设有防爆墙和泄爆面等。
8.宜采用的控制方式
(1)将聚合反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、聚合单体流量、引发剂加入量、聚合反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,在聚合反应釜处设立紧急停车系统。
(2)当反应超温、搅拌失效或冷却失效时,能及时加入聚合反应终止剂。
(3)安全泄放系统。(十五)烷基化工艺
1.工艺简介把烷基引人有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反应称为烷基化反应。涉及烷基化反应的工艺过程为烷基化工艺,可分为C-烷基化反应、N-烷基化反应、0-烷基化反应等。
2.典型工艺
(1)C-烷基化反应:
①乙烯、丙烯以及长链α-烯烃,制备乙苯、异丙苯和高级烷基苯。
②苯系物与氯代高级烷烃在催化剂作用下制备高级烷基苯。
③用脂肪醛和芳烃衍生物制备对称的二芳基甲烷衍生物。
④苯酚与丙酮在酸催化下制备2,2-对(对羟基苯基)丙烷(俗称双酚A)。
⑤乙烯与苯发生烷基化反应生产乙苯等。
(2)N-烷基化反应:
①苯胺和甲醚烷基化生产苯甲胺。
②苯胺与氯乙酸生产苯基氨基乙酸。
③苯胺和甲醇制备N,N-二甲基苯胺。
④苯胺和氯乙烷制备N,N-二烷基芳胺。
⑤对甲苯胺与硫酸二甲酯制备N,N-二甲基对甲苯胺。
⑥环氧乙烷与苯胺制备N-(β-羟乙基)苯胺。
⑦氨或脂肪胺和环氧乙烷制备乙醇胺类化合物。
⑧苯胺与丙烯腈反应制备N-(β-氰乙基)苯胺等。
(3)0-烷基化反应:
①对苯二酚、氢氧化钠水溶液和氯甲烷制备对苯二甲醚。
②硫酸二甲酯与苯酚制备苯甲醚。
③高级脂肪醇或烷基酚与环氧乙烷加成生成聚醚类产物等。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)反应介质具有燃爆危险性。
(2)烷基化催化剂具有自燃危险性,遇水剧烈反应,放出大量热量,容易引起火灾
第二章化工运行安全技术甚至爆炸。
(3)烷基化反应都是在加热条件下进行,原料、催化剂、烷基化剂等加料次序颠倒、加料速度过快或者搅拌中断停止等异常现象容易引起局部剧烈反应,造成跑料,引发火灾或爆炸事故。
5.重点监控单元重点监控单元:烷基化反应釜。
6.重点监控工艺参数
(1)烷基化反应釜内温度和压力。
(2)烷基化反应釜内搅拌速率。
(3)反应物料的流量及配比等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应物料的紧急切断系统。
(2)紧急冷却系统。
(3)安全泄放系统。
(4)可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将烷基化反应釜内温度和压力与釜内搅拌、烷基化物料流量、烷基化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,当烷基化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车。
(2)安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、单向阀及紧急切断装置等。(十六)新型煤化工工艺
1.工艺简介以煤为原料,经化学加工使煤直接或者间接转化为气体、液体和固体燃料、化工原料或化学品的工艺过程。主要包括煤制油(甲醇制汽油、费-托合成油)、煤制烯烃(甲醇制烯烃)、煤制二甲醚、煤制乙二醇(合成气制乙二醇)、煤制甲烷气(煤气甲烷化)、煤制甲醇、甲醇制醋酸等工艺。
2.典型工艺
(1)煤制油(甲醇制汽油、费-托合成油)。
(2)煤制烯烃(甲醇制烯烃)。
(3)煤制二甲醚。
(4)煤制乙二醇(合成气制乙二醇)。
(5)煤制甲烷气(煤气甲烷化)。
(6)煤制甲醇。
(7)甲醇制醋酸。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)反应介质涉及一氧化碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯等易燃气体,具有燃爆危
险性。
(2)反应过程多为高温、高压过程,易发生工艺介质泄漏,引发火灾、爆炸和一氧化碳中毒事故。
(3)反应过程可能形成爆炸性混合气体。
(4)多数煤化工新工艺反应速度快,放热量大,造成反应失控。
(5)反应中间产物不稳定,易造成分解爆炸。
5.重点监控单元重点监控单元:煤气化炉。
6.重点监控工艺参数
(1)反应器温度和压力。
(2)反应物料的比例控制。
(3)料位。
(4)液位。
(5)进料介质温度、压力与流量。
(6)氧含量。
(7)外取热器蒸汽温度与压力。
(8)风压和风温。
(9)烟气压力与温度。
(10)压降。
(11)H?/CO比。
(12)NO/O?比。
(13)NO/醇比。
(14)H?、H?S、CO?含量等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应器温度、压力报警与联锁。
(2)进料介质流量控制与联锁。
(3)反应系统紧急切断进料联锁。
(4)料位控制回路。
(5)液位控制回路。
(6)H?/CO比例控制与联锁。
(7)NO/O?比例控制与联锁。
(8)外取热器蒸汽热水泵联锁。
(9)主风流量联锁。
(10)可燃和有毒气体检测报警装置。
(11)紧急冷却系统。
(12)安全泄放系统。
8.宜采用的控制方式
(1)将进料流量、外取热蒸汽流量、外取热蒸汽包液位、H?/CO比例与反应器进料
第二章化工运行安全技术系统设立联锁关系,一旦发生异常工况启动联锁,紧急切断所有进料,开启事故蒸汽阀或氮气阀,迅速置换反应器内物料,并将反应器进行冷却、降温。
(2)安全设施,包括安全阀、防爆膜、紧急切断阀及紧急排放系统等。(十七)电石生产工艺
1.工艺简介电石生产工艺是以石灰和碳素材料(焦炭、兰炭、石油焦、冶金焦、白煤等)为原料,在电石炉内依靠电弧热和电阻热在高温进行反应,生成电石的工艺过程。电石炉型式主要分为两种,即内燃型和全密闭型。
2.典型工艺石灰和碳素材料(焦炭、兰炭、石油焦、冶金焦、白煤等)反应制备电石。
3.反应类型反应类型:吸热反应。
4.工艺危险特点
(1)电石炉工艺操作具有火灾、爆炸、烧伤、中毒、触电等危险性。
(2)电石遇水会发生激烈反应,生成乙炔气体,具有燃爆危险性。
(3)电石的冷却、破碎过程具有人身伤害、烫伤等危险性。
(4)反应产物一氧化碳有毒,与空气混合到12.5??74??会引起燃烧和爆炸。
(5)生产中漏糊造成电极软断时,会使炉气出口温度突然升高,炉内压力突然增大,造成严重的爆炸事故。
5.重点监控单元重点监控单元:电石炉。
6.重点监控工艺参数
(1)炉气温度。
(2)炉气压力。
(3)料仓料位。
(4)电极压放量。
(5)一次电流。
(6)一次电压。
(7)电极电流。
(8)电极电压。
(9)有功功率。
(10)冷却水温度、压力。
(11)液压箱油位、温度。
(12)变压器温度。
(13)净化过滤器入口温度、炉气组分分析等。
7.安全控制的基本要求
(1)设置紧急停炉按钮。
(2)电炉运行平台和电极压放视频监控、输送系统视频监控和启停现场声音报警。
(3)原料称重和输送系统控制。
(4)电石炉炉压调节、控制。
(5)电极升降控制。
(6)电极压放控制。
(7)液压泵站控制。
(8)炉气组分在线检测、报警和联锁。
(9)可燃和有毒气体检测和声光报警装置。
(10)设置紧急停车按钮等。
8.宜采用的控制方式
(1)将炉气压力、净化总阀与放散阀形成联锁关系。
(2)将炉气组分氢、氧含量高与净化系统形成联锁关系。
(3)将料仓超料位、氢含量与停炉形成联锁关系。
(4)安全设施,包括安全阀、重力泄压阀、紧急放空阀、防爆膜等。(十八)偶氮化工艺
1.工艺简介合成通式为R—N=N—R的偶氮化合物的反应称为偶氮化反应,式中,R为脂烃基或芳烃基,两个R基可相同或不同。涉及偶氮化反应的工艺过程为偶氮化工艺。脂肪族偶氮化合物由相应的肼经过氧化或脱氢反应制取。芳香族偶氮化合物一般由重氮化合物的偶联反应制备。
2.典型工艺
(1)脂肪族偶氮化合物合成:水合肼和丙酮氰醇反应,再经液氯氧化制备偶氮二异丁腈;次氯酸钠水溶液氧化氨基庚腈,或者甲基异丁基酮和水合肼缩合后与氰化氢反应,再经氯气氧化制取偶氮二异庚腈;偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)和偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)的生产工艺。
(2)芳香族偶氮化合物合成:由重氮化合物的偶联反应制备的偶氮化合物。
3.反应类型反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1)部分偶氮化合物极不稳定,活性强,受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。
(2)偶氮化生产过程所使用的肼类化合物,高毒,具有腐蚀性,易发生分解爆炸,遇氧化剂能自燃。
(3)反应原料具有燃爆危险性。
5.重点监控单元重点监控单元:偶氮化反应釜、后处理单元。
6.重点监控工艺参数
(1)偶氮化反应釜内温度、压力、液位、pH。
(2)偶氮化反应釜内搅拌速率。
(3)肼流量。
第二章化工运行安全技术
(4)反应物质的配料比。
(5)后处理单元温度等。
7.安全控制的基本要求
(1)反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2)反应物料的比例控制和联锁系统。
(3)紧急冷却系统。
(4)紧急停车系统。
(5)安全泄放系统。
(6)后处理单元配置温度监测、惰性气体保护的联锁装置等。
8.宜采用的控制方式
(1)将偶氮化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、肼流量、偶氮化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系。在偶氮化反应釜处设立紧急停车系统,当偶氮化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时,自动停止加料,并紧急停车。
(2)后处理设备应配置温度检测、搅拌、冷却联锁自动控制调节装置,干燥设备应配置温度测量、加热热源开关、惰性气体保护的联锁装置。
(3)安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀等。
二、精细化工工艺危险性及安全技术措施精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一,是新材料的重要组成部分。产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大,直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。近年来,我国新能源、电子化学品等需求快速增长,带动了精细化工行业的快速发展,据统计,2021年,中国精细化工市场规模超过5.5万亿元,年复合增长率达8预计2027年有望超过11万亿元。2021—2027年年复合增长率约达12.25??中国精细化工产业虽然取得长足发展,但是同样面临来自各方面的挑战。当前精细化工生产多以间歇和半间歇操作为主,工艺复杂多变,自动化控制水平低,现场操作人员多,若对工艺控制要点不掌握或认识不科学,容易因反应失控导致火灾、爆炸、中毒事故的发生,极易造成群死群伤的恶性后果。通过开展精细化工反应安全风险评估,确定反应工艺危险度,以此改进安全设施设计,完善风险控制措施,能提升企业本质安全水平。同时,应根据精细化工的产业特点,辨识精细化工企业输送、反应、分离、包装和储存等全流程的安全风险,特别应当从工艺技术来源方面把好关,也就是从源头开始,综合考虑工艺技术、总图布置、工艺设备、自动化控制、配套工程、运行管理等全方位的安全技术和管理措施,提高自动化控制水平,最大限度减少现场人员数量,实现精细化工企业的本质安全提升,有效防范事故发生。(一)精细化工产品分类与工艺安全风险术语定义
1.精细化工产品分类结合我国精细化工产品品种发展,《精细化工企业工程设计防火标准》(GB 51283)将精细化工产品分为:农药、染料、涂料(油漆)和油墨、颜料、试剂和高纯物、食品添加剂、黏合剂、催化剂、日用化学品和防臭防霉剂(包括香料、化妆品、肥皂和合成洗涤
安全生产专业实务化工安全剂、芳香防臭剂、杀菌防霉剂)、汽车用化学品、纸及纸浆用化学品、脂肪酸、稀土化学品、精细陶瓷、医药、兽药和饲料添加剂、生物制品和酶、其他助剂(包括表面活性剂、橡胶助剂、高分子絮凝剂、石油添加剂、塑料添加剂、金属表面处理剂、增塑剂、稳定剂、混凝土外加剂、油田助剂等)、功能高分子材料、摄影感光材料、有机电子材料21类。
2.工艺安全风险术语定义
1)失控体系失控体系是指在某种条件下,系统的控制被破坏,系统变得无法预测和控制的现象。失控体系通常由多个相互作用的元素组成,这些元素之间存在着复杂的关联和耦合。失控体系的行为是非线性的,即系统的输出不是简单地等于输入的线性组合。此外,失控体系具有自适应性和自组织性,能够根据外界环境和内部状态的变化自主调整和组织。失控体系在某些条件下可能会出现温度升高的现象,甚至达到极端的高温。这是因为失控体系中的元素之间的相互作用可能会导致能量的积累和释放,从而引发温度升高。
2)失控反应最大反应速率到达时间TMR失控反应体系的最坏情形为绝热条件。在绝热条件下,失控反应到达最大反应速率所需要的时间,称为失控反应最大反应速率到达时间,可以通俗地理解为致爆时间。TMR是温度的函数,是一个时间衡量尺度,用于评估失控反应最坏情形发生的可能性,是人为控制最坏情形发生所拥有的时间长短。
3)绝热温升△T在冷却失效等失控条件下,体系不能进行能量交换,放热反应放出的热量,全部用来升高反应体系的温度,是反应失控可能达到的最坏情形。对于失控体系,反应物完全转化时所放出的热量导致物料温度的升高,称为绝热温升。绝热温升与反应的放热量成正比,对于放热反应来说,反应的放热量越大,绝热温升越高,导致的后果越严重。绝热温升是反应安全风险评估的重要参数,是评估体系失控的极限情况,可以评估失控体系可能导致的严重程度。
4)工艺温度T目标工艺温度,也是反应过程中冷却失效时的初始温度。冷却失效时,如果反应体系同时存在物料最大量累积和物料具有最差稳定性的情况,在考虑控制措施和解决方案时,必须充分考虑反应过程中冷却失效时的初始温度,安全地确定工艺温度。
5)技术最高温度MTT技术最高温度可以按照常压体系和密闭体系两种方式考虑。对于常压体系来说,技术最高温度为反应体系溶剂或混合物料的沸点;对于密闭体系而言,技术最高温度为反应容器最大允许压力时所对应的温度。
6)失控体系能达到的最高温度MTSR当放热化学反应处于冷却失效、热交换失控的情况下,由于反应体系存在热量累积,整个体系在一个近似绝热的情况下发生温度升高。在物料累积最大时,体系能够达到的最高温度称为失控体系能达到的最高温度。MTSR与反应物料的累积程度相关,反应物料的累积程度越大,反应发生失控后,体系能达到的最高温度MTSR越高。
第二章化工运行安全技术(二)精细化工工艺危险性的评估方法与流程精细化工生产的主要安全风险来自工艺反应的热风险。根据《国民经济行业分类》(GB/T 4754),生产精细化工产品的企业中反应安全风险较大的有:化学农药、化学制药、有机合成染料、化学品试剂、催化剂以及其他专业化学品制造企业。
1.精细化工反应安全风险评估方法
1)单因素反应安全风险评估依据反应热、失控体系绝热温升、最大反应速率到达时间进行单因素反应安全风险评估。
2)混合叠加因素反应安全风险评估以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性,失控体系绝热温升作为风险导致的严重程度,进行混合叠加因素反应安全风险评估。
3)反应工艺危险度评估依据4个温度参数(即工艺温度、技术最高温度、绝热条件下最大反应速率到达时间为24h对应的温度,以及失控体系能达到的最高温度)进行反应工艺危险度评估。对精细化工反应安全风险进行定性或半定量的评估,针对存在的风险,要建立相应的控制措施。反应安全风险评估具有多目标、多属性的特点,单一的评估方法不能全面反映化学工艺的特征和危险程度,因此,应根据不同的评估对象,进行多样化的评估。
2.反应安全风险评估流程
1)物料热稳定性风险评估对所需评估的物料进行热稳定性测试,获取热稳定性评估所需要的技术数据。主要数据包括物料热分解起始分解温度、分解热、绝热条件下最大反应速率到达时间为24h对应的温度。对比工艺温度和物料稳定性温度,如果工艺温度大于绝热条件下最大反应速率到达时间为24h对应的温度,物料在工艺条件下不稳定,需要优化已有工艺条件,或者采取一定的技术控制措施,保证物料在工艺过程中的安全和稳定。根据物质分解放出的热量大小,对物料潜在的燃爆危险性进行评估,分析分解导致的危险性情况,对物料在使用过程中需要避免受热或超温,引发危险事故的发生提出要求。
2)目标反应安全风险发生可能性和导致的严重程度评估实验测试获取反应过程绝热温升、体系热失控情况下工艺反应可能达到的最高温度,以及失控体系达到最高温度对应的最大反应速率到达时间等数据。考虑工艺过程的热累积度为100利用失控体系绝热温升,按照分级标准,对失控反应可能导致的严重程度进行反应安全风险评估;利用最大反应速率到达时间,对失控反应触发二次分解反应的可能性进行反应安全风险评估。综合失控体系绝热温升和最大反应速率到达时间,对失控反应进行复合叠加因素的矩阵评估,判定失控过程风险可接受程度。如果为可接受风险,说明工艺潜在的热危险性是可以接受的;如果为有条件接受风险,则需要采取一定的技术控制措施,降低反应安全风险等级;如果为不可接受风险,说明常规的技术控制措施不能奏效,已有工艺不具备工程放大条件,需要重新进行工艺研究、工艺优化或工艺设计,保障化工过程的安全。
3)目标反应工艺危险度评估实验测试获取包括目标工艺温度、失控后体系能够达到的最高温度、失控体系最大反
分解放热量是物质分解释放的能量,分解放热量大的物质,绝热温升高,潜在较高的燃爆危险性。实际应用过程中,要通过风险研究和风险评估,界定物料的安全操作温度,避免超过规定温度,引发爆炸事故的发生。应速率到达时间为24h对应的温度、技术最高温度等数据。在反应冷却失效后,4个温度
3.评估标准
1)物质分解热评估对物质进行测试,获得物质的分解放热情况,开展风险评估,评估准则见表2-1。表2-1分解热评估数值大小排序不同,根据分级原则,对失控反应进行反应工艺危险度评估,形成不同的危险度等级;根据危险度等级,有针对性地采取控制措施。应急冷却、减压等安全措施均可以作为系统安全的有效保护措施。对于反应工艺危险度较高的反应,需要对工艺进行优化或者采取有效的控制措施,降低危险度等级。常规控制措施不能奏效时,需要重新进行工艺研究或工艺优化,改变工艺路线或优化反应条件,减少反应失控后物料的累积程度,实现化工过程安全。等级分解热/(J·g-1)说明1分解热<400潜在爆炸危险性2 400≤分解热≤1200分解放热量较大,潜在爆炸危险性较高3 1200<分解热<3000分解放热量大,潜在爆炸危险性高4分解热≥3000分解放热量很大,潜在爆炸危险性很高
2)严重度评估严重度是指失控反应在不受控的情况下能量释放可能造成破坏的程度。由于精细化工行业的大多数反应是放热反应,反应失控的后果与释放的能量有关。反应释放出的热量越大,失控后反应体系温度的升高情况越显著,容易导致反应体系中温度超过某些组分的热分解温度,发生分解反应以及二次分解反应,产生气体或者造成某些物料本身的气化,而导致体系压力的增加。在体系压力增大的情况下,可能致使反应容器的破裂以及爆炸事故的发生,造成企业财产损失、人员伤害。失控反应体系温度的升高情况越显著,造成后果的严重程度越高。反应的绝热温升是一个非常重要的指标,绝热温升不仅仅是影响温度水平的重要因素,同时还是失控反应动力学的重要影响因素。绝热温升与反应热成正比,可以利用绝热温升来评估放热反应失控后的严重度。当绝热温升达到200K及以上时,反应物料的多少对反应速率的影响不是主要因素,温升导致反应速率的升高占据主导地位,一旦反应失控,体系温度会在短时间内发生剧烈的变化,并导致严重的后果。而当绝热温升为50K及以下时,温度随时间的变化曲线比较平缓,体现的是一种体系自加热现象,反应物料的增加或减少对反应速率产生主要影响,在没有溶解气体导致压力增长带来的危险时,这种情况的严重度低。利用严重度评估失控反应的危险性,可以将危险性分为4个等级,评估准则见表2-2。
第二章化工运行安全技术表2-2失控反应严重度评估等级ΔTa/K后果1 ≤50且无压力影响单批次的物料损失2 50<△Tad<200工厂短期破坏3 200≤△Td<400工厂严重损失4 ≥400工厂毁灭性的损失绝热温升为200 K及以上时,将会导致剧烈的反应和严重的后果;绝热温升为50K
3)可能性评估可能性是指由于工艺反应本身导致危险事故发生的可能概率大小。利用时间尺度可以对于工业生产规模的化学反应来说,如果在绝热条件下失控反应最大反应速率到达时利用失控反应最大反应速率到达时间TMR为时间尺度,对反应失控发生的可能性进表2-3失控反应发生可能性评估及以下时,如果没有压力增长带来的危险,将会造成单批次的物料损失,危险等级较低。对事故发生的可能性进行反应安全风险评估,可以设定最危险情况的报警时间,便于在失间大于或等于24h,人为处置失控反应有足够的时间,导致事故发生的概率较低。如果最行评估,评估准则见表2-3。控情况发生时,在一定的时间限度内,及时采取相应的补救措施,降低风险或者强制疏大反应速率到达时间小于或等于8h,人为处置失控反应的时间不足,导致事故发生的概散,最大限度地避免爆炸等恶性事故发生,保证化工生产安全。率升高。采用上述的时间尺度进行评估,还取决于其他许多因素,如化工生产自动化程度的高低、操作人员的操作水平和培训情况、生产保障系统的故障频率等,工艺安全管理也非常重要。等级TMR/h后果1 TMR≥24很少发生2 8<TMR<24偶尔发生3 1<TMR≤8很可能发生4 TMR≤1频繁发生
4)矩阵评估风险矩阵是以失控反应发生后果严重度和相应的发生概率进行组合,得到不同的风险类型,从而对失控反应的反应安全风险进行评估,并按照可接受风险、有条件接受风险和不可接受风险,分别用不同的区域表示,具有良好的辨识性。以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性,失控体系绝热温升作为风险导致的严重程度,通过组合不同的严重度和可能性等级,对化工反应失控风险进行评估。风险评估矩阵如图2-1所示。
4 TMRa≤1h 4 Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅲ3 1h<TMRad≤8h 3 I Ⅱ Ⅲ Ⅲ2 8h<TMRaa<24h 2 I Ⅱ Ⅱ Ⅲ1 TMRnd≥24h 1 I I I Ⅱ1 2 3 4I级风险为可接受风险;严重度Ⅱ级风险为有条件接受风险;Ⅲ级风险为不可接受风险△Tad≤50 50<△Tad<200 200≤△Tad<400 △Tad≥4001 2 3 4可能性图2-1风险评估矩阵失控反应安全风险的危险程度由风险发生的可能性和风险带来后果的严重度两个方面决定,风险分级原则如下:I级风险为可接受风险:可以采取常规的控制措施,并适当提高安全管理和装备水平。Ⅱ级风险为有条件接受风险:在控制措施落实的条件下,可以通过工艺优化、工程、管理上的控制措施,降低风险等级。Ⅲ级风险为不可接受风险:应当通过工艺优化、技术路线的改变,工程、管理上的控制措施,降低风险等级,或者采取必要的隔离方式,全面实现自动控制。
5)反应安全风险评估精细化工生产中反应失控是发生事故的重要原因,开展精细化工反应安全风险评估、确定风险等级并采取有效管控措施,对于保障企业安全生产意义重大。反应安全风险评估是对反应失控及物料分解带来的风险进行评估,包括失控反应严重度评估、失控反应可能性评估、失控反应风险可接受程度评估、反应工艺危险度评估和物料分解热评估等。精细化工企业的生产装置,若涉及高危工艺应按照相关标准的要求,完成有关产品生产工艺全流程的反应安全风险评估。全流程涵盖从原料投入生产开始,到最终产品产出为止,包括原料预处理、分布化学反应、产品分离及精制等。精细化工企业进行建设项目时,若项目涉及的生产工艺存在下列情形,应当开展反应安全风险评估,完成热力学和动力学测试与分析:
(1)国内首次使用并投人工业化生产的新工艺、新配方,或者从国外首次引入且未进行过反应安全风险评估的。
(2)涉及重点监管的危险化工工艺或金属有机物合成反应(包括格式反应)的。
(3)因反应工艺原因发生过生产安全事故的。
6)反应工艺危险度评估
第二章化工运行安全技术针对不同的反应工艺危险度等级,需要建立不同的风险控制措施。对于危险度等级在3级及以上的工艺,需要进一步获取失控反应温度、失控反应体系温度与压力的关系、失控过程最高温度、最大压力、最大温度升高速率、最大压力升高速率及绝热温升等参数,确定相应的风险控制措施。反应工艺危险度评估是精细化工反应安全风险评估的重要评估内容。反应工艺危险度温度作为评价基准是工艺危险度评估的重要原则。考虑4个重要的温度参数,分别是表2-4反应工艺危险度等级评估指的是工艺反应本身的危险程度,危险度越大的反应,反应失控后造成事故的严重程度就工艺操作温度Tp、技术最高温度MTT、失控反应最大反应速率到达时间TMR为24h对越大。应的温度Tn?4,以及失控体系能达到的最高温度MTSR,评估准则见表2-4。等级温度后果1 Tp<MTSR<MTT<Tn?4反应危险性较低2 T,<MTSR<To2?<MTT潜在分解风险3 T,≤MTT<MTSR<To?4存在冲料和分解风险4 Tp≤MTT<TD2?<MTSR冲料和分解风险较高,潜在爆炸风险5 T,<TD2?<MTSR<MTT爆炸风险较高(三)建议采用的安全技术措施
1.根据反应工艺危险度确定安全技术措施对于反应工艺危险度为1级的工艺过程,应配置常规的自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节(DCS或PLC)。对于反应工艺危险度为2级的工艺过程,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节(DCS或PLC)的基础上,要设置偏离正常值的报警和联锁控制,在非正常条件下有可能超压的反应系统,应设置爆破片和安全阀等泄放设施。根据评估建议,设置相应的安全仪表系统。对于反应工艺危险度为3级的工艺过程,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节,设置偏离正常值的报警和联锁控制,以及设置爆破片和安全阀等泄放设施的基础上,还要设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却降温等控制设施。根据评估建议,设置相应的安全仪表系统。对于反应工艺危险度为4级和5级的工艺过程,尤其是风险高但必须实施产业化的项目,要努力优先开展工艺优化或改变工艺方法降低风险,如通过微反应、连续流完成反应;要配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节;要设置偏离正常值的报警和联锁控制,设置爆破片和安全阀等泄放设施,设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却等控制设施;还需要进行保护层分析,配置独立的安全仪表系统。对于反应
安全生产专业实务化工安全工艺危险度达到5级并必须实施产业化的项目,在设计时,应设置在防爆墙隔离的独立空间中,并设置完善的超压泄爆设施,实现全面自控,除装置安全技术规程和岗位操作规程中对于进人隔离区有明确规定的,反应过程中操作人员不应进入所限制的空间内。
2.针对精细化工建设项目的工艺技术来源的做法
(1)建设项目应有明确的工艺技术来源。企业应选用先进、安全、成熟的工艺技术和装备,从源头管控安全风险,不应使用淘汰落后的工艺技术和设备。
(2)建设项目采用自主开发的工艺技术或转让的新开发工艺技术时,应经过小试、中试、工业化试验。当工业生产装置的规模与中试装置相当时,工业化试验可与中试合并开展。
(3)当建设项目涉及国外引进或国内转让的生产工艺技术时,应当符合下列要求:
①应根据国内外同类项目技术先进性、安全业绩等情况,针对物料的危险特性及加工和储存量、工艺过程和自动化控制水平等进行对比分析和选择。
②应要求工艺转让方提供工艺技术的设计基础、工艺设备清单、工艺控制方式及控制参数等文件以及过程危险性分析报告等工艺技术资料。
③不应只引进生产设备而不引进与其配套的安全控制技术。
(4)建设项目采用国内首次使用的化工工艺技术时,应开展安全可靠性论证。第二节工艺安全风险分析技术
一、基本概念根据美国军标《系统及相关子系统和设备的系统安全方案》(MIL-STD-882D)的规定,危险(hazard)是导致人员伤亡或疾病,或导致全系统、设备、社会财富损失、损坏或环境破坏的任何真实或潜在的条件。事故(mishap,accident)是导致人员伤亡或职业病、设备、社会财富损失、损坏或环境破坏的不希望发生的单个或一系列事件。危险不等于事故,是导致事故的潜在条件;事故是已经真实发生了的损失、损坏或伤亡等。危险是事故的前兆,只有在一些触发事件刺激下,危险才可能演变为事故。危险和事故关系如图2-2所示。状态转换A危险事故触发6潜在的条件事件真实的结果图2-2危险和事故关系
第二章化工运行安全技术危险包含以下3个方面的属性:危险含有危险因素(hazardous elements,HE)、触发机理(initiating mechanism,IM)和威胁目标(target and threat, T/T)属性。危险因素属性是促使危险产生的根源,如导致爆炸的危险的能量;触发机理属性是指触发事件导致危险发生,从而将危险转变为事故;威胁目标属性是指人或设备面对伤害、损坏的脆弱性,它反映了事故的严重度。危险的三要素可通过危险三角形表示,如图2-3所示,图2-4所示是危险属性的实例,表2-5给出几个危险属性的例子。可以看出,当危险的三个属性同时具备时,事故则会发生。危险因素危险危险三角形威胁目标触发机理图2-3危险三要素图危险危险属性工人可能触电威胁目标结果工人可能因触摸带通过触电触发机理有高压电的、裸露的接线板而触电裸露的接线板触发机理致因带有高压电危险因素图2-4危险属性实例表2-5危险属性实例危险因素触发机理威胁目标弹药没有标识;射频能爆炸、死伤高压储罐储罐破裂爆炸、死伤燃料油料泄漏且遇火源火灾、系统损坏或死伤高压电因暴露而触摸触电、死伤
二、事故风险MIL-STD-882D对事故风险的定义是:风险是用潜在事故的严重度(severity)和发
安全生产专业实务化工安全生概率(probability)来表达事故的影响和可能性。通常人们用R=S×P或R=S·P来表达风险,“×”或“·”是指逻辑相乘,并非真正数学意义上的“相乘”。事故风险的概念表明:风险是由两个因素确定,既要考虑后果,又要考虑其发生概率。安全与风险相对,它表明人们对一定事故风险的接受程度。如MIL-STD-882D对安全的定义是:不会引起死亡、伤害、职业病、设备的损坏或财产的损失,或环境危害的状态。
三、危险辨识(一)危险辨识的定义危险辨识是指对产品或系统,在其生命周期各阶段采用适当的方法,识别其可能导致人员伤亡或职业病,或设备损坏、社会财富损失或工作环境破坏的潜在条件。“危险辨识”又称为“危险和有害因素辨识”“危险和危害因素辨识”,它们是基于强调危险是导致人员伤亡的条件,而危害或有害因素是强调导致人员职业病的条件。(二)危险类型划分
(1)按《常用危险检查表》进行分类。
(2)按《生产安全事故分类与编码》(GB 6441)进行分类。
(3)按《生产过程危险和有害因素分类与代码》(GB/T 13861)进行分类。
(4)按《职业危害因素分类目录》进行分类。(三)危险辨识方法
1.对照经验法该方法是对照有关标准、法规、检查表或依靠分析人员的观察分析能力,借助于经验和判断能力直观地辨识危险的方法。其优点是简便、易行,缺点是受辨识人员知识、经验和占有资料的限制,可能出现遗漏。该方法的另一种方式是类比,利用相同或相似系统或作业条件的经验和职业健康的统计资料来类推、分析以辨识危险。
2.系统安全分析法该方法包括:预先危险性分析(preliminary hazard analysis,PHA)、故障模式及影响分析(failure mode and effect analysis,FMEA)、危险与可操作性研究(hazard and operabil-ity study,HAZOP)、事故树(fault tree analysis,FTA)、事件树(event tree analysis,ETA)、原因后果分析法(cause - consequence analysis,CCA)、安全检查表法(safetychecklist,SCL)、故障假设分析(what-if analysis,WIA)。
3.工艺危害分析方法实施工艺危害分析需要根据项目的不同阶段、研究对象的性质、危险性的大小、复杂程度和所能获得的资料数据情况等,选择合适的工艺危害分析方法。根据《化工过程安全管理导则》(AQ/T 3034)的规定,常用的工艺危害分析方法主要有:预先危险
HAZOP=危险与可操作性研究,化工工艺危害分析最常用方法:用引导词(如「无、多、少、反向」)逐节点分析偏差及后果。易错:HAZOP 是定性为主的方法,由多专业团队进行;不是定量计算。
性分析(PHA)、危险与可操作性研究(HAZOP)、故障假设分析(WIA)、故障模式及影响分析(FMEA)、事故树(FTA)、安全检查表法(SCL)、故障假设与安全检查表分析(What-if/Checklist)。考虑到危险和可操作性研究方法已在本教材“化工建设项目安全技术”章节中进行了介绍,这里主要介绍预先危险性分析、故障假设分析两种
第二章化工运行安全技术方法。
1)预先危险性分析通过预先危险分析PHA,力求达到下述4个目的:一是大体识别与系统有关的主要
(1)预先危险性列表。预先危险性列表通常采用头脑风暴(braining storming)的方法得出或按照系统的功预先危险分析的结果一般采用表格的形式列出,表格的形式和内容可以根据实际情况表2-6 PHA工作表格危险;二是鉴别产生危险的原因;三是预测事故出现对人体及系统产生的影响;四是判定能结构逐一识别系统的风险并列表。分析人员应该是系统涉及的各专业工程师或专家,通确定。表2-6、表2-7、表2-8为预先危险分析的几种基本表格格式。已识别的危险性等级,并提出消除或控制危险性的措施。过已有的设计知识和相关的危险方面的知识,收集获取系统或相关系统曾经有过的经验教训,通过分析、比较、讨论等方式最终提供该系统存在的危险,可能导致的事故以及进一步设计中的关键因素等。例如,电饭锅和压力锅是常见的两种炊具,有没有可能把这两种炊具的功能结合到一起呢?如果生产一种新型电压力锅,都会存在哪些风险、可能造成哪些事故呢?这就需要采用预先危险性分析列表的方法进行分析,可以得出电压力锅可能出现的危险——触电、爆炸、烫伤、火灾。单元:编制人员:日期:危险原因后果危险等级改进措施/预防方法表2-7 PHA工作的典型格式表地区(单元):会议日期:图号:小组成员:危险/意外事故阶段原因危险等级对策危害发生的阶段,如事故名称生产、试验、运输、产生危害的原因对人员及设备的消除、减少或控制维修、运行等危害危害的措施
安全生产专业实务化工安全表2-8预先危险分析表通用格式系统:1子系统:2状态:3预先危险分析表(PHA)制表者:编号:日期:制表单位:潜在危险触发事件发生事故的触发事件事故危险防范事故因素(1)条件(2)后果等级措施备注4 5 6 7 8 9 10 11 12注:1.所分析子系统归属的车间或工段的名称。
2.所分析子系统的名称。
3.子系统处于何种状态或运行方式。
4.子系统可能发生的潜在危害。
5.产生潜在危害的原因。
6.导致产生危险因素(5)的那些不希望事件或错误。
7.使危险因素(5)发展成为潜在危害的那些不希望发生的错误或事件。
8.导致产生“发生事故的条件(7)”的那些不希望发生的事件及错误。
9.事故后果。
10.危害等级。
11.为消除或控制危害可能采取的措施,其中包括对装置、人员、操作程序等几方面的考虑。
12.有关必要的说明。
(2)概念。预先危险性分析是在设计、施工、生产等活动之前,预先对系统可能存在的危险的类别、事故出现的条件以及导致的后果进行概略地分析,从而避免采用不安全的技术路线、使用危险性物质、工艺和设备,防止由于考虑不周而造成的损失。其目的在于辨识和罗列出系统一直存在的和有可能存在的各种危险,并能进一步了解确保系统安全的关键点以及相应危险可能造成的事故,所有系统在其生命周期初始阶段都可采用该方法。
(3)人员。分析人员应该是系统所涉及的各专业的工程师或专家,采用头脑风暴法按照系统的功能结构逐一辨识系统的危险所在。分析小组通过已有的设计知识和相关的危险方面的知识,收集获取系统或相关系统曾经出现过的经验教训,通过分析、比较、讨论等方式最终提供该系统存在的危险、可能导致的事故以及进一步设计中的关键因素。
(4)分析流程。预先危险性分析是在预先危险性列表的基础上分析系统中存在的危险、危险产生原因、可能导致的后果,然后确定其风险等级,从而在技术资料信息不够充分的情况下确定在设计中应采取什么措施消除或控制这些风险。第一步:熟悉系统,确定系统将要保护的对象,通常为人、机、环三个方面。第二步:建立PHA计划,确定风险可接受水平。定义要分析系统的边界条件,了解其功能以及该分析处在生命周期哪个阶段,明确该分析是基于什么样的前提下进行,是基于建造还是基于设计,或是基于确定控制措施。系统确定得越清晰,危险分析才能越彻底全面。第三步:确定PHA小组成员,由所涉及的各专业专家、工程师以及操作人员组成。
第二章化工运行安全技术第四步:收集资料,尽管在进行PHA分析时,可获取的直接资料较少,但应了解相似系统或相关系统的情况,资料收集越充分,危险辨识才能越准确。第五步:辨识系统中存在的危险,分析每一个危险将要危及的对象。注意危险并不等于后果,危险描述用危险三要素来表达:
①凭借分析人员的直觉。
②检查和调查相似的设备或系统、拜访相关人员。
③查阅相关标准、法规或准则。
④查阅有关检查表。
⑤查阅有关历史文档,如事故文件、未遂事件报告、伤害记录、制造商的可靠性分析记录等。
⑥考虑“外部环境”的影响,如气象条件、所处的地理环境、员工性格等。
⑦考虑接触的各种能量,因为能量是事故致因的一个关键。第六步:评估每一个危险对每一个目标影响的严重程度以及发生概率,评估时:
①每一个危险的严重程度随所影响的目标不同而不同。
②每一个危险发生概率应与第二步定义的概率相一致,其可能随暴露时间、目标、人员或所处生命周期的阶段不同而不同。
③发生概率的确定在一定程度上有主观性,因而需要各专业的专家或工程师协商决定。第七步:根据风险评估结果决定风险可否接受,如果风险不可接受,是否提出风险控制措施,风险控制措施的优先顺序也应确定。第八步:提出风险控制措施后,要对系统重新进行评估已确定采用控制措施过程是否出现新的危险,如新风险不可接受,则需重新制定控制措施,重新评估。第九步:汇总分析结果并形成文件,通常以工作表形式体现,在此基础上形成PHA报告。
(5)应用举例:氯乙烯单体(VCM)可行性研究阶段——预先危险性分析实例。
①背景:某公司要建设VCM项目,计划在氯装置附近建设VCM装置,选址主要考虑以下原因:a)最近的居住区人口数量最小。b)距离上游装置原料的管输距离最小。c)运输方便。图2-5所示是VCM装置的平面布置图,图中的VCM装置布置在氯装置的东侧。根据这些资料,该公司决定进行预先危险性分析,希望知道VCM工艺过程是否存在安全风险。
②已有资料:因项目处于可研阶段,公司为预先危险性分析工作小组提供了以下资料:a)初步拟定的原料、中间产品、最终产品清单(表2-9)。b)初步拟定的主要设备设施清单(表2-10)。c)VCM项目的可行性研究报告。
安全生产专业实务化工安全居住区氯储槽区公路图2-5 VCM装置平面布置图d)以前收集到的关于二氯乙烯(EDC)和VCM的文献资料。e)与氯装置有关的系统的初步清单。表2-9 VCM装置的部分物料清单人口:农田-1.5 km 3 km 20500高速公路.铁路乙烯进料氯系统其他工业区装置VCM装置拟定新设备办公楼VCM (EDC)主导风向VCM EDC (HCI)N界区河流序号内容序号内容序号内容1乙烯(液) 4氯乙烯单体7轻烃2氯5氯化氢8重烃3二氯乙烯6乙烯(气) 9天然气表2-10 VCM装置的主要设备设施设备数量化学物质容积直接氯化反应器1氯、乙烯大(液体)压缩机1乙烯中(气体)球罐4 EDC、VCM大(液体)储槽1盐酸大(液体)精馏塔4 EDC、VCM、HCI、轻烃、重烃大(液体/气体)缓冲罐尚未确定EDC、VCM、HCl中(液体)裂解炉1 EDC、VCM中(液体)焚烧炉1混合物中(液体)
第二章化工运行安全技术分析小组还需要氯装置的资料,特别是应急预案、安全设备、紧急停车联锁等资料,
③工艺危害分析方法的选择:因工艺过程还未完全确定,分析小组很快决定不能采用HAZOP分析方法,不能采用安全
④分析准备:分析组组长召集小组成员讨论了PHA分析的内容,确定了需要讨论的问题(表2-表2-11 VCM可研阶段PHA分析问题该公司按照要求提供了以上资料。检查表分析方法(因为没有好的检查表可供使用),只能采用预先危险性分析(PHA)方法。
11)以及必要的文件资料:序号内容序号内容1 VCM装置距离最近的居民区、最近的工厂有4河流发洪水会对装置造成威胁吗?多远? 5该位置的风玫瑰图是什么样?2为何装置在东面?在西面、北面或南面呢? 6装置内和装置外有何防火措施?3如果大量的氯释放采取何种应急措施?a)PHA分析日期、时间(预计需要1天)、地点。b)PHA分析目的的说明。c)以前的危险性分析报告、研究开发报告、初步工程分析复印件。
⑤分析说明:PHA分析包含下列任务:a)现场查看氯装置和拟定的VCM装置的位置。b)VCM装置的PHA分析会议。c)PHA分析结果。一般来说,PHA分析不包含现场查看,但是分析小组成员不了解装置现场的,可以简短地看一下现场,记录下来氯装置的设备和人员的位置、待建VCM装置,还查看了现场应急设施(如报警、火灾监视器、消防栓)以及这些设备的位置。现场查看结束后,PHA分析组集中在会议室开始分析。组长对PHA分析方法做了简要说明、传阅PHA分析表、解释危险分析内容、提请分析组考虑因为危险情况导致相邻设备和系统的损坏(例如,起重机倾倒砸断管道,化学物质放出并导致化学物质的储槽爆炸);为保证PHA正常进行,分析组长决定由他提出问题,然后从头至尾对工艺过程进行分析,找出原因、后果、改进措施;最后,组长对VCM的生产过程做了简单说明,然后开始分析。以下是PHA分析过程组长与组员之间交流的部分内容:组长:首先从有毒物质的危险开始。从乙烯进料开始,有哪些可能的原因?组员甲:乙烯本身是无毒的,它是窒息剂且有易燃危险。组长:是的,首先考虑其他有毒物质,然后再考虑这些危险。连接VCM装置的氯气
管道如何?组员乙:据我所知,氯是以液态送入VCM装置的(研究部门已经确认用液氯的氯化产率高)。法兰和垫片泄漏将释放出氯气,但其泄漏量可能很小。至于管道破裂,如起重机倾倒砸断管道事故,将泄漏出大量的氯气。管道内热膨胀也可能导致从垫片和阀门处泄漏,或者引起管道破裂。组员甲:也许我们该考虑把管道埋入地下,这样可以解决因为起重机倾倒可能导致的事故。组长:请稍等一下,在建议进行修改前,让我们来分析一下这种情况的后果如何,已有哪些保护措施。组员乙:……好的。后果是部分操作人员或办公楼的人员将处在高浓度氯气环境中,这取决于风向。然而,我们已有的安全防护措施包括:①附近有防毒面具;②有安全避难室;③所有管道的焊缝经X射线检测没有缺陷;④管道上装有膨胀节;⑤该区域装有氯气检测和报警装置;⑥装置的员工已受过氯气泄漏的应急培训。还需要什么呢?组长:那么暴露在氯气中的人员呢?组员乙:最近的居民距离装置有3.5 km远。公司现有的预案中已考虑到了这个问题。组长:你认为氯气输送管道还需要采取哪些特殊保护措施呢?组员乙:如果VCM装置长期停车,则应保证管道中无残留氯气。组员甲:如果管道断裂,如何进行隔离?组员乙:我们需要止回阀,或者是管道破裂联锁装置。顺便说一句,VCM装置的人员还必须学习氯气泄漏的应急预案,并且有保护设备。如果VCM系统紧急停车,我们还需要保证氯系统能应付由此带来的冲击。组员甲:将氯气输送管道埋入地下如何?组员乙:不,那样不好,少量的氯气泄漏很快变成大的泄漏;因为我们看不到管道,所以无法尽早发现管道泄漏。组长:在PHA表中我已注明了这些情况。管道泄漏和管道破裂如何分级?组员乙:少量的氯气泄漏是存在的,但是不会有什么麻烦,我把它定为4级;而管道破裂很严重,我把它定为1级。组员甲:有道理。组长:好的,如没有其他问题我们继续往下进行分析。(暂停)下一个主要设备是直接氯化反应器。组员乙:让我说明一下,液态氯和乙烯在该反应器中混合并生成二氯乙烯,反应是放热的。组长:是的。组员乙:会爆炸吗?组长:我不知道。我相信设计人员将针对最坏的情况设计压力释放系统。我们假设应该如此,不过我们将提请设计人员注意。组员乙:反应器中有多少氯?温度是多少?组长:现在还无法回答这个问题,我想可能超过10t,但我不知道温度是多少。
第二章化工运行安全技术组员乙:如果反应器发生爆炸,装置区域将被高浓度氯气包围。15年前该公司把储槽移位到公路的东面就是担心发生大量氯气释放,按危险等级为1级。我想环境部门已对此采取了措施。组长:有哪些安全措施?组员甲:我们还不知道反应器的型号,我相信我们会考虑适合的联锁装置避免失控反应。但是一旦不能阻止失控反应,将有大量的氯气和乙烯释放出来,氯气检测器如何?组员乙:检测器安装在装置内某个确定位置。但是风向是向居民区,检测器则检测不到氯气,如果反应器上的爆破片或安全阀打开,我们会听到的。组长:那么,你是不是认为应该把VCM装置移到道路的西边?组员甲:我认为我们应该建立大量氯气释放的模型并预估其后果,如果后果很严重,我同意将装置移到西边。组员乙:我认为我们还是应该考虑把装置移到西边。因为已经有液氯管道,因此管道破裂的风险不会增加;另外还增加了居住区保护间距。但是,装置附近的工厂需要加强防范氯气泄漏的措施。组长:如果这样的话我们将购买更多的土地。我将记下你们这两种观点,交给项目部门决定。下一个问题是EDC储罐,它们会释放出有毒气体吗?……这种讨论一直进行下去,分析组将对所有主要设备的有毒气体释放原因加以分析。然后组长再引导分析组从头开始分析易燃物质释放的原因。分析组从头至尾对装置进行多次分析,每一次分析一种危险(如失控反应、有毒气体释放、低温作用)以及处理这些危险的建议措施(有些分析组的分析方式可能是对某个设备或工段存在的所有危险进行分析后,再进行下一个设备或工段的分析,直至所有的设备或工段都进行了分析,PHA分析结束)。PHA分析结束时,组长宣布由自己整理PHA分析表并发给大家进行审查,请大家在2周内完成,然后根据所提建议和意见,编写形成最终的分析报告提交VCM项目部门。
⑥分析结果:表2-12是PHA分析报告举例。表中包括所考虑的危险、产生这些危险的原因、提请该公司考虑改正或采取预防措施的建议。除了这张PHA表外,分析组长对此次PHA分析进行了简要总结、列出参加分析人员、对哪些内容进行了分析、有哪些主要发现。PHA分析结果对VCM装置的设计人员非常有用,在项目的可研阶段就能对不当之处进行修改。
⑦结果讨论:PHA分析组对拟建的VCM装置的危险进行了分析并提出了相应的建议措施,一些主要建议措施如下:a)考虑将装置移到装置道路的西面(取决于氯气扩散分析结果)。b)让EDC、VCM、HCI储槽远离河流(分析组考虑到洪水的袭击及释放物有可能污染河流)。
安全生产专业实务化工安全注:①按照轻微、一般、重大、严重4个级别划分。c)让EDC、VCM、HCl在装置内的储存量最小,这需要对一些设备进行设计修改,使装置布局在保证安全操作的基础上更加紧凑。d)修改装置的应急预案并确定易燃物质的释放(装置内的运输工具可能点燃这些易燃物质)。表2-12 VCM装置可研阶段PHA工作表区域:VCM装置——可研阶段图纸:图2-5会议时间:××××年××月××日分析人员:组长、组员甲、组员乙危险原因主要后果危险等级①改正措施/预防办法氯管道法兰/垫片泄漏装置内少量氯气释放IV无不要将氯气管道埋入地下安装阀门或联锁装置以便管道破裂时能有效隔离氯管道破裂大量氯气释放,对装置内和装置外有很大影响I若VCM装置停车时间较长应确保管道中无氯对VCM装置的员工进行氯气泄漏应急培训给VCM装置员工配备氯气防护设施考虑将VCM装置移至厂区公路的西面有毒直接氯化反应大量氯/EDC/乙烯释放,建立氯气释放模型,评估因放热反应引物质器释放与反应器的大小/操作条件有I起氯气/EDC/乙烯释放对装置外的影响关,对装置外有影响确认反应器压力释放系统能否处理释放释放出来的氯/EDC/乙烯直接氯化反应大量氯/EDC/乙烯释放,器破裂与反应器的大小/操作条件有I让进入反应器的氯/EDC/乙烯的量最小关,对装置外有影响直接氯化反应大量氯/EDC/乙烯释放器安全阀起跳出来Ⅱ确认反应器的安全阀释放系统的焚烧炉和洗涤器能有效处理这种释放EDC储罐破裂大量EDC释放,对装置外有影响,可能污染河流I考虑将EDC储罐破裂导致的泄漏物收集到特定的设施并远离河流布置洪水破坏EDC大量EDC释放,对装置外考虑将EDC储罐远离河流布置储罐有影响,可能污染河流I确认EDC(和其他储槽)的基础支撑足够抗击洪水冲击e)确认装置的消防系统有足够的供水能力,并有防爆保护。根据PHA分析结果可得出以下结论:
①未发现其他危险(有毒物质、易燃物质等),然而,如果改变拟建的VCM装置位置可能有新的危险,这是因为拟建装置和已有装置之间存在相互影响。
②许多危险性的原因或后果与设备位置有关,因此,所做出的建议需要重新考虑设
第二章化工运行安全技术备的位置。
③ PHA分析组的经验是成功的关键,特别是组员想到了大量氯气储存在厂区公路西侧避免了一些不必要的厂址选址工作。因为VCM项目处在可研阶段,所以PHA分析所用时间较少。总之,PHA分析组找出了VCM装置设计人员在设备总平面布置设计时应考虑的危险情况。找出这些危险是为了装置更加安全,而且能够避免在将来进行大的修改,从而节约费用。
2)故障假设分析
(1)概念。故障假设分析方法是对工艺过程或操作的创造性分析方法,这种分析方法可辨识检查设计、安装、技改或操作过程中可能产生的危险,参与故障假设分析的人员在分析会上围绕分析人员确定的安全分析项目对工艺过程或操作进行分析,鼓励每个分析人员对假定的故障问题发表不同的看法,分析的结果通常以工作表的形式体现。故障假设分析与检查表相似,旨在对生产系统进行检查,但该方法在进行危险辨识时常采用一种固定的模式进行提问,假设某处出现故障后的情况,即“如果某某出现了问题会出现什么情况”。分析小组在提出这样的问题后,再通过回答、分析这些问题可能导致的后果、已采用的安全措施以及还应补充的措施等对整个生产系统进行全面、系统的分析。
(2)分析过程。
①首先要熟悉系统,确定要分析的范围,然后提出要分析的问题。
②分析的过程仍旧采用头脑风暴的方法,分析中应确定假设出现某故障时可能导致的最坏的后果,列出所有的后果。
③检查和分析系统在设计初始阶段针对该故障已经采取的安全措施,判断其是否能够真正阻止危险或将风险降低到可接受的水平。
④若上一步不足以保证生产安全,则需要进一步的控制措施。故障假设分析结果以工作表表达,工作表形式不拘一格,可采用表2-13的形式。表2-13故障假设分析工作表示例问题如果……将发生什么情况后果已有安全措施建议
(3)故障假设分析实例。以磷酸二铵(DAP)反应系统为例,针对生产过程以下问题进行分析:
①进料不是磷酸而是其他物质。
②磷酸浓度过低。
③磷酸中含有其他杂质。
④阀门B关闭或堵塞。
⑤进人反应器中的氨比例过高。如图2-6所示,磷酸溶液与氨水溶液加入带夹套的反应器中反应生成DAP, DAP是无任何危险的产品。如果进人反应器的磷酸溶液流量太大,则得不到合格产品,但反应是安全的;如磷酸溶液和氨水溶液的流量同时增加,此时反应放出的热量将增加,反应过程变得不可控制;如氨水溶液进料流量太大,未反应的氨水与DAP一起进入DAP储槽,DAP储槽将放出氨气充满工作区。此例的分析结果见表2-14。原料站来原料站来O氨水储槽磷酸储槽OA个BDAP反应器封闭工作区域CDDAP储槽图2-6 DAP工艺流程图表2-14故障假设分析工作表问题如果……将发生什么情况后果已有安全措施建议供应部门核实供应商是可靠其他物质与磷酸或的,且能够提供质量合格的各种进料不是磷酸而是其他氨反应可能产生危供应商可靠;物料;物质险,或产品不符合质装置物料的管理规程物料管理部门督促落实物料管量要求理规程;操作人员应认真巡检,及时发现存在的问题设置了DAP反应器进口仪表部门按照规程要求定期检未反应的氨带到磷酸浓度在线监测仪和低测各种检测仪表的准确性;磷酸浓度过低DAP储槽并释放到工浓度报警器;在DAP反应器物料进口按照作区域设置了DAP反应器物料规程要求,定期手动分析磷酸出口在线氨气浓度检测仪浓度;和高浓度报警器操作人员应认真巡检,及时发现磷酸浓度过低的问题
第二章化工运行安全技术表2-14(续)问题如果……将发生什么情况后果已有安全措施建议磷酸中的杂质与氨设置了磷酸溶液中杂质在DAP反应器物料进口按照磷酸中含有其他杂质反应可能带来危险,含量在线监测仪;规程要求,定期手动分析磷酸溶或产品质量不合格装置物料的管理规程液中杂质含量按照阀门定时维修制度未反应的氨带到要求,进行维修;设备管理部门督促落实阀门定阀门B关闭或堵塞DAP储槽并释放到工在DAP反应器磷酸管道期维修制度;作区域人口上设置流量计并设置操作人员应认真巡检,及时发低低流量报警现阀门B关闭的问题进人反应器中的氨比例未反应的氨带到在DAP反应器氨水管道在DAP反应器物料进口按照过高DAP储槽并释放到工人口设置流量计并设置氨规程要求,定期手动分析氨和磷作区比例高报警并高高比例酸比例;联锁操作人员应认真巡检,及时发现反应器氨比例不正常的问题
化工装置开停工阶段风险比正常生产更集中:温度压力频繁变化、物料转换、置换不彻底、人员操作多。要求:制定开停工方案、按步骤确认、首次开车要严格审查、停工后设备清洗置换合格才能检修。
第三节化工装置开停工安全技术化工装置在开停工阶段存在的安全风险因素比正常生产阶段更集中、更危险、更复杂,也是事故多发的过程,其危险性表现在:一是装置的开停工技术要求高、程序复杂、操作难度大,是一个需要多专业、多岗位紧密配合的系统工程。在开停工过程中,装置工况处于不稳定、操作条件时刻变化、不断进行操作调整的状态,全厂性的动力供应等也处于不稳定状态。二是检修后装置的开工,所有设备、仪表等,随着开工进度陆续投用,逐一经受考验,随时可能出现故障、泄漏等问题。三是新建装置的开工,装置的流程、设备没有经过正式生产的检验,人员对新装置的认识、操作熟练程度、处理问题的经验等达不到老装置人员的水平。因此,开停工过程的风险因素是随时变化的,也是不确定的。相比而言,新建装置的开工比老装置停工检修后的再开工风险更大。鉴于装置开停工过程的危险性,企业对装置开停工过程应予以高度重视。开工管理是指生产装置或设施安装、变更或检修施工状态结束,开始转入开工过程,直到正常运行、产品合格的管理过程;停工管理是指生产装置或设施从运行状态转入停工操作,包括退料、吹扫等,直到交付检修的过程。下文将以石油化工企业为例,详细介绍生产装置开停工安全技术要点。
一、制定开停工方案开停工方案是操作规程的重要内容之一,但由于开停工过程中涉及的操作调整多,所以内容也比较多,一般开停工方案要独立成册或独立成章节。(一)总则
安全生产专业实务化工安全总则主要包括开停工的目标、时间进度和总体要求等。其中,HSE目标必须是具体的,如不发生超温超压、着火爆炸、泄漏中毒、放火炬等。目标一旦确定,必须努力达到。编制开停工进度表,并要对每天、每小时的开停工进度做出计划,使全体参加开停工的人员做到心中有数,使相关单位做好配合。(二)设置组织机构,明确职责分工新建(含改建、扩建)装置、大修装置或多套装置的开停工,由企业主管生产、技术的领导担任总指挥;其他类型的装置开停工,一般由车间主任或副主任担任总指挥,其他主任分工负责把关,技术人员按照专业或生产单元分工。(三)风险识别和对策措施开工过程包括吹扫试压、联运、引料等步骤,停工过程包括退料、吹扫等步骤,在开停工方案编写前,基层单位要组织有关人员,认真识别分析各项操作步骤存在的风险,并制定有针对性的防范措施,明确措施的具体落实人,最大限度地控制风险,削减污染物的排放。
(1)开停工过程中可能产生的安全风险包括可能引起的超温、超压,停工时的硫化亚铁自燃和开工时的冲塔、满(冒)罐等。
(2)开停工过程中可能产生的环保风险包括废气(恶臭气体)、废水、废渣的产生情况(设备),以及这些污染物的品质、排放量、排放温度、排放时间和排放去向等。
(3)明确物料及公用工程系统的隔离措施和状态,对于联合装置不同步开停工或未退料设备,要有防止物料互串的隔离和防范措施。隔离措施要符合有关规定,如《盲板管理规定》等。
(4)明确停工时放射源、特殊催化剂、特殊物料等的防护措施和开工时联锁等自保系统的状态。
(5)制定吹扫过程中防止吹出物伤人和烫伤的措施,开工试压过程中防止超压的措施,试验压力的检测不能少于两块压力表。如果进行爆破吹扫、打靶吹扫,要制定专项安全措施。
(6)明确下水井系统的处理措施以及设备底部排放(水)的处理措施。
(7)预防水体污染系统要检查、清理、畅通。
(8)开工时,要明确火炬排放系统、报警仪、安全阀、压力表、防爆门、消防气防设施、风向标等安全附件的检查、投用时间。
(9)各项措施的落实、确认要明确程序、时间和责任人,同时要注明需要各部门、单位配合的事项和时间。上述措施可以单独写在开停工方案中,也可以写在相应的操作过程步骤中。(四)按流程、单元或岗位编制开停工方案一般吹扫试压按流程编写方案,引料开停工按生产单元或岗位编写方案,也可以相互结合,具体内容包括以下各方面:
(1)装置开工具体方案应包括装置开工所需的检查、材料准备、吹扫试压、气密、真空试验、置换、点炉、衬里烘干、单机试运、水联运、油运、溶剂及介质循环、升
第二章化工运行安全技术(降)温升压、催化剂和助剂投用、投料、质量调节、产品外送等所有本装置应有的开工环节。机组的开车应有专门方案。联锁校验应全部通过并有相关单位人员的确认记录,重要阀门的调试应有确认记录。
(2)装置停工具体方案应包括停工准备、切断进料、停剂、卸剂、退料、降(升)温降压、退溶剂、置换、停炉、吹扫、蒸塔蒸罐、烧焦、催化剂再生、钝化除臭、开人孔、通风冷却、气体分析、现场检查等所有本装置应有的停工环节。机组的停车应有专门方案。
(3)在开停工具体方案中要明确装置开停工的主要节点、易出问题环节及应对措施。对以往开停工及日常运行中出现的问题,开停工方案中要作为重点加以体现,让每名职工都要熟知,避免问题重复发生。
(4)在开停工具体方案中应有详细的盲板表,明确盲板位置、规格、加装人、拆装人、确认人等。
(5)在开停工具体方案中应明确保证公用工程系统安全的措施,使用完毕的公用介质应加盲板隔离。
(6)在开停工具体方案中关键点控制要量化,对温度、压力、流量、液位等参数的控制范围及方法要明确、量化,使操作人员容易把握,不允许有模糊语言。
(7)开停工具体方案中要明确对动静设备、特殊阀门、仪表的保护措施。
(8)开工方案的审查会签、批准、培训、变更程序同操作规程。
二、开停工过程安全技术要点车间应组织本单位职工认真学习开停工方案,进行书面考试并记录成绩,确保每个操作人员均能熟练掌握开停工的有关步骤,熟知开停工过程中可能出现的人身、工艺、设备、安全、环保问题及防范措施。首次开停工装置要对开停工方案反复学习、现场演练。开停工前车间应组织职工开会,明确开停工进度,明确人员责任,强调应注意的主要问题,避免连续疲劳作业。有改造项目的单位,开工前须由车间领导和技术员进行交底,讲明差异性、注意事项和操作要点,必要时要进行现场交底或操作演示。装置开停工前,车间要将开停工方案、大事记录、进度表和盲板表张贴上墙,根据需要绘制装置(反应器、再生器、加热炉、余热炉等单体设备)的升温升压或降温降压曲线图。装置开停工前需进行现场和操作室清理,保证消防通道、工作线路畅通。开停工过程中要保持良好的工作秩序,非必要人员不得进入装置区域和操作室。(一)停工过程注意事项在停工过程中,操作人员要在较短的时间内操作很多阀门和仪表,密切注意各部位温度、压力、流量、液位等参数变化,劳动强度大,精神紧张,为了避免出现差错,停车时必须按确定的方案进行。要求注意以下几点:
(1)控制好降温降量降压的速度。降温降量的速度不宜过快,尤其在高温条件下,温度骤变会造成设备和管道变形、破裂,引起易燃易爆、有毒介质泄漏而发生着火爆炸或
安全生产专业实务化工安全人员中毒。
(2)开关阀门的操作要缓慢。开阀门时,打开前两扣后要停片刻,使物料少量通过,观察物料畅通情况,然后再逐渐开大,直到达到要求为止。开蒸汽阀门时要注意管线的预热、排凝和防水击。
(3)停炉操作应严格按照工艺规程规定的降温曲线进行,注意各部位火嘴熄火对炉膛降温均匀性的影响。
(4)装置停车时,系统内的物料应尽可能倒空、抽净、降温后,再送出装置,可燃、有毒气体应排至火炬烧掉,对残存物料的排放,不得就地排放或排入下水道中,退净介质后,才能进行下一步的吹扫置换步骤。(二)吹扫设备和管线内没有排净的可燃、有毒液体,一般采用蒸汽或惰性气体进行吹扫。吹扫时要根据停工方案制定的吹扫流程图、方法步骤和所选吹扫介质,按管线号和设备位号逐一进行,并填写登记表,以确保所有设备、管线都吹扫干净,不遗漏或留死角。设备、管线物料吹扫前,岗位之间要加强联系,防止憋压、冒顶等事故;吹扫介质(氮气)压力不能过低,以防止被吹扫介质倒流至氮气管网,存放酸碱介质的设备、管线,应先予以中和或加水冲洗;低沸点物料倒空置换一定要先排液后放压,防止液态烃排放过程大量汽化,使管线设备冷脆断裂。要严格按操作规程和吹扫方案进行吹扫,各岗位要安排吹扫负责人,并对负责人进行考核,做到扫得净、放得空、无死角、不超压,不用错吹扫介质,吹扫一次合格。吹扫合格后,应先关闭有关阀门,再停气,以防止系统介质倒回,同时及时加盲板与有物料系统隔离。(三)置换对可燃、有毒气体的置换,大多采用蒸汽、氮气等惰性气体为置换介质,也可采用注水排气法,将可燃、有毒气体排净。置换和被置换介质进出口和取样部位的确定,应根据置换和被置换介质密度的不同来选择,若置换介质的密度大于被置换介质,取样点宜设置在顶部及易产生死角的部位;反之,则改变其方向,以免置换不彻底。置换出的可燃、有毒气体,应排至火炬烧掉。用惰性气体置换过的设备,若需进入其内部作业,还必须采用自然通风或强制通风的方法将惰性气体置换掉,化验分析合格后方可进入作业,以防窒息事故发生。(四)蒸煮和清洗对吹扫和置换都无法清除的残渣、沉积物等,可用蒸汽、热水、溶剂、洗涤剂或酸、碱溶液来蒸煮或清洗。蒸煮或清洗时,应根据积附物的性质选择不同的方法,如水溶性物质可用水洗或热水蒸煮,黏稠性物料可先用蒸汽吹扫,再用热水煮洗,对那些不溶于水或在安全上有特殊要求的积附物,可用化学清洗的方法除去,如积附氧化铁、硫化铁类沉积物的设备、管线等,化学清洗时,应注意采取措施防止可能产生的硫化氢等有毒气体危害人体。(五)抽堵盲板抽堵盲板做到由专人统一负责编号登记管理、检查核定、现场挂牌。未经吹扫处理的设备、容器、管道与系统隔离应设置明显标志,并向岗位相关人员交底。
第二章化工运行安全技术(六)其他做好下水系统及其他相关系统的安全处理。在完成了装置停车、倒空、吹扫、置换、蒸煮、清洗和隔离等工作后,装置停车即告完成。在正式转入检修施工之前,要对地面、明沟内的油污进行清理,对装置及其周围的所有下水井和地漏进行封堵,对于转动设备或其他有电源的设备,检修前切断一切电源,必要时悬挂警示牌或上锁。
三、停工检修条件联合检查确认生产装置或设施在停工处理后,交付检修施工单位前,需对检修条件进行确认,不仅是对停工结果的检查确认,也是为了防止在检修过程中发生事故。此项工作一般由安全管理部门牵头组织,相关职能部门和单位参加。检修条件确认至少包括以下内容:
(1)承包商施工准备情况:
①提供相应的施工资质和HSE业绩证明材料,签订施工HSE合同,购买工伤保险。
②制定检修施工方案,进行了危害识别并制定相应的安全措施,施工方案、应急预案已经相关部门审批完毕。
③有健全的HSE管理体系并配备具备资质的专职安全生产监督管理人员,配置数量满足要求。
④所有参加检修人员已进行两级安全教育并与所在单位签订HSE承诺书。
⑤为参加检修人员配备合格的个体防护用品。
⑥特种作业人员持政府主管部门颁发的特种作业操作资格证书。
(2)施工主管部门负责检查承包商单位和人员资质、特种设备安全等情况,并对承包商施工准备情况进行审核,组织对检修施工方案及HSE方案审核。
(3)生产管理部门组织对盲板抽堵情况进行检查,对停工装置(设施)区域标识情况进行检查。
(4)安全生产监督管理部门负责检查承包商人员入厂安全教育,检查下水系统安全防护、气体采样分析等情况,并对承包商安全准备情况进行审核。
(5)环保监督管理部门负责检查承包商环保措施制定情况、废弃物处置准备情况等。
(6)消防气防监督管理部门负责现场消防、气防措施和设施落实。
(7)电气、仪表等参加检修的单位负责对现场电气仪表设备设施进行安全防护,检查专业安全管理措施落实情况。
(8)生产装置(设施)所在单位负责二级安全教育、盲板抽堵、下水系统处理、应急措施准备、监护人安排等。上述内容需要进一步细化分解,防止遗漏,逐项明确负责单位,确认后签字,强化责任落实。
四、开工条件联合检查确认新建生产装置或设施安装、变更或检修完毕,要通过系统的安全检查,确保工艺系统满足设计、安装和测试等相关的要求,符合安全投产的条件。
安全生产专业实务化工安全对于新建生产装置或大修装置,一般分两次进行开工条件确认,即中间交接前进行“三查四定”和装置引料前进行开工条件检查;对于单体设备设施,投入使用前一般只进行开工条件检查。(一)“三查四定”“三查四定”,即查设计漏项、查工程质量及隐患、查未完工程量,定任务、定人员、定时间、定措施,限期完成。“三查四定”一般在项目进度完成了90?5??进行,一方面,这时安装工作基本完成,通过现场可以预计工艺设施以后的安全情况,便于开展各项现场检查工作;另一方面,如果发现有需要整改的地方,项目管理部门还有一定的时间去执行,对施工进度影响不大。(二)中间交接中间交接,即将建设或大修项目由施工管理单位逐渐交付给生产单位的时间界面。按照中间交接的标准进行“三查四定”并完成问题整改后,就可以进行中间交接。中间交接后,施工进入收尾阶段,生产单位人员进入现场,开始熟悉现场、吹扫试压等工作。中间交接的一般要求:
(1)工程按设计内容完成施工。
(2)工程质量符合国家和行业标准及工程项目合同中约定的内容。
(3)工艺、动力管道的耐压试验完成,系统清洗、吹扫完成,保温基本完成。
(4)静设备无损检验、强度试验、内件安装、清扫完成;安全附件(安全阀、防爆门等)已调试合格。
(5)转动设备单机试车合格(需用物料或特殊介质而未试车者除外)。
(6)大型机组空负荷试车完成,机组仪表、保护性联锁和报警等自控系统调试联合合格。
(7)装置电气、仪表(含计量仪表)、计算机、防毒防火防爆等调试联校合格。
(8)装置区施工临时设施拆除,已经做到“工完、料净、场地清”,竖向工程施工完成。
(9)对联动试运有影响的“三查四定”项目及设计变更项处理完,其他未完施工尾项责任、完成时间已明确。(三)开工条件确认生产装置或设施引料前,必须按专业、按工种确认开工条件,最后由分管领导批准引料开工。这项工作一般由生产管理部门牵头组织。开工条件确认至少包括以下内容:
(1)施工完成情况,由施工管理部门和设计管理部门组织施工单位、设计单位、监理单位、生产单位等,对设计的符合性、完整性、施工质量、特种设备取证等情况进行检查确认。
(2)生产单位准备情况,由生产管理部门组织生产单位检查开工方案、操作规程、工艺标准等开工文件是否审核批准,检查操作人员是否培训考核合格,检查原材料、助剂等是否准备到位等。
(3)安全仪表、电气系统调校情况,由设备管理部门组织仪表、电气等单位对仪表联锁、报警、电气保护、电气安全、机泵试运情况进行检查。
第二章化工运行安全技术
(4)公共系统准备情况,由生产管理部门组织有关单位对原材料和水电气风供应、产品和中间产品储存、火炬排放系统等进行检查。
(5)专项安全消防情况,由安全和消防部门组织有关单位对劳动保护设施、消防道路、消防气防设施、应急通信、应急预案等情况进行检查。
(6)专项环境保护情况,由环保部门组织有关单位对“三废”排放和治理、环境应急预案和应急设施等情况进行检查。上述内容需要进一步细化分解,防止遗漏,逐项明确负责单位,确认后签字,强化责任落实。(四)开工过程安全管理步步有确认是确保方案达到预期目的、取得预期效果的必要保证。一般步骤操作员自己确认,关键步骤由工程技术人员进行确认,使操作、进度始终处于受控状态,对开工过程中的引蒸汽、氮气、瓦斯、化工原料等重要步骤,可以提前制定详细的确认检查表,按各职能部门的职责划分进行检查确认,达到条件并签字后,方可进行操作。开工过程重点注意以下事项。
(1)开工前至少必须确认:
①已经对员工进行了开工方案的培训和考试,员工已熟练掌握。
②已经完成系统试压并做到气密性良好。
③系统内空气已经彻底吹扫完成、置换干净合格,不会产生爆炸性混合气体。
④所有管线、设备上的盲板已经全部拆除并做到销号和记录。
(2)开工过程中至少应当做到:
①使用蒸汽前已经脱净冷凝水。
②在开工过程中严密监测加热炉的负荷变化,严格执行加热炉的操作规程。
③操作人员认真对待各类报警信号,对所发生的各种报警认真检查确认。
④当管线、容器内有介质存在时,不带压进行更换垫片、压盘根等操作。
⑤各类塔、容器恒温脱水时操作人员不得离开。
⑥针对开工阶段产生毒物的过程,现场人员全部佩戴合适的空气呼吸器和便携式有毒气体检测报警仪。
⑦开工阶段,各专业人员、各级人员认真巡回检查,及时发现并处理出现的问题。
⑧保运单位配备足够的保运人员,随时处理开工过程中出现的各种设备、电气、仪表故障。
⑨开工完成后的运行初期,装置工况还不稳定,建议开展一次综合大检查,以及时发现可能存在的技术问题和安全隐患。第四节主要化工机械设备安全技术化工机械设备是化学工业生产中所用的机器和设备的总称。主要分类:①化工机器,指主要作用部件为运动的机械,如各种过滤机、破碎机、离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等。化工机器的划分是不严格的,一些流体输送机械(如
安全生产专业实务化工安全泵、风机和压缩机等)在化工行业常被称作化工机械,但同时它们又是各种工业生产中的通用机械。②化工设备,指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械,如各种容器(槽、罐、釜等)、普通窑、塔器、反应器、换热器、普通干燥器、蒸发器,反应炉、电解槽、结晶设备、传质设备、吸附设备、流态化设备、普通分离设备以及离子交换设备等。化工机械设备安全要求:一是应当有足够的强度,为确保化工机械设备长期、稳定、安全地运行,必须保证所有零部件有足够的强度。要求设计和制造单位严把设计、制造质量关,消除隐患,特别是对于压力容器,必须严格按照国家有关标准进行设计、制造和检验,严禁粗制滥造和任意改造结构及选用代材。二是应当做到密封可靠,化工生产的物料大都是易燃、易爆、有毒和腐蚀性强的介质,如果由于机械设备密封不严而造成泄漏,将会引起燃烧爆炸、灼伤、中毒等事故。因此,不管是高压还是低压设备,在设计、制造、安装及使用过程中,都必须重视化工机械设备的密封问题。三是必须具备配套的安全保护装置。随着科学技术的发展,现代化工生产装置大量采用了自动控制、信号报警、安全联锁和工业电视等一系列先进手段。自动联锁与安全保护装置的采用,在化工机械设备出现异常时,会自动发出警报或自动采取安全措施,以防事故发生,保证安全生产。四是应当具有很强的适用性,也就是说当运行条件稍有变化,如温度、压力等条件有变化时,能完全适应并维持正常运行,而且当由于某种原因发生事故时,可立即采取措施,防止事态扩大,并在短时间内予以修复、排除。这除了要求安装有相应的安全保护装置外,还要有方便修复的合理机构,备有标准化、通用化、系列化的零部件。五是规范运行操作和检维修管理。要求操作人员严格履行岗位责任制,遵守操作规程。严禁违章指挥、违章操作,严禁超温、超压、超负荷运行。同时还要加强维护管理,定期检查设备与机器的腐蚀、磨损情况,发现问题及时修复或更换,特别是化工机械设备达到使用年限后,应及时更新,以防因腐蚀严重或超期服役而发生重大设备事故和人员伤亡事故。总之,化工机械设备运行状况的好坏,将直接影响化工生产的连续性、稳定性和安全性,而且生产的特殊性使整个装置设备存在许多不安全因素。因此,强化化工机械设备的维护管理,提高职工队伍的安全技术素质,确保化工机械设备的安全运行,在化工生产中越来越重要。
一、主要化工设备类型、危险特性及安全运行的基本要求化工生产过程十分复杂,需要使用到各种设备,例如,反应设备、换热设备、塔设备、干燥设备、分离设备、储罐、压缩机、泵等。这些设备的完好性是化工生产的重要安全保障。因此,了解化工机械设备工作原理,掌握其常见的危险特性是安全生产工作者必备的能力。(一)反应设备
第二章化工运行安全技术
1.定义在工业生产过程中,为化学反应提供反应空间和反应条件的装置称为反应设备或反应器(图2-7)。它是石油、化工、医药、生物、橡胶、染料等行业生产中的关键设备之一,主要用于完成氧化、氢化、磺化、烃化、水解、裂解、聚合、缩合及物料混合、溶解、传热和悬浮液制备等工艺过程,使物质发生质的变化,生成新的物质而得到所需要的中间产物或最终产品。反应设备对产品生产的产量和质量起着决定作用。图2-7反应设备
2.常用反应设备的类型反应设备的结构型式与工艺过程密切相关,种类也各不相同,如用于有机染料和制药工业的各种反应釜,制碱工业的苛化桶,炼化装置的加氢、重整反应器,化肥工业的氨合成塔、尿素合成塔和甲醇合成塔以及乙烯工程高压聚乙烯聚合釜、精细化工的反应釜等。常见反应设备的类型包括:
(1)管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成,可用于实现气相反应和液相反应。
(2)釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成,常装有机械搅拌或气流搅拌装置,可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。
(3)有固体颗粒床层的反应器。气体和液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。
(4)塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备,包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等。
(5)喷射反应器。利用喷射器进行混合,实现气相或液相单相反应过程和气液相、
安全生产专业实务化工安全液液相等多相反应过程的设备。
(6)其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。
3.反应设备的危险性反应设备中的化学反应需在一定的条件(压力、温度、催化剂等)下进行。因此,反应设备属于维持一定压力、完成化学反应的压力容器,通常还装设一些加热(冷却)装置、触媒筐和搅拌器,以便于对反应进行控制。此外,由于涉及反应器物系配置、投料速度、投料量、升温冷却系统、检测、显示、控制系统以及反应器结构、搅拌、安全装置、泄压系统等。反应设备具有较大的危险性,易于引发各类事故,如检修中未进行彻底置换、违章动火、物料性能不清、开车程序不严格、操作中超压和泄漏造成的爆炸事故,因泄漏严重、违章进入釜内作业造成的中毒事故等。触媒中毒、冷管失效也是常见的反应器事故形式。
1)固有危险性
(1)物料:化工反应设备中的物料大多属于危险化学品,如果物料属于自燃点和闪点较低的物质,一旦泄漏后,会与空气形成爆炸性混合物,遇到点火源(明火、火花、静电等),可能引起火灾爆炸,如果物料属于毒害品,一旦泄漏,可能造成人员中毒、窒息。
(2)设备装置:反应器设计不合理、设备结构形状不连续、焊缝布置不当等,可能引起应力集中;材质选择不当,制造容器时焊接质量达不到要求,以及热处理不当等,可能使材料韧性降低;容器壳体受到腐蚀性介质的侵蚀、强度降低或安全附件缺失等,均有可能使容器在使用过程中发生爆炸。
2)操作过程危险性反应设备在生产操作过程中主要存在以下风险:
(1)反应失控引起火灾爆炸:许多化学反应,如氧化、氯化、硝化、聚合等,均为强放热反应。若反应失控或突遇停电、停水,造成反应热蓄积,反应釜内温度急剧升高、压力增大,超过其耐压能力,会导致容器破裂;不稳定的过热液体会引起二次爆炸(蒸汽爆炸);喷出的物料再迅速扩散,反应釜周围空间被可燃液体的雾滴或蒸汽笼罩,遇点火源还会发生三次爆炸(混合气体爆炸)。导致反应失控的主要原因有反应热未能及时移出、反应物料没有均匀分散和操作失误等。
(2)反应容器中高压物料窜人低压系统引起爆炸:与反应容器相连的常压或低压设备,由于高压物料窜人,超过反应容器承压极限,从而发生物理性容器爆炸。
(3)水蒸气或水漏人反应容器发生事故:如果加热用的水蒸气、导热油或冷却用的水漏入反应釜、蒸馏釜,可能与釜内的物料发生反应,分解放热,造成温度、压力急剧上升,物料冲出,发生火灾事故。
(4)蒸馏冷凝系统缺少冷却水发生爆炸:物料在蒸馏过程中,如果塔顶冷凝器冷却水中断,而釜内的物料仍在继续蒸馏循环,会造成系统由原来的常压或负压状态变成正压,超过设备的承受能力发生爆炸。
(5)容器受热引起爆炸事故:反应容器由于外部可燃物起火,或受到高温热源热辐射,引起容器内温度急剧上升,压力增大发生冲料或爆炸事故。
第二章化工运行安全技术
(6)物料进出容器操作不当引发事故:很多低闪点的甲类易燃液体通过液泵或抽真空的办法从管道进入反应釜、蒸馏釜,这些物料大多数属绝缘物质,导电性较差,如果物料流速过快,会造成积聚的静电不能及时导除,发生燃烧爆炸事故。
4.反应器安全运行的基本要求反应器应该满足反应动力学要求、热量传递的要求、质量传递过程与流体动力学过程的要求、工程控制的要求、机械工程的要求、安全运行要求,基本要求如下:
(1)必须有足够的反应容积,以保证设备具有一定的生产能力。保证物料在设备中有足够的停留时间,使反应物达到规定的转化率。
(2)有良好的传质性能,使反应物料之间或与催化剂之间达到良好的接触。
(3)适当的温度下进行。
(4)有足够的机械强度和耐腐蚀能力,并要求运行可靠,经济适用。
(5)在满足工艺条件的前提下,结构尽量合理,并具有进行原料混合和搅拌的性能,易加工。
(6)材料易得到,价格便宜。
(7)操作方便,易于安装、维护和检修。
(8)开停工要注意升温、升压速度以及降温、降压速度的控制。
5.微反应器介绍微反应器、微观结构反应器、微通道反应器一般是指通过微加工和精密加工技术制造的小型反应系统,这种结构的最典型代表就是微通道。微反应器内流体的微通道尺寸在亚微米到亚毫米量级。对于通道尺寸小于或大于这个范围的反应器,一般称为纳反应器和毫反应器或小型反应器。
1)微反应器的结构层次微系统的构建一般采用分层次的方法,即一个单元往往由其下属单元组合而成。这种方法对于以增加单元为构建特征的微反应系统,即数目放大的微反应器而言是十分有效的。微型流动系统的最小单元称为微结构,它一般是指微通道结构。在微结构的基础上加上入口和出口部件就构成了微系统的一个元件,如微混合元件就是由多个交叉的微通道构成的。此外,元件有时还可以包括一些腔室、微孔等微结构。微系统的单元由元件、流体管线及支撑体等共同构成,例如含有交叉微结构和管线的平板就构成一个微混合单元。为了增加微设备的处理量,可以通过数个同样的单元累加成一体来达到目的。当然,这些单元也可以在同一平板上平行排列。无论是单元还是单元的累加均不能单独构成微设备,微设备还必须配有外壳或上下盖板等。由外壳或上下盖板与单元共同构成的器件称为微设备,也可称为组件。几个微设备相连就构成一个系统。在实际过程中,具有不同功能的单元集成到一个设备内构成复杂微系统。组件之间、系统之间或组件与系统之间相互并联或串联组成装置,这些装置可以是实验装置,也可以是工业生产装置;这些装置可以仅包括微设备或微系统本身,但更多的时候是微设备和一些常规设备的组合体。
2)按功能分类的微反应器
安全生产专业实务化工安全若以分析应用来进行分类,微反应器可分为两大类:一类是在化学和生物中应用的反应器;另一类则是在化学工程和化学中应用的反应器。尽管这两个应用领域有着本质区别,就如同分析型设备和制备型设备的差别一样,但微反应器仍可能同时实现这两种类型的应用。如用于组合化学和筛选的微器件即可作为分析工具收集信息,也可以作为合成装置完成毫克量级产品的生产。微反应器的另一种分类方法是根据操作模式进行的,如连续流动式或间歇式反应器的分类。
3)微反应器可提高安全性实验结果表明,可以在微反应器内安全地进行以往有些在常规条件下会发生爆炸的反应。这些反应对于依靠增加反应器的尺寸来提高产量的常规设备,其安全性是不能得到保证的。对于微反应器的生产过程,其生产规模的扩大是通过数目放大的方法,即增加微反应器的数目来达到,这样可以确保操作的安全性。(二)换热设备
1.定义在工业生产中,为了工艺流程的需要,往往需要进行各种不同方式的热量变换,如加热、冷却、蒸发和冷凝等,换热器就是用来实现上述热量交换与传递的设备。通过各种设备,以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足生产工艺的需要。换热器在化工生产中起着非常重要的作用,它对于装置的安稳长期运行和热能有效利用的经济性等方面都有很大的影响。因此换热器(图2-8)的正确使用、管理、维护检修等都非常重要。图2-8换热器
2.分类
1)换热器按传热原理分类
(1)表面式换热器。表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。表面式换热器有管壳
第二章化工运行安全技术式、套管式、板式和其他型式的换热器。
(2)蓄热式换热器。蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
(3)流体连接间接式换热器。流体连接间接式换热器,是两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环,在高温流体换热器接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
(4)直接接触式换热器。直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备,例如,冷水塔、气体冷凝器等。
2)换热器按用途分类
(1)加热器。加热器是把流体加热到必要的温度,但加热流体没有发生相的变化。
(2)预热器。预热器预先加热流体,为工序操作提供标准的工艺参数。
(3)过热器。过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。
(4)蒸发器。蒸发器用于加热流体达到沸点以上温度,使流体蒸发,一般有相的变化。
3)按换热器的结构分类可分为浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
3.常见故障及预防措施
1)管束故障
(1)管束的腐蚀、磨损造成管束泄漏或者管束内结垢造成堵塞引起故障。冷却水中含有铁、钙、镁等金属离子及阴离子和有机物,活性离子会使冷却水的腐蚀性增强,其中金属离子的存在引起氢或氧的去极化反应从而导致管束腐蚀。同时,由于冷却水中含有Ca2+、Mg2+离子,长时间在高温下易结垢而堵塞管束。为了提高传热效果,防止管束腐蚀或堵塞,采取了以下几种方法:
①对冷却水进行添加阻垢剂并定期清洗。例如,对煤气冷却器的冷却水采用离子静电处理器或投加阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻剂,去除污垢,降低冷却水的硬度,从而减小管束结垢程度。
②保持管内流体流速稳定。如果流速增大,则导热系数变大,但磨损也会相应增大。
③选用耐腐蚀性材料(不锈钢、铜)或增加管束壁厚的方式。
④当管的端部磨损时,可在人口200 mm长度内接入合成树脂、陶瓷管或钛管等保护管束。
(2)振动造成的故障。造成振动的原因包括:由泵、压缩机的振动引起管束的振动;由旋转机械产生的脉动;流入管束的高速流体(高压水、蒸汽等)对管束的冲击。降低管束的振动常采用以下方法:
①尽量减少开停车次数。
②在流体的入口处,安装调整槽,减小管束的振动。
③减小挡板间距,使管束的振幅减小。
安全生产专业实务化工安全
④尽量减小管束通过挡板的孔径。
2)法兰盘泄漏法兰盘的泄漏是由于温度升高,紧固螺栓受热伸长,在紧固部位产生间隙造成的。因此,在换热器投入使用后,需要对法兰螺栓重新紧固。换热器内的流体多为有毒、高压、高温物质,一旦发生泄漏容易引发中毒和火灾事故,在日常工作中应特别注意以下几点:尽量减少密封垫使用数量和采用金属密封垫;采用以内压力紧固垫片的方法;采用可计量力矩扳手等易紧固的作业方法。(三)储罐相关内容参见第四章化学品储运安全技术。(四)塔
1.定义塔设备(图2-9)是化工、炼油生产中最重要的设备之一。塔是化工生产过程中可使气液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热目的的设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使传质、传热两种传递过程能够迅速有效地进行;并能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。图2-9塔设备
2.塔设备的分类
(1)按操作压力分类:加压塔,减压塔,常压塔。
(2)按化工单元操作分类:精馏塔,吸收塔和解吸塔,萃取塔,反应塔,再生塔,干燥塔。
(3)按气液接触的基本构件分类:填料塔,板式塔。
二、主要化工机械类型、危险特性及安全运行的基本要求(一)分离设备
1.定义分离器(图2-10)是把混合的物质分离成两种或两种以上不同的物质的机器。
第二章化工运行安全技术图2-10分离器
2.分离器工作原理
1)离心式工作原理离心分离器又称离心机。利用离心力将溶液中密度不同的成分进行分离的一种设备。可进行固液分离、液液分离(重液体和轻液体及乳浊液等)。该设备的主要部分是电机带动一个可旋转的圆筒,称作转鼓。有的转鼓壁上有很多小孔,离心分离时,转鼓壁上衬有滤布,使固体物留在鼓壁而液体通过小孔甩出。也有的转鼓无小孔,被甩液体可以用导管排出。旋风分离器也是一种离心分离设备,是利用离心力分离气流中固体颗粒或液滴的设备。油雾分离器也是一种离心分离设备,当控制器接通电源时,吸雾口产生的强大负压迫使油雾被定向吸入吸雾器内。油雾微粒在吸雾器内风轮的作用下发生碰撞,微小的颗粒集合成能被控制的较大颗粒,在高效吸雾材料的阻挡下被拦截下来,通过回流口收集并回收。
2)静电式工作原理静电分离器又称静电分离设备,是通过高压静电把导体物质与非导体物质进行分离的设备。静电油雾分离器是静电分离器的一种,是利用静电场对油雾进行分离的设备。其主要原理是静电力的作用。在静电油雾分离器中,通过加高电压在极板之间建立强电场,当油雾通过时,由于静电力的作用,使油雾被吸附在导电板上,从而实现油雾的分离。静电油雾分离器工作时,油雾经过进气口进入设备,随后被高压电场进行分离。在分离过程中,油雾被静电场吸附在导电板上,而清洁空气透过导电板被释放到空气当中,从而使得油雾与空气分离,达到净化效果。被吸附在导电板上的油雾经过积累,积聚至一定程度后通过定期清洗导电板来保证设备的正常工作。(二)压缩机组
图2-11压缩机
1.定义压缩机(图2-11)是用来提高气体压力和输送气体的机械。
2.压缩机分类
(1)按作用原理分:容积式和速度式(离心式,也叫透平式)压缩机。
(2)按压送的介质分类:空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机、氢气压缩机等。
(3)按排气压力分类:低压(0.3~1.0 MPa)、中压(1.0~10 MPa)、高压(10~100 MPa)、超高压(>100 MPa)。
(4)按结构型式分类:压缩机分为容积式和速度式。容积式压缩机可分为回转式(包括螺杆式、滑片式、罗茨式)、往复式(包括活塞式、隔膜式);速度式压缩机可分为离心式、轴流式、混流式、喷射式。(三)泵
1.定义泵,一种用以增加液体或气体的压力,使之输送流动的机械,是一种用来移动液体、气体或特殊流体介质的装置,即是对流体做功的机械。
2.分类
1)按工作原理分
(1)容积式泵。靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体,并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。根据运动部件运动方式的不同又分为往复泵和回转泵两类。根据运动部件结构不同有活塞泵和柱塞泵,有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。
(2)叶轮式泵。叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式又可分为:①离心泵(centifugal pump);
②轴流泵(axial pump);③混流泵(mixed-flow pump);④旋涡泵(vortex pump)。
(3)喷射式泵(jet pump)。是靠工作流体产生的高速射流引射流体,然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。
2)按泵轴位置分
(1)立式泵(vertical pump)。
(2)卧式泵(horizontal pump)。
3)按吸口数目分
(1)单吸泵(single suction pump)。
(2)双吸泵(double suction pump)。
4)按驱动泵的原动机分
(1)电动泵(motor pump)。
第二章化工运行安全技术
(2)汽轮机泵(gas turbine pump)。
(3)柴油机泵(diesel pump)。
(4)气动隔膜泵(diaphragm pump)。
3.性能参数主要有流量和扬程,此外还有轴功率、转速和必需汽蚀余量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量,一般采用体积流量;扬程是单位质量输送液体从泵入口至出口的能量增量,对于容积式泵,能量增量主要体现在压力能增加上,所以通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数,它可以由别的性能参数如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之,已知流量、扬程和效率,也可求出轴功率。泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系,可以通过对泵进行试验,分别测得和算出参数值,并画成曲线来表示,这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线,由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段,称为该泵的工作范围。泵的实际工作点由泵的曲线与泵的装置特性曲线的交点来确定。选择和使用泵,应使泵的工作点落在工作范围内,以保证运转经济性和安全。此外,同一台泵输送黏度不同的液体时,其特性曲线也会改变。通常,泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。对于动力式泵,随着液体黏度增大,扬程和效率降低,轴功率增大,所以工业上有时将黏度大的液体加热使黏性变小,以提高输送效率。
4.主要用途泵主要用来输送液体,包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等,也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
三、阀门阀门(图2-12)是管路流体输送系统中的控制部件,用来改变通路断面和介质流动方向,具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。在流体系统中,阀门是用图2-12各类阀门
来控制流体的方向、压力、流量的装置,使配管和设备内的介质(液体、气体、粉末)流动或停止并能控制其流量的装置。用于流体控制的阀门,从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门,其品种和规格繁多,阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体的流动。阀门的工作压力可从0.0013 MPa的微压到1000 MPa的超高压,工作温度从-270℃的超低温到1430℃的超高温。阀门根据材质还分为铸铁阀门、铸钢阀门、不锈钢阀门(201、304、316等)、铬钼钢阀门、铬钼钒钢阀门、双相钢阀门、塑料阀门、非标订制阀门等。阀门的控制可采用多种传动方式,如手动、电动、液动、气动、涡轮、电磁动、电磁液动、电液动、气液动、正齿轮、伞齿轮驱动等;可以在压力、温度或其他形式传感信号的作用下,按预定的要求动作,或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭,阀门依靠驱动或自动机构使其启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动,从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。(一)分类
1.按照作用和用途分类
(1)截断类阀门:如闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、针型阀、隔膜阀等。截断类阀门又称闭路阀,其作用是接通或截断管路中的介质。
(2)止回类阀门:如止回阀。止回阀又称单向阀或逆止阀,止回阀属于一种自动阀门,其作用是防止管路中的介质倒流、防止泵及驱动电机反转,以及防止容器介质的泄漏。水泵吸水管的底阀也属于止回类阀门。
(3)安全类阀门:如安全阀、防爆阀、事故阀等。安全类阀门的作用是当安装此类阀门的管路或装置内介质的压力超过此类阀门的设定压力时,能够及时开启泄放能量,防止管路或装置中的介质压力超过规定数值,从而达到安全保护的目的。
(4)调节类阀门:如调节阀、节流阀和减压阀。其作用是调节介质的压力、流量等参数。
(5)真空类阀门:如真空球阀、真空挡板阀、真空充气阀、气动真空阀等。真空类阀门是指在真空系统中,用来改变气流方向,调节气流量大小,切断或接通管路的真空系统元件。
(6)特殊用途类阀门:如清管阀、放空阀、排污阀、排气阀、过滤器等。排气阀是管道系统中必不可少的辅助元件,广泛应用于锅炉、空调、石油天然气、给排水管道中,往往安装在制高点或弯头等处,用以排除管道中多余气体,提高管道使用效率及降低能耗。
2.按照公称压力分类
(1)真空阀:指工作压力低于标准大气压的阀门。
(2)低压阀:指公称压力≤1.6 MPa的阀门。
(3)中压阀:指公称压力为2.5 MPa、4.0MPa、6.4 MPa的阀门。
(4)高压阀:指公称压力为10.0~80.0 MPa的阀门。
第二章化工运行安全技术
(5)超高压阀:指公称压力≥100.0 MPa的阀门。
3.按照工作温度分类
(1)超低温阀:用于介质工作温度t<-101℃的阀门。
(2)常温阀:用于介质工作温度-29℃<t<120℃的阀门。
(3)中温阀:用于介质工作温度120 ℃<t<425℃的阀门。
(4)高温阀:用于介质工作温度t>425℃的阀门。
4.按照驱动方式分类阀门按照驱动方式可分为手动阀和机械驱动阀。机械驱动阀又可分为气动阀、液压阀和电动阀。此外,还有以上几种驱动方式的组合,如气电动阀等。电力驱动阀是常用的驱动方式阀门,通常称这种驱动装置为阀门电动装置。阀门电动装置一般由传动机构(减速器)、电动机、行程控制机构、转矩限制机构、手动-电动切换机构、开度指示器等组成。阀门电动装置按所驱动的阀门类型不同,可分为Z型和Q型两大类。Z型阀门电动装置的输出轴可以转出很多圈,适用于驱动闸阀、截止阀、隔膜阀等;Q型阀门电动装置的输出轴只能旋转90°,适用于驱动旋塞阀、球阀和蝶阀等。按其防护类型有普通型、隔爆型(以B表示)、耐热型(以R表示)和三合一型(即户外、防腐、隔爆,以S表示)。阀门电动装置的特点如下:
(1)启闭迅速,可以大大缩短启闭阀门所需的时间。
(2)可以大大减轻操作人员的劳动强度,特别适用于高压、大口径阀门。
(3)适用于安装在不能手动操作或难于接近的位置,易于实现远距离操纵,而且安装高度不受限制。
(4)有利于整个系统的自动化。
(5)电源比气源和液源容易获得,其电线的敷设和维护也比压缩空气和液压管线简单得多。
(6)构造复杂,在潮湿的地方使用更为困难,用于易爆介质时,需要采用隔爆措施。
5.按照公称通径分类
(1)小通径阀门:公称通径DN≤40mm的阀门。
(2)中通径阀门:公称通径DN为50~300mm的阀门。
(3)大通径阀门:公称通径DN为350~1200mm的阀门。
(4)特大通径阀门:公称通径DN≥1400 mm的阀门
6.按照结构特征分类阀门根据关闭件相对于阀座移动的方向可分为以下6种。
(1)截门形:关闭件沿着阀座中心移动,如截止阀。
(2)旋塞和球形:关闭件是柱塞或球,围绕本身的中心线旋转,如旋塞阀、球阀。
(3)闸门形:关闭件沿着垂直阀座中心移动,如闸阀、闸门等。
(4)旋启形:关闭件围绕阀座外的轴旋转,如旋启式止回阀等。
(5)蝶形:关闭件的圆盘,围绕阀座内的轴旋转,如蝶阀、蝶形止回阀等。
(6)滑阀形:关闭件在垂直于通道的方向滑动,如滑阀等。
7.按照连接方法分类
(1)螺纹连接阀:阀体带有内螺纹或外螺纹,与管道螺纹连接。
(2)法兰连接阀:阀体带有法兰,与管道法兰连接。
(3)焊接连接阀:阀体带有焊接坡口,与管道焊接连接。
(4)卡箍连接阀:阀体带有夹口,与管道夹箍连接。
(5)卡套连接阀:与管道采用卡套连接。
(6)对夹连接阀:用螺栓直接将阀门及两头管道穿夹在一起的连接形式。
8.按照阀体材料分类
(1)金属材料阀门:其阀体等零件由金属材料制成,如铸铁阀门、铸钢阀、合金钢阀、铜合金阀、铝合金阀、铅合金阀、钛合金阀、蒙乃尔合金阀等。
(2)非金属材料阀门:阀体等零件由非金属材料制成,如塑料阀、搪瓷阀、陶瓷阀、玻璃钢阀门等。(二)安全阀安全阀(又称泄压阀)是根据压力系统的工作压力(工作温度)自动启闭,一般安装于封闭系统的设备或管路上以保护系统安全。当设备或管道内压力或温度超过安全阀设定压力时,即自动开启泄压或降温,保证设备和管道内介质压力(温度)在设定压力(温度)之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。安全阀主要被广泛应用于蒸汽锅炉、液化石油气汽车槽车或液化石油气铁路罐车、采油井、蒸汽发电设备的高压旁路、压力管道、压力容器等。安全阀口径一般都不大,常用的都在DN15~DN80之间,超150 mm一般都称为大口径安全阀。
1.定义安全阀是一种自动阀门,它不借助任何外力,只是利用介质本身的能量来排出一定数量的介质,以防止压力超过额定的安全值。当压力恢复正常后,阀门再自行关闭并阻止介质继续流出。
2.类型
1)直接载荷式安全阀一种仅靠直接的机械加载装置如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。
2)平衡式安全阀一种采取措施将背压对动作特性(整定压力、回座压力以及排量)的影响降低到最小限度的安全阀。
3)先导式安全阀一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀,该导阀本身应是一种直接载荷式安全阀。
4)带动力辅助装置的安全阀该安全阀借助一个动力辅助装置(如气压、液压、电磁等),可以在压力低于正常整定压力时开启。
3.安装
第二章化工运行安全技术
1)安装位置安全阀的安装位置应当符合以下要求:
(1)在设备或者管道上的安全阀竖直安装。
(2)一般安装在靠近被保护设备,安装位置易于维修和检查。
(3)蒸汽安全阀装在锅炉的锅筒、集箱的最高位置,或者装在被保护设备液面以上气相空间的最高处。
(4)液体安全阀装在正常液面的下面。
2)进出口管道安全阀的进出口管道应当符合以下要求;
(1)安全阀的进出口管道直径不小于安全阀的进口直径,如果几个安全阀共用一条进口管道时,进口管道的截面积不应小于这些安全阀的进口截面积总和。
(2)安全阀的出口管道直径不小于安全阀的出口直径,安全阀的出口管道接向安全地点。
(3)安全阀出口的排放管上如果装有消声器,必须有足够的流通面积,以防止安全阀排放时所产生的背压过高而影响安全阀的正常动作及其排放量。
(4)安全阀的进出口管道一般不允许设置截断阀,必须设置截断阀时,需要加铅封,并且保证锁定在全开状态,截断阀的压力等级需要与安全阀进出口管道的压力等级一致,截断阀进出口公称直径不小于安全阀进出口法兰的公称直径。
3)安装前检查安全阀安装前,应当按照《安全阀安全技术监察规程》(TSG ZF001)附录B的要求进行宏观检查、整定压力和密封试验,有特殊要求时,还应当进行其他性能试验。
4.使用
1)选用安全阀的选用应当符合以下要求:
(1)安全阀适用于清洁、无颗粒、低黏度的流体。
(2)全启式安全阀适用于排放气体、蒸汽或者液体介质,微启式安全阀一般适用于排放液体介质,排放有毒或者可燃性介质时必须选用封闭式安全阀。
2)日常检修安全阀在使用中应当按照以下要求做好日常检查和维护工作:
(1)安全阀使用单位需要经常检查安全阀的密封性能及其与管路连接处的密封性能。
(2)运行中安全阀开启并回位后,需要检查其有无异常情况,并且进行记录。
(3)运行中发现安全阀不正常(泄漏或者其他故障)时,需要及时进行检修或者更换。
(4)锅炉运行中,安全阀需要定期进行手动排放试验,锅炉停止使用后又重新启用时,安全阀也需要进行手动排放试验。
5.定期检查
1)在线检查和检测
(1)在线检查和检测的含义与人员要求:在线检查和检测是指在在线状态下(安全
阀安装在设备上受压或不受压状态下)对安全阀进行的检查和检测。从事在线检测的人员应当在设备操作、在线检测装置使用以及现场问题处理等方面受过专业培训并取得特种设备作业人员证书。
(2)在线检查内容:
①安全阀的资料是否齐全(铭牌、质量证明文件、安装号、校验记录及报告)。
②安全阀安装是否正确。
③安全阀外部调节机构的铅封是否完好。
④有无影响安全阀正常功能的因素。
⑤必须设置截断阀的情况时,其安全阀进口前和出口后的截断阀铅封是否完好并且处于正常开启位置。
⑥安全阀有无泄漏。
⑦安全阀外表有无腐蚀情况。
⑧为波纹管设置的泄出孔应当敞开和清洁。
⑨提升装置(扳手)动作有效,并处于适当位置。
⑩安全阀外部相关附件完整无损并且正常。
(3)在线检测方法:
①采用被保护系统及其压力进行试验。
②采用其他压力源进行试验
③采用辅助开启装置进行试验。
(4)在线检测工作的基本要求:
①在线检测前,对被检测安全阀按照《安全阀安全技术监察规程》(TSG ZF001)B6.1.2进行检查。
②在线检测时,检测单位制定切实可行的检测程序,并且做好各项物质准备和技术准备。
③在线检测时,使用单位的主管技术人员和操作人员必须到场,当发现有偏离正常操作状况的迹象时,必须立即停止并且及时采取措施,确保安全。
④在线检测过程中必须注意防止高温、噪声以及介质泄漏对人员的伤害。
⑤在线检测装置能够保证安全阀的基本性能要求。
⑥做好在线检查和检测记录并且存档。
2)离线检查离线检查是指在离线状态下,将安全阀从设备上拆下,对安全阀进行的检查。
(1)离线检查条件:
①安全阀校验有效期已经到期。
②在线运行时,安全阀出现故障或者性能不正常。
③安全阀从被保护设备上拆卸下来。
(2)离线检查的工作内容:
①从被保护设备上拆卸安全阀。
②宏观检查。
第二章化工运行安全技术
③检查整定压力。
④分解安全阀,并且对零件进行清洗和检查。
⑤零件的检修和更换。
⑥重新装配安全阀。
⑦调整整定压力。
⑧检查阀座集气密封垫片的密封性。
⑨完成必需的记录。其中,①、⑤、⑥属于离线检查时需要做的拆卸、更换和装配工作。
(3)离线检查工作基本要求:
①安全阀拆卸下来前,必须做好检查工作计划,以便尽量减少离线持续时间,并且在工艺管线上采取相应的安全措施。
②在进行安全阀检查和维修前,其设备如果在运行状态,需要采取预防措施维持被保护设备的安全,并且采取预防措施防止阀体及其连接部件内残存的有毒、易燃介质造成事故。
③离线检查前,必须获得每台安全阀从上次检查后在线运行期间异常情况的记录。
④每个从被保护设备上拆卸的安全阀,需要携带一个可以识别的标签,标明设备号、工位号、整定压力、最后一次校验日期。
(4)处理。安全阀有以下情况时,应当停止使用并且更换,其中有①~⑤项问题的安全阀应当予以报废:
①阀瓣和阀座密封面损坏,已经无法修复。
②导向零件锈蚀严重,已经无法修复。
③调节圈锈蚀严重,已经无法进行调节。
④弹簧腐蚀,已经无法使用。
⑤附件不全且无法配置。
⑥历史记录丢失。
⑦选型不当。
3)校验
(1)校验周期。安全阀的校验周期应当符合以下要求:
①安全阀定期校验,一般每年至少一次,安全技术规范有相应规定的从其规定。
②经解体、修理或更换部件的安全阀,应当重新进行校验。
(2)校验周期的延长。当符合以下基本条件时,安全阀校验周期可以适当延长,延长期限按照相应安全技术规范的规定:
①有清晰的历史记录,能够说明被保护设备安全阀的可靠使用。
②被保护设备的工艺运行条件稳定。
③安全阀内件材料没有被腐蚀。
④安全阀在线检查和在线检测均符合使用要求。
⑤有完善的应急预案。对生产需要长周期连续运转时间超过1年的设备,可以根据同类设备的实际使用情况
和设备制造质量的可靠性以及生产操作采取的安全可靠措施等条件,并且符合《安全阀安全技术监察规程》(TSG ZF001)要求,可以适当延长安全阀校验周期。
6.技术档案安全阀的制造单位、使用单位、校验单位都应当建立安全阀技术档案。
1)制造单位的技术档案安全阀制造单位的技术档案内容按《安全阀安全技术监察规程》(TSG ZF001)B3.4.5规定。
2)使用单位的技术档案安全阀使用单位的技术档案应当包括以下内容:
(1)安全阀制造单位的产品质量证明文件、安装及其使用维护、校验说明书。
(2)安全阀定期检查记录及报告。
(3)延期校验的批准文件。
(4)安全阀的日常使用状况和维护保养记录。
(5)安全阀运行故障和事故记录。
3)维护、检修和校验单位的技术档案安全阀维护、检修和校验单位的技术档案应当包括安全阀维护、检修记录和安全阀校验记录和报告。安全阀报废时,还应当有报废安全阀的有关记录档案。
7.标志
1)标志内容在安全阀铭牌上或者安全阀外表面至少有以下内容的明显标志,其中产品编号应当为阀体上的永久性标志:
(1)安全阀制造许可证编号及标志。
(2)制造单位名称。
(3)安全阀型号。
(4)制造日期及其产品编号。
(5)公称压力(压力级)。
(6)流道直径或者流道面积。
(7)整定压力。
(8)阀体材料。
(9)额定排量系数或者对某一流体保证的额定排量。
2)铭牌材料及其固定铭牌应当用耐腐蚀材料制造,而且必须牢固固定在阀体或者阀盖外表面。
3)出厂资料每台安全阀交付用户时,制造单位必须随产品附带以下资料:
(1)质量证明文件。
(2)安全阀简图以及材料明细表。
(3)安装及其使用维护、校验说明书。
(4)制造单位与用户合同规定的有关文件。
第二章化工运行安全技术
4)质量证明文件安全阀质最证明文件至少包括以下内容:
(1)制造许可证编号。
(2)制造单位名称。
(3)产品名称。
(4)安全阀型号。
(5)产品编号。
(6)制造日期。
(7)公称直径。
(8)流道直径或者流道面积。
(9)公称压力(压力级)。
(10)整定压力(冷态试验差压力)。
(11)排放压力。
(12)开启高度。
(13)启闭压差(或者回座压力)。
(14)适用温度。
(15)适用介质。
(16)阀体材料。
(17)背压力(适用时)。
(18)额定排量系数或者某一流体保证的额定排量。
(19)制造依据的标准。
(20)出厂检验报告。
(21)其他特殊要求。
(22)检查人员签章以及制造单位检验章。
5)产品制造档案每台安全阀出厂后,制造单位必须将以下资料归档备查:
(1)图纸。
(2)材料质量证明文件。
(3)制造过程中的质量跟踪记录。
(4)出厂检验报告。
(三)爆破片安全装置爆破片又称防爆片,是一种断裂型的超压防护装置,用来装设在压力容器上,当压力容器内的压力超过正常工作压力并达到设计压力时,即自行爆破,使压力容器内的物料经爆破片断裂后的出口向外排出,避免压力容器本体发生爆炸,泄压后断裂的防爆片不能继续使用,压力容器也被迫停止运行。l.定义
(1)爆破片安全装置是指由爆破片(或爆破片组件)和夹持器(或支撑圈)等零部件组成的非重闭式压力泄放装置。在设定的爆破温度下,爆破片两侧压力差达到预定值时
爆破片即刻动作(破裂或脱落),并泄放出流体介质。
(2)爆破片是指爆破片安全装置中,因超压而迅速动作的压力敏感元件。
(3)爆破片组件是指由爆破片、背压托架、加强环、保护膜及密封膜等两种或两种以上零件构成的组合件,又称组合式爆破片。
2.分类爆破片按失效方式及材料的不同分为如下4个类别:
(1)正拱形爆破片,如图2-13所示。
(2)反拱形爆破片,如图2-14所示。
(3)平板形爆破片,如图2-15所示。
(4)石墨爆破片,如图2-16所示。泄放方向图2-13正拱形爆破片泄放方向图2-15平板形爆破片泄放方向图2-14反拱形爆破片泄放方向图2-16石墨爆破片
3.应用
1)一般要求
(1)爆破片安全装置的应用除满足本部分的要求外,还应符合相应安全技术规范的规定。
(2)爆破片安全装置可以单独使用,也可作为组合泄放装置的一部分与安全阀组合使用。
2)爆破片安全装置单独使用
(1)符合下列条件之一的被保护承压设备,应单独使用爆破片安全装置作为超压泄放装置:
①容器内压力迅速增加,安全阀来不及反应的。
②设计上不允许容器内介质有任何微量泄漏的。
③容器内介质产生的沉淀物或黏着胶状物有可能导致安全阀失效的。
第二章化工运行安全技术
④由于低温的影响,安全阀不能正常工作的。
⑤由于泄压面积过大或泄放压力过高(低)等原因安全阀不适用的。
(2)移动式压力容器的相关标准有特殊规定的,如长管拖车和管束式集装箱等被保护承压设备可使用爆破片安全装置作为单一超压泄放装置。
(3)经常超压或温度波动较大的被保护承压设备,不应单独使用爆破片安全装置作为超压泄放装置。
3)爆破片安全装置与安全阀组合使用根据爆破片安全装置与安全阀的连接方式及相对位置的不同,可分为下列三种组合形式:爆破片安全装置串联在安全阀入口侧(图2-17)、爆破片安全装置串联在安全阀出口侧(图2-18)、爆破片安全装置与安全阀并联使用(图2-19)。1一承压设备;2—爆破片安全装置;3—安全阀;4—指示装置图2-17爆破片安全装置串联在安全阀入口侧
(1)爆破片安全装置串联在安全阀入口侧。
①属于下列情况之一的被保护承压设备,爆破片安全装置应串联在安全阀人口侧:a)为避免因爆破片的破裂而损失大量的工艺物料或盛装介质的。b)安全阀不能直接使用场合(如介质腐蚀、不允许泄漏等)的。1-W1一承压设备;2一爆破片安全装置;3—安全阀图2-18爆破片安全装置串联在安全阀出口侧
2、3工1一承压设备;2—爆破片安全装置;3—安全阀图2-19爆破片安全装置与安全阀并联使用c)移动式压力容器中装运毒性程度为极度、高度危害或强腐蚀性介质的。
②当爆破片安全装置安装在安全阀的入口侧时,应满足下列要求:a)爆破片安全装置与安全阀组合装置的泄放量应不小于被保护承压设备的安全泄放量。b)爆破片安全装置公称直径应不小于安全阀入口侧管径,并应设置在距离安全阀入口侧5倍管径内,且安全阀入口管线压力损失(包括爆破片安全装置导致的)应不超过其设定压力的3??c)爆破片爆破后的泄放面积应大于安全阀的进口截面积。d)爆破片在爆破时不应产生碎片、脱落或火花,以免妨碍安全阀的正常排放功能。e)爆破片安全装置与安全阀之间的腔体应设置压力指示装置、排气口及合适的报警
指示器。
③人口侧串联爆破片安全装置的安全阀,其额定泄放量应以单个安全阀额定泄放量乘以系数0.9作为组合装置泄放量。
(2)爆破片安全装置串联在安全阀的出口侧。
①若安全阀出口侧有可能被腐蚀或存在外来压力源的干扰时,应在安全阀出口侧设置爆破片安全装置,以保护安全阀的正常工作。
②移动式压力容器设置的爆破片安全装置不应设置在安全阀的出口侧。
③当爆破片安全装置设置在安全阀的出口侧时,应满足下列要求:a)爆破片安全装置与安全阀组合装置的泄放量应不小于被保护承压设备的安全泄放量。b)爆破片安全装置与安全阀之间的腔体应设置压力指示装置、排气口及合适的报警指示器。c)在爆破温度下,爆破片设计爆破压力与泄放管内存在的压力之和应不超过下列任一条件:(a)安全阀的整定压力。(b)在爆破片安全装置与安全阀之间的任何管路或管件的设计压力。(c)被保护承压设备的设计压力。
④爆破片爆破后的泄放面积应足够大,以使流量与安全阀的额定排量相等。
⑤在爆破片以外的任何管道不应因爆破片爆破而被堵塞。
(3)爆破片安全装置与安全阀并联使用。
①属于下列情况之一的被保护承压设备,可设置一个或多个爆破片安全装置与安全阀并联使用:a)防止在异常工况下压力迅速升高的。b)作为辅助安全泄放装置,考虑在有可能遇到火灾或接近不能预料的外来热源需要增加泄放面积的。
②安全阀及爆破片安全装置各自的泄放量均应不小于被保护承压设备的安全泄放量。
③爆破片的设计爆破压力应大于安全阀的整定压力。
4.选择
1)一般要求
(1)选择爆破片安全装置时,应考虑爆破片安全装置的入口侧和出口侧两面承受的压力及压力差等因素。
(2)当被保护承压设备存在真空和超压两种工况时,应选用具有超压和负压双重保护作用的爆破片安全装置,或者选用具有超压泄放和负压吸入保护作用的两个单独的爆破片安全装置。
(3)在爆破片安全装置的入口侧可能会有物料黏结或固体沉淀的情况下,选择的爆破片类型应与这种工况条件相适应。
(4)选用带背压托架的爆破片时,爆破片泄放面积的计算应考虑背压托架的影响。
(5)当爆破片的爆破压力会随着温度的变化而变化时,确定该爆破片的爆破压力时
第二章化工运行安全技术应考虑温度变化的影响。
(6)爆破片安全装置用于液体时,应选择适合于全液相的爆破片安全装置,以确保爆破片爆破时系统的动能将膜片充分开启。
2)爆破片类型的选择
(1)选择爆破片形式时,应综合考虑被保护承压设备的压力、温度、工作介质、最大操作压力比等因素的影响。爆破片的选型可参照《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)附录A。
(2)应合理选择爆破片的类型与结构形式,以便获得较长使用周期的爆破片安全装置。
(3)用于爆炸危险介质的爆破片安全装置还应满足如下要求:
①爆破片爆破时不应产生火花。
②与安全阀串联时,爆破片爆破时不应产生碎片。
(4)爆破片安全装置的主要技术参数见《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)附录B的规定。
3)爆破片材料的选择
(1)根据被保护承压设备的工作条件及结构特点,爆破片可选用铝、镍、奥氏体不锈钢、因康镍、蒙乃尔、石墨等材料。有特殊要求时,也可选用钛、哈氏合金等材料。常用材料的最高允许使用温度见《爆破片安全装置第1部分:基本要求》(GB 567.1)附录A的规定。
(2)用于腐蚀环境,且有可能导致爆破片安全装置提前失效的,可采用在爆破片表面进行电镀、喷涂或衬膜等防腐蚀处理措施,防止爆破片安全装置腐蚀失效。
(3)综合考虑爆破片在使用环境中入口侧和出口侧的化学和物理条件,合理地选择爆破片材料。
4)爆破压力的选择
(1)爆破片安全装置中爆破片的设计爆破压力应由被保护承压设备的设计单位根据承压设备的工作条件和相关安全技术规范的规定确定。
(2)爆破片安全装置的设计单位应根据被保护承压设备的工作条件、结构特点、使用单位的要求、相应类似工程使用结果、相关安全技术规范的规定及制造范围的影响等因素综合考虑,合理地确定爆破片的最小爆破压力和最大爆破压力。
(3)爆破片安全装置中爆破片爆破压力的确定还应符合《爆破片安全装置第1部分:基本要求》(GB 567.1)的规定。
5)爆破片泄放量的确定
(1)当爆破片安全装置为唯一超压泄放装置时,其泄压系统的泄放量可采用《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)5.5.2或5.5.3规定来进行计算。
(2)爆破片安全装置在泄压系统的设置满足下列条件时,其泄放量的计算按《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)附录C的规定:
①直接向大气排放。
②爆破片安全装置离承压设备本体的距离不超过8倍管径。
③爆破片安全装置泄放管道长度不超过5倍管径。
④爆破片安全装置上、下游接管的公称直径不小于爆破片安全装置的泄放口公称直径。
(3)爆破片安全装置在泄压系统的设置不满足《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)5.5.2中要求或由于爆破片安全装置及其上、下游配置若干管道和配件时,可能会形成较大的流体阻力,这时可以用分析总的系统流通阻力,即考虑爆破片安全装置、管路和包括承压设备上的出口接管、弯头、三通、变径段和阀门等元件的流体阻力来确定泄放量。泄放量的计算采用可接受的工程实践方法进行,结果应乘一个不大于0.9的系数进行修正。
(4)爆破片安全装置流体阻力系数的测定方法按《爆破片安全装置第4部分:型式试验》(GB 567.4)的规定。
5.安装
1)爆破片安全装置的安装位置及管路设置
(1)在系统中的安装位置。
①爆破片安全装置应设置在承压设备的本体或附属管道上,且应便于安装、检查及更换。
②爆破片安全装置应设置在靠近承压设备压力源的位置。若用于气体介质,应设置在气体空间(包括液体上方的气相空间)或与该空间相连通的管线上;若用于液体介质,应设置在正常液面以下。
③当压力由外界传入承压设备,且能得到可靠控制时,爆破片安全装置应直接安装在承压设备或进口管道上。
④有下列情况之一者,可作为一个受压密闭空间,且在危险的空间(承压设备)设置爆破片安全装置:a)与压力源相连接的承压设备本身不产生压力,该装置的设计压力达到了压力源的压力时。b)多个相通的承压设备的设计压力相同或略有差异,承压设备之间采取口径足够大的管道连接,且中间无阀门隔断时。
⑤换热器等承压设备,若高温介质有可能泄漏到低温介质而产生蒸气时,应在低温空间一侧设置爆破片安全装置。
(2)爆破片安全装置的管路设置。
①承压设备和爆破片安全装置之间的所有管路、管件的截面积应不小于爆破片安全装置的泄放面积,爆破片安全装置的排放管的截面积应大于爆破片安全装置泄放面积。
②爆破片安全装置进口管应尽可能短、直,以免产生过大的压力损失。安装在室外的泄放管应有防雨、防风措施。
③当有两个及两个以上爆破片安全装置采用排放汇集管时,汇集管的截面积应不小于各爆破片安全装置出口管道截面积的总和。
④爆破片安全装置在爆破时应保证安全,根据介质的性质可采取在室内就地排放
第二章化工运行安全技术(注意排放位置和方向,保证安全)或引到安全场所排放,同时爆破片的碎片应不阻碍介质的排放。
⑤爆破片安全装置的排放管,应通过大半径弯头从装置中接出,在排放管的适当部位开设排泄孔,用于防止凝液等积存在管内。
⑥爆破片安全装置的排放管线在安装时,管线的中心线应与爆破片安全装置的中心线对齐,以避免出现爆破片受力不均,造成爆破片抽边或改变爆破压力。在排放物料性能允许的情况下建议采用套管式排放管道,可免除上述隐患,并可将排放管中的凝液、雨水等收集在集液盘中,引人下水道。
⑦当爆破片安全装置的排放管中可能有可燃性介质排放时,应采取装设阻火器等预防措施,防止着火的危险。
⑧当爆破片安全装置的排放管中可能有毒性程度为中度的介质排放时,应装设辅助设施解除介质毒性后方可排出。
⑨在爆破片安全装置的排放系统中,一般不应设置截断阀,当符合《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)6.1.4时,可设置截断阀。
(3)爆破片安全装置与安全阀组合装置的安装。
①爆破片安全装置设置在承压设备和安全阀之间时,在安全阀人口侧应设置压力表、泄放阀等,以防止爆破片和安全阀间形成任何压力积聚。
②安全阀设置在承压设备和爆破片安全装置之间时,在安全阀的出口侧应设置放空管、排液管等,以防止安全阀和爆破片装置之间形成压力积聚。
③爆破片安全装置和安全阀并联组合设置时,各自有引人管和引出管,应分别符合《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)6.1.2的要求。
(4)爆破片安全装置的管路上设置截断阀。
①截断阀应采用直通型结构,其连接形式与强度等应与爆破片安全装置配套,且阀门应能被锁住或铅封(全开或全关时)。
②当爆破片安全装置与承压设备之间设置截断阀,若承压设备自身产生压力的,且设置截断阀为检修或更换爆破片安全装置用时,则截断阀在正常工况下应保持全开启状态并被锁住或铅封。当需关闭截断阀,且承压设备仍在正常使用时,管理人员应留在现场;当管理人员离开现场,截断阀应处于全开启状态,并有铅封等防止关闭的措施。
③当承压设备的压力源来自外界,截断阀能切断压力源时,则截断阀不应将其处于全开启状态。
④当爆破片安全装置的排放管与一个共用集管连接时,可在爆破片安全装置的排放侧安装截断阀。在正常工况下,截断阀应处于全开启状态,并有铅封等防止关闭的措施;当需关闭截断阀,且承压设备仍在正常使用时,管理人员应留在现场,若需离开应将截断阀处于全开启状态,并有铅封等防止关闭的措施。
(5)其他。
①爆破片安全装置排放管较长时,应考虑到因温度影响使管线变形较大,且可能对爆破片性能严生影响,必要时应安装膨胀节,以减少过度的管线变形。
②大直径、泄放口向上且安装在室外的爆破片安全装置,在其出口侧应加装防护罩,
以避免杂物掉人损伤爆破片。
③在冷却时可能会引起腐蚀或固化等情况的高黏度液体介质,应在爆破片安全装置的进口管和出口管线上采用加热或保温措施。
④当螺塞型爆破片安全装置需设置排放管时,应安装相关的连接件,以便于安装和更换爆破片。
⑤采用块状石墨爆破片时,爆破片出口侧的排放管内径应比石墨的排放孔径大。
2)爆破片安全装置的安装
(1)安装前的注意事项。
①应核对安装的爆破片安全装置的各项技术参数,应保证其与承压设备的要求一致。
②认真阅读安装说明书,了解其安装要求,并严格按安装说明书的要求进行操作。
③在安装前,管线系统清扫干净,避免有固体物品损伤爆破片,法兰、夹持器等密封面应清理擦拭干净,擦拭时应避免使密封面损伤。
④除制造单位同意外,爆破片安全装置中的任何一个部件,在任何情况下都不应更改。
(2)爆破片组件。
①爆破片从盒内取出,确认表面无缺陷及损伤后,小心地放入夹持器中,安装中应避免损坏。
②爆破片安装时,应确认其与夹持器的标志一致、泄放方向一致。
③除制造单位同意外,爆破片与夹持器的密封面上不允许附加保护膜、垫片等物品。
(3)夹持器。
①夹持器的内部结构与尺寸应能保证爆破片正常发挥其性能和爆破片爆破后泄放面积的开启。
②夹持器的外部结构与尺寸应和系统联结方式的要求一致。
③夹持器与爆破片(或其组件)组装后,其端面一般应高出爆破片的拱顶表面,有特殊要求时,也可以采用低于爆破片的拱顶表面的设计结构,但应经使用单位技术负责人同意,并采取适当的保护措施,防止爆破片安全装置在储运或安装过程中受到意外损坏。
④带刀架的夹持器应检查刀片,当有损伤缺口或刀口明显变钝时应进行更换。
⑤反拱脱落型爆破片,夹持器上应设置捕集器装置。
⑥当爆破片安全装置的出口侧需连接安全阀或另一个爆破片安全装置时,夹持器上应有通孔,以便安装压力表、泄放阀等。
(4)法兰、螺栓系统。
①爆破片安全装置放入法兰时,应注意泄放箭头的方向,安装在管道上时不允许装反。
②当爆破片安全装置的夹持器为插人式时,夹持器应安装在法兰的中心,保证其密封面和法兰的密封面完全对齐,不允许偏心。
③爆破片安全装置和法兰间采用的密封垫片应能保证密封性能,且不影响爆破片安全装置的爆破性能。
④爆破片安全装置放入法兰内后,螺栓的拧紧应采用对称、交替、每次少量、逐次
第二章化工运行安全技术加载的方式进行紧固,不允许单方向依次并一次拧紧;如有扭矩要求时,应采用扭力扳手按规定力矩值拧紧。
(5)标志。
①带有标志牌的爆破片安全装置在安装时,标志牌应尽量放置在便于识别的方位。
②当爆破片不能安装标志牌时,应将标志牌固定在爆破片安全装置的附近,以便于检查是否已装配了安全装置并能识别其性能参数。
③当爆破片安全装置采用保温措施或其他原因,导致标志牌无法看清时,应制作一块永久性标志牌,固定在爆破片安全装置的附近。该标志牌与原标志牌的标识内容应一致。
6.爆破片安全装置的使用使用单位应当对爆破片安全装置进行日常检查、定期检查以及定期更换,并且保留爆破片安全装置使用技术档案。
1)日常检查使用单位应当经常检查爆破片安全装置是否有介质渗漏现象。如果爆破片为外露式安装时,应当查看爆破片是否有表面损伤、腐蚀和明显变形等现象。
2)定期检查爆破片安全装置定期检查周期可以根据使用单位具体情况作出相应的规定,但是定期检查周期最长不得超过1年。定期检查应当包括以下内容:
(1)检查爆破片安全装置安装方向是否正确,核实铭牌上的爆破压力和爆破温度是否符合运行要求。
(2)检查爆破片外表面有无损伤和腐蚀情况,是否有明显变形,有无异物黏附,有无泄漏等。
(3)爆破片安全装置与安全阀串联使用时,检查爆破片安全装置与安全阀之间的压力指示装置,确认爆破片安全装置、安全阀是否泄漏。
(4)检查排放接管是否畅通,是否有严重腐蚀,支撑是否牢固。
(5)带刀架的夹持器,检查其刀片(如有可能)是否有损伤缺口或者刀口变钝。
(6)如果在爆破片安全装置与设备之间安装有截止阀,检查截止阀是否处于全开状态,铅封是否完好。
3)更换
(1)爆破片更换。爆破片更换周期应当根据设备使用条件、介质性质等具体影响因素,或者设计预期使用年限合理确定,一般情况爆破片安全装置更换周期为2~3年,苛刻条件或重要场合下使用的爆破片应每年定期更换。爆破片更换周期的确定可参考《爆破片安全装置第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2)附录D的规定。对于腐蚀性、毒性介质以及苛刻条件下使用的爆破片安全装置应当缩短更换周期。爆破片安全装置出现以下情况时,应当立即更换:
①存在定期检查中(1)~(3)所属问题。
②设备运行中出现超过最小爆破压力而未爆破。
③设备运行中出现使用温度超过爆破片装置材料允许使用温度范围。
④设备检修中拆卸。
⑤设备长时间停工后(超过6个月),再次投入使用。
(2)夹持器更换。爆破片更换时,应当对夹持器做相应的清洗和检查,如果存在以下情况,应当将夹持器送交原制造单位进行维修或作报废处理:
①夹持器出现变形、裂纹或者有较大面积腐蚀。
②夹持器密封面损坏。
③带刀架夹持器的刀片损伤或者变钝。
④存在其他影响爆破片正常安装或者正常工作的问题。
4)改造、维修爆破片只能与原制造单位提供的夹持器配套使用。爆破片安全装置的所有零部件,使用单位不得自行改造、维修。
5)爆破片安全装置使用技术档案使用单位应当建立爆破片安全装置使用技术档案。使用技术档案应当包括以下内容:
(1)爆破片安全装置产品质量证明文件、安装、使用说明书。
(2)爆破片安全装置定期检查记录、报告。
(3)爆破片安全装置日常使用记录。
(4)爆破片安全装置或者零部件更换记录。
(5)爆破片安全装置运行故障、事故以及维修记录。
四、化工机械设备的安全管理机械设备安全管理主要包括机械设备的设计、制造、安装、运行、检修等5个方面,其中,机械设备的安装、运行、检修环节,直接和企业的安全运行相关,且与人员的“三违”引发的事故具有最直接的关系。因此,机械设备的安全管理应主要抓好机械设备的安装调试、运行和检修安全。(一)机械设备的安装调试安全凡需要投人使用的机械设备,按照工艺平面布置图及有关安装技术要求,对已到货并经开箱验收后的外购机械设备或自制机械设备,安装找平、灌浆稳固,使机械设备安装达到规范要求,通过调试、运转,验收合格后移交生产。机械设备从购进到投入使用的这一过程中安全管理的重点是保证机械设备安装符合有关的安全技术规范,检查、审核供应商提交资料中关于机械设备及生产运行过程中的安全管理内容。要求整个安装调试过程都应在受控状态下进行,对每一项施工工序进行安全验收并签署验收凭证,认定安全合格、手续完备方可投入正式使用。
1.机械设备安装调试过程及一般要求
1)开箱验收新机械设备到货后,由机械设备管理部门会同购置单位、使用单位(或接收单位)进行开箱验收,检查机械设备在运输过程中有无损坏、丢失,附件、随机备件、专用工
第二章化工运行安全技术具、技术资料等是否与合同、装箱单相符,并填写机械设备开箱验收单,存入机械设备档案,若有缺损及不合格现象应立即向有关单位交涉处理,索取或索赔。
2)机械设备安装施工按照工艺技术部门绘制的机械设备工艺平面布置图及安装施工图、基础图、机械设备轮廓尺寸以及相互间距等要求画线定位,组织基础施工及机械设备搬运就位。在设计机械设备工艺平面布置图时,对机械设备定位要考虑以下因素:
(1)应适应工艺流程的需要。
(2)应便于工件的存放、运输和现场的清理。
(3)机械设备及其附属装置的外形尺寸、运动部件的极限位置及安全距离。
(4)应满足机械设备安装、维修、操作安全的要求。
(5)厂房与机械设备工作匹配,包括门的宽度、高度,以及厂房的跨度、高度等。应按照机械设备安装验收有关规范要求,做好机械设备安装找平,保证安装稳固,减轻震动,避免变形,保证加工精度,防止不合理的磨损。安装前要进行技术交底,组织施工人员认真学习机械设备的有关技术资料,了解机械设备性能、安全要求和施工中应注意的事项。安装过程中,对基础的制作,装配连接、电气线路等项目的施工,要严格按照施工规范执行。安装工序中如果有恒温、防震、防尘、防潮、防火等特殊要求时,应采取措施,并在条件具备后方能进行该项工程的施工。
3)机械设备试运转机械设备试运转一般可分为空转试验、负荷试验、精度试验3种。
(1)空转试验:机械设备安装工作完成后,需要对机械设备在无负荷运转状态下的参数和性能进行考核,考核内容包括机械设备安装精度的保待性,机械设备的稳固性,以及机械设备的传动、操纵、控制、润滑、液压等系统是否正常,是否灵敏可靠等。一定时间的空负荷运转是新机械设备投入使用前必须进行磨合的步骤。
(2)负荷试验:试验机械设备在数个标准负荷工况下进行试验。在负荷试验中应按规范检查轴承的温升、振动,考核液压系统、传动、操纵、控制、安全等装置工作是否达到出厂标准,是否正常、安全、可靠。不同负荷状态下的试运转,也是新机械设备进行磨合所必须进行的工作,磨合试验质量的优劣,对于机械设备使用寿命影响极大。
(3)精度试验:一般应在负荷试验后按说明书的规定进行,既要检查机械设备本身的几何精度,也要检查工作(加工产品)的精度。这项试验大多在机械设备投入使用两个月后进行。
4)机械设备试运转后的工作按照机械设备说明书或操作规程,将机械设备停机后,首先断开机械设备的总电路和动力源,然后做好下列机械设备检查、记录工作:
(1)做好磨合后对机械设备的清洗、润滑、紧固,更换或检修故障零部件并进行调试,使机械设备进入最佳使用状态。
(2)做好并整理机械设备几何精度、加工精度的检查记录和其他机械性能的试验
记录。
(3)整理机械设备试运转中的状况(包括故障排除)记录。
(4)对于无法调整的问题,分析原因,从机械设备设计、制造、运输、保管、安装等方面进行归纳。
(5)对机械设备试运转作出评定结论,给出处理意见,办理移交手续,并注明参加试运转的人员和日期。
5)机械设备安装工程的验收与移交使用
(1)机械设备基础的施工验收由建设部门质量检查员会同土建施工员及监理进行验收,填写施工验收单。基础的施工质量必须符合基础图和技术要求。
(2)机械设备安装工程的最后验收,在机械设备调试合格后进行。由机械设备管理部门和工艺技术部门会同其他部门,在安装、检查、安全、使用等各方面有关人员共同参加下进行验收,作出鉴定,填写安装施工质量、精度检验、安全性能、试车运转记录等凭证和验收移交单(由参加验收的各方人员签字)后方可竣工。
(3)机械设备验收合格后办理移交手续,机械设备开箱验收单(或机械设备安装移交验收单)、机械设备运转试验记录单(由参加验收的各方人员签字)及随机械设备带来的技术文件,由机械设备管理部门纳人机械设备档案管理;随机械设备的配件、备品应填写备件入库单,并送交机械设备仓库入库保管。安全管理部门应就安装试验中的安全问题进行建档。
(4)机械设备移交完毕,由机械设备管理部门签署机械设备投产通知书,并将副本分别交机械设备管理部门、使用单位、财务部门、生产管理部门,作为存档、通知开始使用、固定资产管理凭证、考核工程计划的依据。
2.机械设备安装调试的安全要求机械设备安装调试中的安全包括机械设备安装施工中的安全、机械设备试运行安全和机械设备自身的安全状况,安装施工和试运行的安全应按有关作业和运行操作安全要求进行,这里仅分析对机械设备自身安全状况的要求。机械设备安装好后,应逐项检查机械设备的安全状态及性能是否符合要求。检查的安全项目包括静态和动态两方面。静态检查项目在机械设备不运行的条件下进行,如机械设备表面安全性。动态检查项目在机械设备运行的条件下进行,如机械设备的安全防护装置的工作性能与可靠性,运行中尘毒、易燃等物的产生情况等。机械设备安装调试的安全检查除参照上述机械设备购置的各项安全要求外,还应检查下列安全要求。
1)控制系统
(1)控制装置应保证当动力源发生异常(偶然或人为地切断或变化)时,不会造成危险,即使系统发生故障或损坏时也不至于造成危害。必要时,控制装置应能自动切换到备用动力源和备用机械设备系统。自动或半自动控制系统应设有必要的保护装置,以防止控制指令紊乱。同时在每台机械设备上还应辅以能单独操纵的手动控制装置。
(2)对复杂的生产机械设备和重要的安全系统应配置自动监控装置,重要生产机械设备的控制装置应安装在使操作人员能看到整个机械设备动作的位置上。对于某些在启动
第二章化工运行安全技术机械设备时见全貌的生产机械设备,应配置开车预警信号装置,预警信号装置应有足够的报警时间。调节装置应采用自动联锁装置,以防止误操作和自动调节、自动操纵线(管)路等的误通断。控制系统内关键的元器件、控制阀等均应符合可靠性指标要求。控制装置和作为安全技术措施的离合器、制动装置和联锁装置,应具有良好的可靠性并符合其产品规定的可靠性指标要求。
(3)若存在下列情况之一时,生产机械设备必须配置紧急开关:
①发生事故或出现机械设备功能紊乱时,不能迅速通过停车开关来终止危险的运行。
②不能通过一个开关迅速中断若干个能造成危险的运动单元。
③由于切断某个单元会导致其他危险。
④在操纵台处不能看到所控制的全貌。紧急开关须有足够的数量,应在所有控制点和给料点都能迅速而无危险地触及。紧急开关的形状应有别于一般开关,其颜色应为红色或有鲜明的红色标记。当生产机械设备启用紧急开关停车后,其残余能量可能引起危险时,必须设有与之联动的减缓运行或防逆转装置,必要时,应设有能迅速制动的安全装置。
(4)对于在调整、检查、维修时需要察看危险区域或人体局部(手或臂)需要伸进危险区域的生产机械设备,必须采取防止意外启动措施,这些措施包括:
①在对区域进行防护(如机械式防护)的同时,还应能强制切断机械设备的启动源系统。
②在总开关柜上设有多把锁,只有开启全部锁时才能合闸。
③控制或联锁元件应直接位于危险区域,并只能由此处启动或停车。
④机械设备上具有多种操纵和运转方式的选择器,应能锁闭在按预定的操作方式所选择的位置上,选择器的每一位置仅能与一种操作方式或运转方式相对应。
(5)生产机械设备因意外启动可能危及人身安全时,应配置起强制作用的安全防护装置。必要时,应配置两种以上互为联锁的安全装置,以防止意外启动。动力源因偶然切断后又重新自动接通时,控制装置应能避免机械设备产生危险运转。
2)安全防护装置性能安全防护装置应使操作者触及不到运转中的可动零部件,其防护距离符合《机械安全防止上下肢触及危险区域的安全距离》(GB 23821)的要求。在操作者接近可动零部件并有可能发生危险的紧急情况下,设备不能启动或能立即自动停机、制动。安全防护装置应符合产品标准规定的可靠性指标要求,应便于调节、检查和维修,并不得成为危险源。避免在安全防护装置和可动零部件之间产生接触危险。所有安全显示与报警装置都应灵敏、可靠。电气设备接地和防雷接地必须牢固可靠,接地电阻符合规范标准要求。
3)尘毒产生情况凡工艺过程中能产生粉尘、有害气体和其他毒物的生产机械设备,应尽量采用自动加料、自动卸料和密闭装置,并必须设置吸收、净化、排放装置,以保证工作场所和排放的有害物质浓度符合国家标准规定。对于有毒有害物质的密闭系统,应避免跑、冒、滴、漏。必要时,应配置监测、报警装置。对生产过程中尘毒危害严重的生产机械设备,必须
安装可靠事故处理装置及应急防护措施。检查尘毒量是否符合规定要求。
4)噪声和振动的机械设备噪声和振动的机械设备,必须在产品标准中明确规定噪声、振动指标限值,并采取有效防治措施。对固有强噪声、强振动机械设备,宜设置隔离或遥控装置。机械设备噪声、振动应符合标准限值规定。
5)防火与防爆性能生产、使用、贮存和运输易燃易爆物质和可燃物质的生产机械设备,应根据其燃点、闪点、爆炸极限等不同性质采取相应预防措施,包括实行密闭,严禁跑、冒、滴、漏;配置监测报警、防爆及消防安全设施;避免摩擦撞击,消除接近燃点、闪点的高温因素,消除电火花和静电积聚;设置惰性气体(氮气、二氧化碳、水蒸气等)置换及保护系统,设置水封阻火器等安全装置等。试运转时,应严格检查机械设备的防火措施是否达到设计的防火要求。对于爆炸和火灾危险场所,必须审核所使用的电气设备、仪器、仪表是否符合相应的防爆等级和有关标准。对于因物料爆聚、分解反应造成超温、超压可能引起火灾、爆炸危险的生产机械设备,应检查其所设置的报警信号系统、自动和手动紧急泄压排放装置是否灵敏可靠。
6)人员操作的安全性生产机械设备上供人员作业的工作位置应安全可靠,其工作空间应保证操作人员的头、臂、手、腿、足在正常作业中有充足的活动余地,危险作业点应留有足够的退避空间。操作位置高度在距离地面20m以上的生产机械设备,宜配置安全可靠的载人升降附属机械设备。对于噪声、振动、粉尘、毒物、热辐射危害较严重的作业场所,如果机械设备没有安全可靠的操作室,则应在合适地点设置操作室,并应使操作室满足下列要求:
(1)保证人员在操作时安全、方便和舒适,同时保证操作人员在座位上能直接控制全部操作位及操作件并具有良好的视野。
(2)应采用防火材料,其门窗透光部分应采用易清洗的安全材料制造,并应保证操作人员在操作室内就能擦拭。必要时,应在门窗透光部分配置擦拭装置。
(3)应具有防御外界有害作用(如噪声、振动、粉尘、毒物、热辐射和落物等)的良好性能。当操作室工作环境温度低于-0.5℃或高于35℃时,应配置安全的采暖、降温装置。
(4)操作室应保证操作人员在事故状态下能安全撤出。对于有可能发生倾覆的可行驶生产机械设备,除应设置保护操作室外的安全支撑,还应设置能从里面打开的紧急安全出口。
7)机械设备的照明系统生产机械设备必须保证操作点和操作区域有足够的照度,但要避免各种频闪和眩光现象。可移动式机械设备,其灯光应符合有关专业标准。生产机械设备内部需要经常观察的部位,应设置有照明装置或符合安全电压要求的电源插座。(二)机械设备的运行安全为确保化工机械设备长期、稳定、安全地运行,必须保证所有零部件处于完好状态。因此,必须加强机械设备运行中的维护管理,定期检查设备与机器的腐蚀、磨损情况,发
第二章化工运行安全技术现问题及时修复或更换,特别是当化工机械设备达到使用年限后,应及时更新,以防因腐蚀严重或超期服役而发生重大设备事故。化工生产的物料大都是易燃、易爆、有毒和腐蚀性强的介质,如果由于机械设备密封不严而造成泄漏,将会引起燃烧爆炸、灼伤、中毒等事故。因此,必须高度重视运行中各类化工机械设备的密封问题。现代化工生产装置大量采用了自动控制、信号报警、安全联锁和工业电视等一系列先进手段,做到了化工机械设备出现异常时,这些设施会自动发出警报或自动采取安全措施,保证安全运行。化工机械设备运行状况的好坏,将直接影响化工生产的连续性、稳定性和安全性,而且生产的特殊性使整个装置设备存在许多不安全因素。因此,强化化工机械设备的维护管理,确保化工机械设备的安全运行,在化工生产中具有极为重要的意义。
(1)作为生产一线的车间机械设备管理人员必须认真执行设备巡检制度,按时巡回检查,并做好记录,发现机械设备异常问题,及时发出异常情况反馈单,并就存在的问题制定纠正和预防措施,予以整改。作为机械设备管理的职能部门应做到每周至少检查一次,而其他的相关部门(如安全管理部门)应每月组织一次综合安全大检查,并不定期检查机械设备运行及安全管理状况。
(2)作为操作人员必须掌握机械设备操作的“四懂三会”;做到持证上岗;严格按操作规程进行机械设备的启动、运行与停车,严禁违章操作;坚守岗位,严格执行巡回检查制度,认真填写运行记录;认真做好机械设备润滑工作,并做好记录。机械设备润滑应严格按“五定”“三过滤”执行;严格执行交接班制度,将班内所有情况交接清楚;经常擦拭机械设备的各个部件,使其无油垢、无漏油、面貌清洁、运转灵活,及时消除机械设备的跑、冒、滴、漏。
(3)作为维修人员应主动了解机械设备运行状况,并定时、定点检查。维修或操作人员发现机械设备不正常,应立即查找原因,及时上报有关部门或人员,在紧急情况下,应采取果断措施或立即停车,没有弄清原因、没有排除故障时,不得盲目开车。发生的问题及处理情况必须详细如实地记录,并向下一班交代清楚。
(4)机械设备停运期间,应有专人负责,定期检查维护,做好防尘、防潮、防冻、防腐蚀和清洁工作,对于转动机械设备还应定期进行盘车,使其处于良好备用状态。(三)机械设备的检修安全在化工生产中,特别是大型化工联合企业中,各个生产装置之间,乃至厂与厂之间,是一个有机整体,它们相互制约,紧密联系。一个装置的开停车必然会影响到其他装置的生产,因此在检修前,必须制定一个全面的检修计划。在检修计划中,应根据生产工艺过程及公用工程之间的相互关联,规定各装置先后停车的顺序;停水、停气、停电、灭火炬、点火炬的具体时间;还要明确规定各个装置的检修时间,检修项目的进度,以及开车顺序等。一般都要画出检修计划图(鱼翅图)。在计划图中标明检修期间的各项作业内容,以便于对检修工作的管理。
1.化工机械设备检修的分类化工机械设备的检修,主要分为计划内检修和计划外检修。
1)计划内检修计划内检修是指企业根据机械设备管理、使用的经验,以及机械设备状况,制定机械设备检修计划,对机械设备进行有组织、有准备、有安排的检修。计划内检修又可分为大修、中修、小修。
2)计划外检修计划外检修是指因突发性的故障或事故而造成机械设备或装置临时性停车进行的抢修。计划外检修事先无法预料,无法安排计划,而且要求检修时间短,检修质量高,检修的环境及工况复杂,故难度较大。
2.化工机械设备检修的特点
1)化工机械设备检修的频繁性所谓频繁性是指计划内检修、计划外检修的次数多;化工生产的复杂性,决定了化工机械设备及管道的故障和事故的频繁性,因而也决定了检修的复杂性。
2)化工机械设备检修的复杂性由于化工生产中使用的化工设备、机械、仪表、管道阀门等,种类多,数量大,结构和性能各异,要求从事检修的人员具有丰富的知识和技术,熟悉和掌握不同机械设备的结构、性能和特点。检修中由于受到环境、气候、场地的限制,有些需要在露天作业,有些需要在设备内作业,有些需要在地坑或井下作业,有些还需要上、中、下立体交叉作业,给化工检修增加了复杂性。
3)化工机械设备检修的危险性化工生产的危险性决定了化工机械设备检修的危险性。化工机械设备和管道中有很多残存的易燃易爆、有毒有害、有腐蚀性的物质,而化工检修又离不开动火、进容器作业,稍有疏忽就会发生火灾、爆炸、中毒和化学灼伤等事故。统计资料表明,化工企业发生的事故中,停车检修作业或在运行中抢修作业中发生的事故占有相当大的比例。
3.机械设备检修前的准备
(1)机械设备的小修、计划外检修、日常检修,应指定专人负责,并办理各种手续和票证,同时指定安全负责人。机械设备的年度大修应由分管领导负责,并成立大修项目管理机构,制定大修方案,另外也必须指定机械设备检修安全负责人。
(2)机械设备的大修,应制定安全及防护措施,同时还应制定置换、清洗、中和、吹扫、抽堵盲板、重物起吊等方案,并经有关部门进行技术安全会审并批准。
(3)检修前,除企业已制定的安全规定以外,还必须针对检修作业内容、范围提出补充安全要求,明确作业程序、安全纪律,并指派专人负责现场安全监督检查工作,属于危险化学品企业的还应当严格执行《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)的要求。
(4)检修前必须根据检修项目、内容、要求,准备好所需材料、附件、机械设备,做好各种工器具的安全检查,按规定搭好脚手架,并指定专人仔细检查安全防护用具、测量仪器、消防器材。
(5)检修施工前必须明确各种配合联络程序、信号。
(6)施工前还须对全体参加检修人员进行一次全面安全教育,对特殊工种人员,必须进行重点安全教育。
第二章化工运行安全技术
4.检修的实施
(1)施工单位在检修前必须办理检修许可证、动火安全作业票、受限空间安全作业票等各种安全作业票证。
化工检修安全顺序:办理作业票证 → 盲板抽堵、清洗置换、卸压、切断电源 → 分析合格 → 作业。动火前必须置换分析合格(可燃气体、氧含量);进入受限空间先通风、再检测、后作业、专人监护。易错:未置换合格就动火=重大违章。
(2)检修前必须对机械设备进行盲板抽堵、清洗置换、卸压、切断电源等安全技术处理,解除机械设备的危险因素。
(3)检修中应经常清理现场,保持道路畅通,对于危险区域,应设置安全标识或防护栅栏。
(4)检修中要求各级人员分片包干,责任到人,经常进行巡回检查,加强现场安全管理。
(5)检修中必须对检修内容、作业方法等情况作详细记录,各种作业必须遵守有关安全制度。检修现场的十大禁令:
①不戴安全帽、不穿工作服者禁止进入现场。
②穿凉鞋、高跟鞋者禁止进人现场。
③上班前饮酒者禁止进入现场。
④在作业中禁止打闹或其他有碍作业的行为。
⑤检修现场禁止吸烟。
⑥禁止用汽油或其他化工溶剂清洗机械设备、机具和衣物。
⑦禁止随意泼洒油品、化学危险品、电石废渣等。
⑧禁止堵塞消防通道。
⑨禁止挪用或损坏消防工具和机械设备。
⑩现场器材禁止为私活所用。
5.机械设备检修的验收
(1)检修完毕时,检修人员必须清理现场,将各种垃圾清除,并将各种安全设施全部恢复原状,防止各种工、器具遗留在机械设备内,做到工完料净场地清。
(2)竣工验收前,必须对检修情况进行全面检查,检查检修项目有无遗漏、检修质量是否符合要求、机械设备盘车是否正常等。
(3)全面检查后,必须对机械设备进行试车,包括试温、试压、试漏、试安全装置及仪表的灵敏度等。
(4)试车合格后,必须办理验收手续,按验收质量标准进行逐项复查验收,全部合格后,办理竣工验收单,并正式移交生产,同时移交修理记录,并存档备查。(四)机械设备的防腐管理在化工生产中,绝大多数化工机械设备的失效是由腐蚀引起的。如何进行科学的防腐管理是化工生产过程中一个极为重要的环节。防腐管理的好坏直接关系到化工机械设备能否长期安全运行,关系到生产能否正常进行和企业的经济效益。防腐管理是整个企业管理中的重要内容之一,在化工生产管理中起着一种全局性的作用,绝不能忽视。化工机械设备的防腐管理工作贯穿于设备的设计、制作、储运和安装、使用、维修等方面,必须全过程地进行控制。
1.设计中的防腐管理
搞好化工防腐管理,在机械设备设计时就应有足够的考虑,应运用防腐的知识和经验来设计。防腐设计的主要内容包括选材、工艺设计、强度设计、设备与部件的结构设计和防腐方法选择等。
1)选材要根据介质环境考虑材料的耐蚀性,尤其是耐点蚀、耐应力腐蚀、耐晶间腐蚀、耐缝隙腐蚀和耐疲劳腐蚀的性能;还应注意整个系统中材料相互之间的适应性,尽量避免不同的金属材料相互接触。对于保温材料要选配恰当,含大量氯化物的保温材料不适用于不锈钢设备。
2)工艺设计介质要保持适当的、均匀的流速,要保持适当的温度和浓度等。
3)强度设计要考虑腐蚀性环境对于材料强度的影响,要正确考虑腐蚀裕量,特别要注意产生局部腐蚀、疲劳腐蚀和蠕变情况下的强度设计。
4)设备与部件的结构设计应尽量避免形成缝隙和形成积液的死区,排污孔应放在能全部排清残液的部位即最底端。尽量采用对接焊缝,避免搭接。换热设备的管板与换热管最好采用焊接加贴胀或强度胀加密封焊,必要时在流体入口处还应增加挡板以避免流体对设备的直接冲刷。
5)防腐方法选择防腐材料是用金属还是用非金属,非金属是用涂料还是用衬里,是用哪一种涂料或衬里,这些都要视具体环境进行正确选用。
2.制作过程中的防腐管理很多化工机械设备的腐蚀是由于制作过程中的缺陷而引起的。因此,化工机械设备在制作过程中必须按照相关的规程或规定来进行。
1)投料要按照设计要求,认真检查所用的材料,不能误用。例如:Q235-B与Q345R虽同为碳钢,但它们的强度及使用范围不一样,用错后可能在设备运行中引起事故;不锈钢有各种各样的牌号,不同牌号的不锈钢的耐蚀性能差异很大,用316 L钢(022Cr17Ni12Mo2)制造的设备,若错用了304L钢(022Cr19Ni10)便可造成这一部位的严重腐蚀,从而不能体现设计者的初衷。为此,对材料必须有严格的管理,要求清晰地标记出执行规范,当材料的牌号混淆不清时有必要进行复验。
2)冷加工冷加工会在工件中留下很大的残余应力。有资料表明,奥氏体不锈钢设备的应力腐蚀事故主要是冷加工残余应力造成的,因此当整个设备制作完成后,应尽可能进行整体或局部热处理以消除残余应力,如旋压封头在旋压后应进行消除应力处理。同时,在制作过程中要避免用重物乱捶乱打。《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21)也明确规定,容器在制作过程中不允许强力组装。
3)焊接焊接工艺及其质量对设备寿命影响很大,这主要是它与腐蚀的关系极为密切。设备要
第二章化工运行安全技术尽量减少焊缝,尽可能避免交叉焊缝。《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21)中对金属压力容器焊接明确规定:球形储罐球壳板不允许拼接,压力容器不宜采用十字焊缝,压力容器制造过程中不允许强力组装。焊接对不锈钢的耐蚀性能影响更大,奥氏体不锈钢焊接时必须选择适当的焊接工艺,焊接操作要快,焊后要快冷,避免敏化温度下长时间停留而产生晶间贫铬现象。因而,加强对焊接工艺的管理与指导有重要的意义。另外,焊接中的起弧、飞溅、气孔等与设备的腐蚀有很大的关系,在焊接过程中应十分注意。
4)热处理热处理工艺与质量直接影响设备的使用寿命与安全运行,必须了解不同材质的热处理特性,给予区别对待,应根据不同材质、不同的使用条件、不同的热处理目的制定不同的工艺规范。采用热处理消除残余应力是防止应力腐蚀破裂的重要措施,如盛装液化石油气、液氨等介质的容器。热处理要严格按照规范进行,应优先采用在炉内加热的办法,以确保热处理的质量。对热处理的设备、管道焊口要严格控制热处理过程中的升温速度、降温速度、恒温速度和恒温时间以及任意两测点间的温差等,铬钼钢管道焊口热处理后要做100??度检测。当热处理效果或热处理记录曲线存在疑问时,宜通过其他检测方法进行复查与评估。
5)防腐衬里防腐衬里效果的好坏取决于衬里施工质量,衬里防腐层不论是金属覆盖层还是非金属覆盖层,都要求在施工前进行一系列表面处理。表面处理采用手工打磨或喷砂的办法,要求达到平整,无明显凸凹、尖角、砂眼、缝隙等缺陷,转折处的圆角半径应不小于5mm,表面的油污也必须清除干净。在非金属衬里的设备中,衬里后不得施焊,也不得撞击敲打,以免破坏衬里层而引起设备腐蚀,所以设备的铭牌座等所有结构件应在衬里施工前焊好。
3.储运和安装过程中的防腐管理设备从出厂到投产之前要经过库存、运输的过程,然后进行安装,在这些环节中必须有相应的防腐管理,如果管理不善,将造成腐蚀。设备的库存期间主要应防止大气腐蚀,对不锈钢设备应防止氯离子污染,对钛材要防止铁离子污染,所以要根据具体情况采取投放干燥剂或充惰性气体保护等短期或长期的防护措施。设备在储运和安装过程中要防止碰撞、划伤(特别是搪玻璃设备),要防止因储运引起变形而增加应力腐蚀破裂的危险。安装时的紧固力要适中,避免用力过大留下残余应力。为了运输或安装方便,在设备上焊接的临时吊耳和拉筋等应采用与壳体相同或相似的材料,并用相适应的焊接材料和焊接工艺进行焊接,割除后留下的疤痕必须打磨平滑。这些都易在施工中被忽略而造成腐蚀。安装完毕后要及时清洗、清理,做好金属表面防腐。设备的水压试验也必须按规程的规定进行。
4.使用过程中的防腐管理在使用过程中,由于设备长期与腐蚀介质接触,生产又是在高温高压下进行的,所以在此过程中的腐蚀更为严重,尤其要加强管理。在生产过程中,正常运行时的参数不能随
安全生产专业实务化工安全意更改。工艺条件是经过反复试验和生产实践而总结出来的,不能为了增加产量就任意改变参数,使设备超负荷运行,一定要保证均衡生产。严格控制化工生产工艺条件是防腐管理的一个重要方面,如果违反生产工艺操作规程,必然会造成包括腐蚀在内的种种后果。有经验表明,腐蚀事故多数发生在新投产的项目上,所以防止试车时设备的腐蚀十分重要。这是因为设备在试车时的操作条件不稳,物料的组成、浓度、流速和温度变化较大,同时设备刚开始运行,可能清洗不彻底,残留泥砂和杂质,会促使设备的腐蚀比正常运行时快,因此必须从各方面加强管理以保护设备。例如:试车前应对设备严格清洗,试车时尽量保持工艺条件稳定,适当提高缓蚀剂的添加量等。防腐工作是全流程开展的工作。重点做好工艺防腐和设备防腐两项工作。工艺防腐方面,要对全流程的腐蚀介质分布进行分析,绘制分布图,对不同的部位进行注水,注缓蚀剂、中和剂等进行调整,必须全程分析化验,对铁离子、H?S、NH?、CI-等腐蚀性介质定量分析。在运行操作中,升温升压严格按照规程要求,防止应力腐蚀的出现。对出现的问题及时分析处理。设备防腐方面,对全流程材质防腐蚀速率要设置设防值,对材质的选用要进行分析,对系统进行定期测厚,对相变区域、变径区域、弯头、三通等特殊位置定期检测,有条件的可以设置在线防腐蚀监测系统、高温测厚系统等监测系统,对长输管线、场站埋地管线、大型储罐可以设置阴极保护系统等。设备管理人员必须建立设备腐蚀档案,按相关规定定期进行内外部检测,加强巡检,随时了解腐蚀情况,特别是要做好重点部位腐蚀情况观测,严格控制腐蚀环境。如有的水中氯离子含量虽然很低,但不锈钢表面由于氯离子的吸附、浓缩,含量可以达到很高的程度,像不锈钢换热器这样的设备很有必要进行定期清洗和及时排污,防止局部地方氯离子浓缩而引起腐蚀。
5.设备维修过程中的防腐管理当生产设备停止运行以后,必须将废液、废渣排除干净,不得滞留于设备内,防止残留的介质引起腐蚀。有的还要选择合适的方案进行处理,如锅炉系统停车后为防止其发生腐蚀,常用氮气密封或注满加有缓蚀剂的水等。维修时要根据不同情况制定对设备保护的措施,并应认真做好停车期间的设备检查和腐蚀检测。主要检查在设备运转中无法检查或无明确把握的腐蚀形态、腐蚀分布及损伤等,特别是锅炉、热交换器、管路等的结垢和堵塞情况;要检查材料强度劣化情况,看有无回火脆性、氢脆、应力腐蚀破裂等,对重点部位要测定壁厚。同时对出现的这些情况应找出原因,杜绝设备失效后只单纯更换新设备的不良习惯,对腐蚀事故一定不能放过,以免再次发生。另外,在维修过程中要避免对设备造成新的损伤,与制作过程一样要注意防止产生新的腐蚀隐患,如不能混用材料(包括焊接材料)、不能随意更换保温材料等。从以上各方面的防腐蚀管理工作可以看到,有的直接影响设备使用寿命,有的影响系统,有的甚至影响整个企业的生产。由此可见,化工机械设备防腐管理具有十分重要的意义,设备管理人员应深入开展防腐工作,分析、研究、解决化工生产中存在的各种腐蚀问题,提高防腐效果和经济效益。(五)机械设备的安全检测技术
第二章化工运行安全技术化工设备在制造过程中可能产生缺陷,而它们都是各种事故的隐患,因此确保容器在制造过程中得到可靠的质量保证,是十分重要的。化工设备检测是指对化工设备(尤其是锅炉、压力容器、机器的主要部件等)的原材料、设计、制造、安装、运行、维护等各个环节的检验、测量、试验和监督。目的在于依据相关法规,经过专职检验人员的判断下结论,提前消除各环节中出现的不安全因素,更可靠地保证安全。常见的化工设备检测技术分类如下:一是常规检测。包括宏观检测和工量具检测等,是检查人员凭眼睛、手等感觉器官和简单工具等对设备进行检测,判别化工设备存在的外在缺陷。二是无损检测。无损检测是不损坏材料而通过射线、超声波、磁粉、渗透和涡流检测等方法对设备及焊接接头内部和表面的缺陷进行检验。各种方法都有其局限性,如超声波检测对裂纹这类平面型缺陷灵敏度比射线探伤高,而射线检测则以检验如气孔、夹渣等体积型缺陷较有效;磁粉、渗透检测主要用于检查表面缺陷。三是理化检测。通常指机械性能测试和金相试验,用物理和化学方法分别检测装备构件的母材和焊接接头的力学性质、金相组织以及所含化学元素种类和含量,判别材质和焊接接头的缺陷。
1.常规检测
1)宏观检测宏观检测是指不采用或采用一些最基本的工具进行的总体上的、带有直观或外观性质的检验。宏观检测常用的工具有手锤、手电筒、放大镜、照相机等。宏观检测作为一种简单快速的检测方法,应用十分广泛,贯穿于设备使用的整个生命周期。
(1)通过宏观检测,可以达到如下检测目的:
①从总体上大致了解容器的质量状况,如产品制造的外观质量、焊接接头的成型质量与表面质量,在用设备的腐蚀状况、磨损情况、变形情况、有无泄漏等。
②通过宏观检测确定是否需要作进一步的检验,如NDT、金相、光谱或强度校核等。
③通过宏观检测,可以查出部分肉眼可见的缺陷,如表面腐蚀、表面损伤、异常变形、表面裂纹、焊缝咬边等。
④通过宏观检测确定某些几何尺寸测量的部位,如焊缝余高、焊缝错边量、焊缝棱角度等。
(2)在宏观检测过程中,注意事项如下:
①宏观检测的主要方法是目视检查(VT)。
②宏观检测的部位要考虑全面,不能遗忘任何细节;具体地讲,所有部位都要检查,所有部件都要检查,能检查的项目都得检查(当然也需考虑有详有略)。
③要根据设备的特点确定宏观检测的重点部位和重点内容。
④发现问题要思考、要分析,要弄清缺陷产生的原因,缺陷的程度和范围,可能带来的危害,以及应如何做进一步的检测等。
⑤要重视宏观检测,它是一种必要的检验手段,也是其他检测的基础,通过宏观检测往往能发现很多缺陷。
(3)在用压力容器外部检查中涉及的宏观检测项目:
①检查压力容器的本体、接口部位、焊接接头等是否有裂纹、过热、变形、泄漏等。
②检查压力容器的外表面有无腐蚀。
③检查保温层有无破损、脱落、潮湿、跑冷。
④检查检漏孔、信号孔的漏液、漏气情况并疏通检漏管。
⑤检查压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声及相互摩擦。
⑥检查安全附件。
⑦检查支承或支座的损坏,基础下沉、倾斜、开裂,以及紧固螺栓的完好情况。
⑧检查排放(疏水、排污)装置等。
2)工量具检测工量具检测则指借助一定的工量具所进行的测量。工量具检查的目的是测量压力容器的几何尺寸,压力容器的成型或安装误差尺寸,焊缝尺寸,以及有关缺陷的尺寸等。压力容器检验常用的工量具有钢直尺、钢卷尺、焊缝检验尺、样板、多功能检验尺、细钢丝线、垫块、塞规、游标卡尺等。压力容器检测中涉及的工具检测项目:
(1)压力容器或其部件的主要几何尺寸,如长度、高度、直径、厚度等。
(2)与压力容器成型或组装有关的尺寸,如最大最小直径差、容器直线度、封头形状偏差等。
(3)与焊缝有关的尺寸,如焊缝坡口角度、焊缝余高、焊缝宽、焊缝错边量、焊缝棱角度、角焊缝焊脚高等。
(4)某些缺陷的尺寸,如焊缝咬边的深度和长度、表面凹坑深度等。
2.无损检测无损检测技术是目前在物理学、电子学、电子计算机技术、信息处理技术、材料科学等学科的成果基础上发展起来的一门综合性技术,是现代工业过程设备安全管理体系中的主要技术之一。加强和发展无损检测技术是现代工业发展的重要保证。无损检测技术是保证过程设备安全运行的一门共性技术,已被广泛应用于现代工业的各个领域。先进发达的工业国家特别重视无损检测技术。美国为了保持其在世界上的领先地位,早在1979年的一次政府工作报告中就提出成立六大技术中心,其中之一就是无损检测技术中心。从这里可以看到工业发达国家对无损检测技术的重视和无损检测技术在现代工业发展中的地位。在现代化学工业的发展过程中,随着运行条件(设计)不断向高温、高压、高速、高应力发展,对材料的要求越来越高,允许材料和部件内部存在的缺陷越来越小,并要求得知缺陷的形态和性质,以便对检测对象作出全面的分析和判断。正是由于无损检测技术在工艺设备安全管理中的无可替代的作用,使得无损检测技术成为现代工业发展过程中重要的安全措施。一台设备在制造过程中,可能产生各种各样的缺陷,如裂纹、疏松、气泡、夹渣、未焊透和未熔合等。在运行过程中,由于应力、疲劳、腐蚀等因素的影响,各种缺陷又会不断产生和扩展。出现在设备外表面的缺陷可以通过宏观检测的方法找出来,出现在材料内部的缺陷,或外表面极其微小,无法通过常规检测发现的缺陷则需要通过无损探伤技术加以检测及评价。
第二章化工运行安全技术无损探伤即无损检测,是指在不损伤和破坏材料结构的情况下,对材料或设备构件的物理性质、工作状态和内部结构进行检测,并由所测的不均匀性或缺陷来判断材料是否合格、是否正常的检测技术。现代无损检测与评价技术,不但要检测出缺陷的存在,而且要对其作出定性、定量评价。其中包括对缺陷的定量测量(形状、大小、位置、取向、内含物等),进而对有缺陷的设备分析其缺陷的危害程度,以便在保障安全运行的条件下,作出带“伤”设备可否继续服役的选择,避免由于设备不必要的检修和更换所造成的浪费。随着科技的发展,各种无损探伤技术相继产生。但是在现代工业中应用最为普遍也较为成熟的试验方法,也就是平常所称的常规无损检测方法,主要包括射线照相检测(RT)、超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流检测(ET)、衍射时差法超声检测(TOFD)等。
1)射线照相检测射线照相检测是指用X射线或γ射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法,该方法是最基本且应用最广泛的一种非破坏性检验方法。
(1)射线照相检测的原理。射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线或γ射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异,便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。
(2)射线照相检测的特点:
①可以获得缺陷的直观图像,定性准确,对长度、宽度尺寸的定量也比较准确。
②检测结果有直接记录,可长期保存。
③对体积型缺陷(气孔、夹渣、夹钨、烧穿、咬边、焊瘤、凹坑等)检出率很高;对面积型缺陷(未焊透、未熔合、裂纹等),如果照相角度不适当,容易漏检。
④适宜检验厚度较薄的工件,不适宜检验较厚的工件,因为检验厚工件需要高能量的射线设备,而且随着厚度的增加,其检验灵敏度也会下降。
⑤适宜检验对接焊缝,不适宜检验角焊缝,以及板材、棒材、锻件等。
⑥对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难。
⑦检测成本高、速度慢。
⑧具有辐射生物效应,无损检测超声波探伤仪能够杀伤生物细胞,损害生物组织,危及生物器官的正常功能。总的来说,射线照相检测的特性是定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。
2)超声波检测
(1)超声波检测的定义:通过超声波与试件相互作用,就反射、透射和散射的波进行研究,对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。
(2)超声波工作的原理:主要是基于超声波在试件中的传播特性。
①声源产生超声波,采用一定的方式使超声波进入试件。
②超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用,使其传播方向或特征被改变。
③改变后的超声波通过检测设备被接收,并可对其进行处理和分析。
④根据接收的超声波的特征,评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。
(3)超声波检测的优点:
①适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测。
②穿透能力强,可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1~2mm的薄壁管材和板材,也可检测几米长的钢锻件。
③缺陷定位较准确。
④对面积型缺陷的检出率较高。
⑤灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷。
⑥检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。
(4)超声波检测的局限性:
①对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍需作深入研究。
②对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声波检测有困难。
③缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响。
④材质、晶粒度等对检测有较大影响。
⑤以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观,且检测结果无直接见证记录。
(5)超声波检测的适用范围:
①从检测对象的材料来说,可用于金属、非金属和复合材料。
②从检测对象的制造工艺来说,可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等。
③从检测对象的形状来说,可用于板材、棒材、管材等。
④从检测对象的尺寸来说,厚度可小至1mm,也可大至几米。
⑤从缺陷部位来说,既可以是表面缺陷,又可以是内部缺陷。
3)磁粉检测
(1)磁粉检测的原理:铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。
(2)磁粉检测的适用性和局限性:
①磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长0.1 mm、宽为微米级的裂纹),目视难以看出的缺陷。
②磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测,还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测。
③可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。
④磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难以发现。
第二章化工运行安全技术
4)渗透检测
(1)液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光源下(紫外线光或白光),缺陷处的渗透液痕迹被显示(黄绿色荧光或鲜艳红色),从而探测出缺陷的形貌及分布状态。
(2)渗透检测的优点:
①可检测各种材料,金属、非金属材料,磁性、非磁性材料,以及焊接、锻造、轧制等加工方式。
②具有较高的灵敏度(可发现0.1 μm宽的缺陷)。
③显示直观、操作方便、检测费用低。
(3)渗透检测的缺点及局限性:
①只能检出表面开口的缺陷。
②不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件。
③只能检出缺陷的表面分布,难以确定缺陷的实际深度,因而很难对缺陷作出定量评价。检出结果受操作者的影响也较大。
5)涡流检测涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法,它适用于导电材料。如果把一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流存在,即产生涡流。由于导体自身各种因素(如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等)的变化,会导致感应电流的变化,利用这种现象而判知导体性质、状态的检测方法称为涡流检测方法。涡流检测是工业上无损检测的方法之一。给一个线圈通入交流电,在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件,工件内会感应出涡流,受涡流影响,线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同,所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。涡流检测方法的操作速度很快,按照检验员的经验反馈,一条12m的长管,在顺利的情况下只需要几十秒就完成检验。
6)衍射时差法超声检测衍射时差法超声检测又称超声波衍射时差法(Time of Flight Diffraction, TOFD),是利用缺陷端点的衍射波信号探测和测定缺陷尺寸的一种自动超声检测方法。衍射时差法超声检测是国内外无损检测行业公认的新的检测技术,其主要优势是检测图像比较直观、检测能力强、精度高。在国外工程上应用广泛,而且有逐渐取代X射线检测方式的趋势。
(1)衍射时差法超声检测技术的特点:
① TOFD技术的定量精度高。TOFD技术对缺陷的定量精度远高于常规手工超声波检测。如对线性缺陷或面积型缺陷,TOFD定量误差小于1mm。对裂纹和未熔合缺陷高度测量误差通常只有零点几毫米。
②TOFD技术的可靠性好。衍射波进行检测过程中,衍射信号不受声束及方位的影响,缺陷都能有效发现,检出率较高。国外研究机构的缺陷检出率的试验评价:手工UT,50??70?OFD,70?0???械扫查UT+TOFD,80?5??
③ TOFD简单快捷,适应环境能力强。最常用的非平行扫查只需一人即可以操作,探头只需沿焊缝两侧移动即可,检测效率高,操作成本低。在许多不宜使用射线的场合,可以利用TOFD替代射线探伤进行作业。
④TOFD系统采用数字化处理数据,数据存储量大,识别精度较高。配有自动或半自动扫查装置,能够确定缺陷与探头的相对位置,信号通过处理可以转换为精细的TOFD图像,更有利于缺陷的识别和分析。
(2) TOFD技术与常规脉冲回波超声检测技术相比,主要不同点:
①缺陷衍射信号与角度无关,检测可靠性和精度不受角度影响。
②根据衍射信号传播时差确定衍射点位置,缺陷定量定位不依靠信号振幅。
(3)TOFD技术与常规X射线检测技术相比,主要不同点:
① TOFD能够判断厚度方向的长度缺陷。TOFD能对缺陷的深度和自身高度进行精确测量,而射线只能得到缺陷的俯视图信息,不能定量。
②TOFD技术可探测的厚度大,对厚板探伤的效果远大于射线对厚板的穿透能力。
③ TOFD技术检测缺陷的能力非常强,检出率约90而相比之下,射线检测的检出率约75??
④ TOFD技术所采集的是数据信息,能够进行多方位分析,甚至可以对缺陷进行立体复原。
⑤ TOFD技术是利用超声波进行探伤,对检测时的工作环境没有特殊的要求,检测操作简单,扫查速度快,检测效率高。射线检测因其放射的危害性受到国家政策的严格控制,现场只能单工种工作,过程烦琐,耗时长,降低了检测工作效率。
⑥TOFD成本低,重复成本少;射线检测需建造暗室、冲洗拍片,投入较高。(六)设备完整性管理设备完整性管理(也称设备完好性管理)是化工过程安全管理的核心要素之一,是保障危险化学品企业安全生产、预防重大事故的基础。随着我国化工行业安全管理的不断深化,设备完整性管理已从传统的“设备管理”向“全生命周期风险管控”转变。目前有关设备完整性管理的标准有:强制性标准《油气输送管道完整性管理规范》(GB
32167);推荐性国家标准《常压储罐完整性管理》(GB/T 37327)、《成套装置完整性管理》(GB/T 42783)、《危险化学品企业设备完整性第1部分:管理体系要求》(GB/T
44692.1)和《危险化学品企业设备完整性第2部分:技术实施指南》(GB/T
44692.2);推荐性行业标准《化工过程安全管理导则》(AQ/T 3034)。按照管理范围来分,一是特定的设备完整性管理标准,如《油气输送管道完整性管理规范》(GB 32167)和《常压储罐完整性管理》(GB/T 37327);二是综合性的设备完整性管理标准,如《成套装置完整性管理》(GB/T 42783)、《危险化学品企业设备完整性第1部分:管理体系要求》(GB/T 44692.1)、《危险化学品企业设备完整性第2部分:技术实施指南》(GB/T44692.2)和《化工过程安全管理导则》(AQ/T 3034)。
第二章化工运行安全技术
1.有关设备完整性管理标准的规定和适用范围
(1)《油气输送管道完整性管理规范》(GB 32167—2015):该标准规定了油气输送管道完整性管理的内容、方法和要求,包括数据采集与整合、高后果区识别、风险评价、完整性评价、风险消减与维修维护、效能评价等内容。该标准适用于遵循《输气管道工程设计规范》(GB 50251)或《输油管道工程设计规范》(GB 50253)设计,用于输送油气介质的陆上钢质管道的完整性管理。该标准不适用于站内工艺管道的完整性管理。
(2)《常压储罐完整性管理》(GB/T 37327—2019):该标准规定了立式圆筒形钢制焊接常压储罐全寿命周期完整性管理的内容、方法和要求。该标准适用于立式圆筒形钢制焊接常压储罐,其他常压或低压(工作压力小于0.1 MPa)储罐的完整性管理可参照执行。
(3)《成套装置完整性管理》(GB/T 42783—2023):该标准规定了炼油、化工、煤化工成套装置中静设备(压力容器、常压储罐、工业管道、炉管、阀等)、动设备(泵、压缩机、风机等)、仪表系统、电气设备全寿命周期完整性管理的内容、方法和要求,包括了设备设计、制造安装、投用运行、停用报废等环节的完整性管理内容。该标准适用于炼油、化工、煤化工成套装置完整性管理,油气集输场站、石油储备基地完整性管理也可参照使用。
(4)《危险化学品企业设备完整性第1部分:管理体系要求》(GB/T 44692.1—
2024):该标准规定了危险化学品企业设备完整性管理体系的组织环境、领导作用、策划、支持、运行、绩效评价、改进的要求。该标准适用于危险化学品企业设备管理工作所涉及的静设备、动设备、电气设备、仪表设备等设备设施的完整性管理。其他企业的设备管理可参照使用。
(5)《危险化学品企业设备完整性第2部分:技术实施指南》(GB/T 44692.2—
2024):该标准提供了危险化学品企业设备分级评价、风险定级、缺陷分类、可靠性评价与寿命预测、腐蚀监检测及风险评估、动设备监测诊断等方面的指导。该标准适用于危险化学品企业设备管理工作所涉及的静设备、动设备、电气设备、仪表设备等设备设施的完整性管理。其他企业的设备管理可参照使用。
(6)《化工过程安全管理导则》(AQ/T 3034—2022):该标准规定了化工过程安全管理中各个管理要素的管理要求。该标准适用于化工生产和危险化学品储存企业。其中“4.10设备完好性管理”规定了企业应系统管控设备设施全生命周期的完好性,涵盖设计、制造、安装、使用、检验、维护直至报废。核心在于建立并落实管理制度,通过设备分类、风险分析、监测检验、预防性维修和缺陷整改等措施,确保设备始终处于安全可靠状态。同时应运用信息化手段,推行在线监测、预防性维护,及时处置故障,保障设备安全稳定运行,有效防范事故。
2.设备完整性管理的定义各标准的设备完整性及设备完整性管理的定义的说法不同,但其核心含义是一样的。
(1)《危险化学品企业设备完整性第1部分:管理体系要求》(GB/T 44692.1—
2024)的定义:
①设备完整性:设备在物理上和功能上是完整的,处于安全可靠的受控状态,符合
预期的功能,反映设备安全性、可靠性、维修性等设备特性的综合。
②设备完整性管理:在设备全生命周期内,基于风险和体系化的思维,采取规范管理和改进技术相结合的方法,并实施持续改进,以保证设备在物理上和功能上是完整的,符合其预期的功能和用途的管理活动。
(2)《成套装置完整性管理》(GB/T42783—2023)的定义:
①成套装置完整性:反映成套装置(指在炼油、化工、煤化工行业中,将原料经过工艺过程加工成化学成品的流程设备、工业管道、仪表、电气设备的系统组合)在结构和功能上是完整的、处于安全可靠的受控状态,符合预期功能的综合属性。
②成套装置完整性管理:管理者为保证成套装置完整性而进行的一系列管理活动。具体指管理者针对成套装置面临的不断变化的风险因素进行识别和评价,不断消除识别到的不利影响因素,采取各种风险减缓措施,将风险控制在合理、可接受的范围内,最终达到持续改进、减少设备事故,安全、经济、合理运行的目的。
③《化工过程安全管理导则》(AQ/T 3034—2022)没有给出定义,“4.10设备完好性管理”中体现设备完好性管理的含义:通过系统的管理措施和技术手段,确保设备在其全生命周期内保持安全可靠运行的状态。
3.核心理念设备完整性管理不仅关注设备的“不坏”,更强调其“可控”“可靠”“可预测”。其核心包括:
(1)风险导向:以设备风险识别与评估为基础,制定差异化管理策略。
(2)全生命周期管理:涵盖设计、采购、安装、运行、维护、报废各阶段。
(3)系统性管理:融合管理制度、技术标准、人员能力、数据支持等多要素。
(4)持续改进:通过监测、审核、评估,不断优化管理绩效。
4.设备完整性管理的关键技术要点
1)设备分类与风险评估根据设备在工艺系统中的重要性、风险等级进行分类。采用基于风险的检验(RBI)、以可靠性为中心的维修(RCM)和失效模式及影响分析(FMEA)等方法进行风险评估,确定检验与维护策略。
2)检验、测试与预防性维护制定基于风险的检验计划,明确检验项目、方法、周期。对关键设备(如压力容器、管道、安全阀等)实施定期检验与测试。推行预防性维护,避免“坏了再修”的被动模式。
3)缺陷管理与纠正措施建立缺陷识别、报告、分析、处理、验证的闭环机制。对重复性缺陷进行根本原因分析,制定系统性改进措施。
4)泄漏管理建立泄漏检测与修复程序,重点关注高风险介质和部位。推广泄漏检测与修复(LDAR)技术,实现无组织排放的有效控制。
5)数据管理与信息化
第二章化工运行安全技术建立设备数据库,记录设计、运行、检验、维修等全生命周期数据。利用大数据、人工智能(AI)技术进行设备状态预测与健康管理。第五节特殊作业环节安全技术由于新建、改建、扩建工程项目施工和装置检修、抢修等,化工企业每年都有大量的动火、进人受限空间、临时用电等安全风险较高的特殊作业,这些特殊作业集中了建筑、石油化工等行业生产过程所具有的风险,是化工企业安全管理工作的重点和难点,也是化工企业事故多发的环节。近些年来,国家有关部门相继颁布了一些国家标准和安全规范,明确了动火作业、受限空间作业、高处作业、动土作业、临时用电作业、吊装作业、盲板抽堵作业、断路作业、检维修作业等化工企业中常见的特殊作业安全技术要求、管理要求,为化工企业制定、完善作业许可管理提供了安全标准与规范的依据,化工企业逐渐形成了一套比较完善的管理方法,通过作业许可制度、危害识别、层层审批把关、作业过程监护等方法,实现了特殊作业安全风险的可控。本节主要参考了《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871,该标准不包含检修作业、射线探伤作业)、《化学品生产单位设备检修作业安全规范》(AQ 3026)的要求,充分考虑了化工企业特殊作业的实际需要,梳理了动火作业、受限空间作业、高处作业、动土作业、临时用电作业、吊装作业、盲板抽堵作业、断路作业、设备检修作业、射线探伤作业等10个作业类别的安全风险要点,从安全技术角度阐述特殊作业前、作业过程中和作业结束后的安全风险分析要点,帮助安全管理人员了解、熟悉、掌握化工企业特殊作业存在的主要安全风险及其风险管控措施,指导化工生产一线安全技术实践。
一、动火作业安全技术根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),动火作业是指在直接或间接产生明火的工艺设施以外的禁火区内从事可能产生火焰、火花和炽热表面的非常规作业,如使用电焊、气焊(割)、喷灯、电钻、砂轮、喷砂机等进行的作业。(一)化工企业动火作业类型化工企业主要的动火作业类型有:
(1)气焊、电焊、铅焊、锡焊、塑料焊等各种焊接作业及气割、等离子切割机、砂轮机、磨光机等各种金属切割作业。
(2)使用喷灯、液化气炉、火炉、电炉等明火作业。
(3)烧(烤、煨)管线、熬沥青、炒砂子、铁锤击(产生火花)物件、喷砂和产生火花的其他作业。
(4)生产装置和罐区连接临时电源并使用非防爆电气设备和电动工具。
(5)使用雷管、炸药等进行爆破作业。(二)动火作业危险性分析安全技术要点
1.动火作业发生火灾、爆炸、中毒事故的原因
(1)设备、管线不置换或虽经置换但未达到安全要求。
(2)设备、管线和运行系统没有可靠隔离,系统中的可燃物或有毒物质泄漏而引起火灾、爆炸或中毒事故。
(3)动火设备本体采取了可靠的措施,但附近的设备未采取防范措施或动火点周围的可燃物未清除,动火中火花飞溅造成燃烧、爆炸事故。
(4)动火过程中,动火环境中释放出可燃气体,如地面下水井、地漏、切水井等没有进行封堵或者封堵不严实造成油气外逸,也可导致火灾、爆炸事故的发生。
(5)在气焊气割作业过程中,如果乙炔气瓶泄漏或者对其防护不当造成火花引燃气瓶胶管,也会导致火灾、爆炸事故的发生。
(6)在受限空间内动火过程中,动火可能会产生有毒气体、动火环境可能会释放出有毒气体,从而导致中毒事故。
2.动火作业前常见的不安全行为、不安全状态
(1)动火安全作业票存在问题:
①动火安全作业票填写不认真,有些内容无法辨识。
②动火安全作业票代签字。
③动火安全作业票级别与实际不符合,随意升级或者降级,在不符合固定用火区等条件的地方随意建立固定用火区,属于一级动火的签发二级动火安全作业票等。
④动火作业的时间、动火部位及内容与实际不符。
⑤不检查动火人的特殊工种证件,动火安全作业票中填写的作业人员与实际施工人员不符。
(2)施工作业负责人、施工作业所在单位的负责人、签发动火安全作业票的人等相关人员不到现场确认动火措施是否落实就在动火安全作业票上签字,或者实际措施与动火安全作业票填写的不符(如加盲板的数量不符)等。
(3)危害因素识别流于形式。
(4)对动火部位不进行可燃、有毒气体采样分析。
(5)动火作业安全措施不落实或落实不到位,如未对下水井进行有效封堵,未达到动火条件强行动火。
(6)施工机具存在着各种不安全状态,如乙炔气瓶距离动火点太近,乙炔气瓶卧放,气瓶缺少防震圈,使用工艺管线、设备或金属框架作为电焊机二次侧的回路线,电焊机电源线裸露等。
(7)与动火作业相连接的所有管线未进行有效隔离,用开关阀门代替盲板。
3.动火作业过程中的危险性分析安全技术要点动火作业过程中常见不安全行为、不安全状态主要表现在:
(1)作业地点周边存在影响动火作业安全的其他作业,如刷漆作业,现场不配备灭火设施等。
(2)动火作业过程,监护人随意离开现场,离开现场不通知作业人员停止作业;监护人在监护现场做与监护工作无关的事情,如玩手机、看报纸等,对现场的不安全行为和不安全状态视而不见,起不到监护作用。
第二章化工运行安全技术
(3)高处动火作业不采取防火花飞溅的措施,高处动火没有搭设安全、牢固的作业平台,不系安全带或安全带系挂不规范。
(4)动火作业结束后,对作业现场不进行检查验收等。(三)动火作业安全防护措施由于化工企业厂区内动火作业过程中存在的危害因素处于不断变化中,且动火作业是一项复杂、危险的作业活动,所以要求在正常运行生产区域内,凡可动可不动的动火一律不动火,凡能拆下来的设备、管线都应拆下来移到安全地方动火,严格控制动火作业。
1.作业前的安全防护措施
1)工艺处置及采样分析凡在盛有或盛装过助燃或易燃易爆危险化学品的设备、管道等生产、储存设施及《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)规定的火灾爆炸危险场所中生产设备上的动火作业,应将上述设备设施与生产系统彻底断开或隔离,进行设备、管道内部气体分析,不应以水封或仅关闭阀门代替盲板作为隔断措施。经彻底吹扫、清洗、置换后,打开人孔,通风换气;打开人孔时,应自上而下依次打开,并经分析合格后方可动火。动火点周围或其下方如有可燃物、电缆桥架、孔洞、窨井、地沟、水封设施、污水井等,应检查分析并采取清理或封盖等措施;对于动火点周围15m范围内有可能泄漏易燃、可燃物料的设备设施,应采取隔离措施;对于受热分解可产生易燃易爆、有毒有害物质的场所,应进行风险分析并采取清理或封盖等防护措施。在盛装或输送过蒸汽、水、风等介质的塔、罐、容器等设备和管线上动火的,应断开法兰或加装盲板,并进行设备、管线内部气体分析和环境气体化验分析,分析数据填入动火安全作业票中,分析单附在动火安全作业票的存根上,以备存查和落实防火措施。在作业过程中可能释放出易燃易爆、有毒有害物质的设备上或设备内部动火时,动火前应进行风险分析,并根据分析结果采取有效的风险防范措施,必要时应在相关位置进行连续检测气体浓度,发现气体浓度超限报警时,应立即停止作业;在较长的物料管线上动火,动火前应在彻底隔绝区域内分段采样分析。在管道、储罐、塔器等设备外壁上动火,应在动火点10m范围内进行动火气体分析,同时还应检测设备内气体含量。气体分析取样时间与动火作业开始时间间隔不应超过30min;特级、一级动火作业中断时间超过30min,二级动火作业中断时间超过60min,应重新进行气体分析;每日动火前均应进行气体分析;特级动火作业期间应连续进行监测。当被测气体或蒸气的爆炸下限大于或等于4??,其被测浓度应不大于0.5体积分数);当被测气体或蒸气的爆炸下限小于4??,其被测浓度应不大于0.2体积分数)。动火部位存在有毒有害介质的,应对其浓度作检测分析,若其含量超过《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》(GBZ 2.1)规定的接触限值时,应采取相应的安全措施,并在“动火安全作业票”上注明。停工大修装置在彻底撤料、吹扫、置换、化验分析合格后,工艺系统要采取有效隔离措施,设备、容器、管道首次动火,须采样分析合格。设备、容器与工艺系统已彻底隔离,内部无夹套、填料、衬里、密封圈等,不会再释
放有毒有害和可燃气体的,首次取样分析合格后,分析数据长期有效;当设备、容器内存有夹套、填料、衬里、密封圈等,有可能释放有毒有害、可燃气体的,采样分析合格后超过规定时间动火的,须重新检测分析合格后方可动火。分析采样时,采样点的选择要有代表性,在较大的设备内动火,必须选择有代表性的上、中、下(左、中、右)三个点进行检测,采样时要将采样管伸向设备内部。设备内的气体比空气重时,应在底部采样;设备内的气体比空气轻时,应在上部采样。
2)动火环境的检查确认作业前,要检查确认动火环境是否安全,对动火点周围下水系统存油进行冲洗,下水系统内无存油后要对下水系统进行有效封堵,下水井及地漏系统用不少于两层的石棉布覆盖,并用不少于5cm厚的细土封堵,或用水泥抹死,无存油的地沟要灌满水。动火前应清除现场一切可燃物,并准备好消防器材。
3)动火安全作业票的办理动火作业实行分级管理。根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),动火作业分为特级动火作业、一级动火作业和二级动火作业,一般按照动火作业的部位、时间、危险程度等分为特级、一级、二级以及固定动火区作业。由于动火作业的危险性大,且动火作业的部位千差万别,有的在设备内,有的在设备外,有的在高空,有的在井下,加之设备管道内的介质也各不相同,动火作业的环境也大有不同。因此,在办理“动火安全作业票”时,必须针对作业的内容结合作业位置、作业环境等进行危害识别,制定相应的作业程序及安全措施,并将安全措施填入“动火安全作业票”内。“动火安全作业票”是动火作业的凭证和依据,不得随意涂改、代签,并应妥善保管。对于动火作业,各企业有不同的要求和管理方法,需要提醒的是,在盛装或输送可燃气体、可燃液体、有毒有害介质或其他重要的运行设备、容器、管线上进行焊接作业时,设备管理部门必须对施工方案进行确认,对设备、容器、管线进行测厚,并在动火安全作业票上签字。施工动火作业涉及其他管辖区域时,由所在管辖区域单位领导审查会签,并由双方单位共同落实安全措施,各派一名动火监护人,按动火级别进行审批后,方可动火。动火点距生产装置、罐区边界15m以内(一般生产装置边界是装置围栏或相当于围栏的位置,罐区边界是防火堤),对该装置或罐区安全生产可能造成威胁时,“动火安全作业票”必须由该单位领导或值班人员会签,必要时加派动火监护人。一张“动火安全作业票”只限一处动火,实行一处(一个动火地点)、一票(“动火安全作业票”)、一人(动火监护人)。
4)现场检查安全措施交底动火作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对需动火作业的设备设施进行现场检查,对动火作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工作业环境对动火安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填人相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监
第二章化工运行安全技术护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1)作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
(2)会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3)涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.作业过程中的安全防护措施动火作业实行“三不动火”,即没有经批准的“动火安全作业票”不动火、动火监护人不在现场不动火、安全管控措施不落实不动火。作业过程中的管理是动火作业管理的重中之重,在此过程中,动火监护人和作业人员的良好安全行为对作业安全起着至关重要的作用。
1)对作业监护人的要求动火监护人应了解动火区域或岗位的生产过程,熟悉工艺操作和设备状况,有处理应对突发事故的能力,有较强的责任心,出现问题能正确处理;动火监护人应参加由企业安全监督管理部门组织的动火监护人培训班,考核合格后由企业安全监督管理部门发放动火监护人资格证书,做到持证上岗。动火监护人在接到“动火安全作业票”后,应在安全技术人员和单位负责人的指导下,逐项检查落实防火措施,检查动火现场的情况。动火监护人在监护过程中应佩戴明显标志,如挂牌或者穿反光马甲等,动火过程中,不得离开现场,要随时注意环境的变化,发现异常情况,立即停止动火,当作业内容发生变更时,应立即停止作业,“动火安全作业票”同时废止。确需离开时,由监护人收回“动火安全作业票”,暂停动火,当发现动火部位与“动火安全作业票”不相符合,或者动火安全措施不落实时,动火人出现不安全的行为或作业现场出现不安全状况时,动火监护人要及时制止动火作业并采取相应措施,若动火人不执行或不听劝阻,动火监护人应收回“动火安全作业票”,并向上级报告。由于动火作业现场条件随时变化,为了确保现场作业条件符合安全要求,也为了约束动火监护人能够尽职尽责,可以采用作业过程监护检查表的形式,列出动火监护人在动火前、动火过程中需要检查的内容,对照检查表定时检查并在相应的项目内做好标记,发现不符合可以立即予以整改或者制止作业活动。
2)对作业人员的要求作业人员必须接受安全教育并考试合格,具备一定的安全技能。特种作业人员应有相应的操作资格证书,施工单位作业负责人、安全管理人员需经政府主管部门考核并取得安
全资质证书。施工人员应能解读装置现场各类安全警示标志的含义,具备在作业现场发生危险情况时的逃生技能。同时,掌握基本的消防知识,能熟练使用常用消防器材。在作业过程中,严格执行规章制度和操作规程,对监护人或者主管部门、消防队人员提出的要求应立即执行,但有权拒绝违章指挥的指令。作业人员还要按规定穿戴好防护服装、用品,确保作业过程中的自身安全。电焊作业人员要戴专用的防护手套、防护口罩和护目镜等,如在高处作业时还应系挂安全带。
3)动火作业过程中的管理要求动火作业过程中,实行“三不动火”。安全监督部门、消防队、施工所在单位的领导或安全管理人员要不定时去现场监督检查监护人的履职情况,掌握施工现场的动态,在发现违反制度的动火作业或危险动火作业时,要及时收回“动火安全作业票”,停止动火。
(1)动火期间,距动火点30m内严禁排放各类可燃气体,15m内严禁排放各类可燃液体。在动火点10m范围内、动火点上方及下方不应同时进行可燃溶剂清洗或喷漆作业。在动火点10m范围内不应进行可燃性粉尘清扫作业。
(2)涉及可燃性粉尘环境的动火作业应满足《粉尘防爆安全规程》(GB 15577)要求。
(3)装置停工吹扫期间,严禁一切明火作业。动火作业期间,施工人员、监护人要分别随身携带自己应持有的作业票,以便于监督检查。
(4)在厂内铁路沿线25m以内动火作业时,如遇装有危险化学品的火车通过或停留时,应立即停止作业。
(5)遇五级风以上(含五级风)天气,禁止露天动火作业;因生产确需动火,动火作业应升级管理。
(6)特级动火作业应采集全过程作业影像,且作业现场使用的摄录设备应为防爆型。
(7)特级、一级动火安全作业票有效期不应超过8h;二级动火安全作业票有效期不应超过72h。在受限空间内动火,除遵守上述安全措施外,还要执行受限空间特有的一些安全要求,在受限空间内进行动火作业、临时用电作业时,不允许同时进行刷漆、喷漆作业或使用可燃溶剂清洗等其他可能散发易燃气体、易燃液体的作业。
3.作业结束后的安全防护措施动火作业结束后,动火人收好工具,与监护人以及参与动火作业的其他人员一起检查和清理现场,施工余料运走,用电设备拉闸、上锁,卸下氧气瓶、乙炔瓶上的阀门、胶管等,气瓶存放到气瓶库中;检查确认现场无残留火种后方可离开现场。监护人确认现场满足安全条件后,在“动火安全作业票”的“完工验收”栏中签字。如果第二天继续施工,施工余料或机具可暂放在现场,但要摆放整齐,不得占用消防通道,不得放在巡检通道、过桥台阶等影响正常操作或者应急救援的位置。
4.焊接和切割作业安全焊接和切割作业是动火作业中最为常见的动火形式,是一种明火高温作业,气焊、气割的火焰温度达3300℃,电焊更高达4200℃,火星和熔渣能飞溅到5m以外。气焊、气割用的乙炔是易燃易爆物质,爆炸极限又特别宽,只要空气中有2.5??乙炔遇到明火就
第二章化工运行安全技术会产生爆炸。气焊、气割用的氧气瓶、乙炔瓶均属压力容器,盛装的又是易燃易爆物质,危险性就更大。电焊、气焊的作业场所不固定,很多时候安全条件较差,鉴于焊接、切割作业的危险性,在此专门作些介绍。
1)电焊作业安全手工电弧焊是利用电弧放电时产生的热量熔化接头而实现焊接的。手工电弧焊操作者接触电的机会比较多,更换焊条时,手要与电极接触,电气装置出故障,防护用品有缺陷及违反操作规程等,都有可能发生触电事故,尤其是在容器内(或大直径管道)工作时,因四周都是金属导体,触电的危险性更大。焊条是由钢丝(焊芯)和药皮两部分组成的,钢丝用来传导焊接电流并产生电弧,使其本身熔化,形成焊缝中的主要填充金属,药皮是焊条的重要组成部分,它由一定数量和不同用途的矿石、铁合金、化工原料(有的焊条还有有机物)混合而成。焊条及焊件在焊接电弧高温作用下,发生物质蒸发、凝结和气化并产生大量烟尘,同时还会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体,在通风条件差的作业环境下长期工作,易使人中毒。弧光中的紫外线和红外线,会引起眼睛和皮肤疾病。针对上述危险,电焊作业要注意以下安全事项:
(1)作业前先检查设备和工具,重点是设备的接地或接零、线路的连接和绝缘性能等。
(2)焊工施焊应穿绝缘胶鞋,戴绝缘手套;在金属容器设备内、地沟里或潮湿环境作业,应采用绝缘衬垫以保证焊工与焊件绝缘;焊工的手和身体的其他部位不应随便接触二次回路的导体(如焊钳口、焊条、工作台等),使用照明行灯的电压不应超过12V,严禁露天冒雨从事电焊作业。
(3)焊接和切割操作中,应注意防止由于热传导作用引起的火灾、爆炸,防止电火花和火星点燃可燃易爆物质,工作结束后要仔细检查,确认安全后,方可离开现场。
(4)气体保护焊接都使用压缩气瓶,必须采取防止气瓶爆炸的措施。
(5)电焊设备的安装、接线、修理和检查,须由专业电工进行,焊工不得擅自拆修设备,在办理临时用电手续后,由电工接通电源,焊工不得自行处理;在闭合或拉开电源闸刀时,应戴干燥的绝缘手套,防止触电和保险丝熔断时产生弧光烧伤皮肤。
(6)电焊工不要携带电焊把钳进出设备,带电的把钳应由外面的配合人员递进递出,工作间断时,把钳应放在干燥的木板上或绝缘良好处。
(7)电焊与气焊在同一地点作业时,电焊设备与气焊设备以及把线和气焊胶管,都应该分离开,相互间最好有10m以上的距离。
(8)在高处进行焊接作业时要采取防止火花飞溅的措施,防止落下的火花引发火灾、爆炸事故。
(9)移动电焊机时,要先切断电源;焊接中突然停电时,要切断电源。
(10)电焊机应放置在防雨、干燥和通风良好的地方。
(11)电焊机电源侧应设置漏电保护器,漏电保护器参数应符合规范要求,电焊机的金属外壳和正常不带电金属部分应与保护零线作电气连接。额定空载电压高于交流68V(峰值)和48V(有效值)或直流113V(峰值)的电焊机必须安装二次侧防触电装置,如二次侧空载降压保护装置等。
(12)为电焊机配置的开关箱应靠近电焊机布置,便于紧急情况下快速切断电源。交流弧焊机变压器的一次侧电源线长度不应大于5m,线数及相数与焊机要求相符。二次侧电源线应采用防水橡皮护套铜芯软电缆,与焊机连接处应有防护装置,电缆长度不应大于30m,不得有裸露部分,不得使用工艺管线、设备或金属框架作为电焊机二次侧的回路线。
(13)使用电焊机作业时,电焊机与动火点的间距不应超过10m,不能满足要求时应将电焊机作为动火点进行管理。
2)气焊与气割作业气焊是将化学能转变为热能的一种熔化焊接方法,它是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰加热金属的,气焊所用的可燃气体主要是乙炔气或液化石油气等。气焊应用的设备主要有氧气瓶、乙炔瓶、液化气罐等,应用的器具包括焊炬、减压器及胶管等。气焊主要应用于薄钢板、有色金属、铸铁件、刀具、硬质合金等材料,以及磨损、报废零部件的焊接。气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧的预热火焰,将金属加热到燃烧点,并在氧气射流中剧烈燃烧而将金属分开的加工方法。切割所用的可燃气体主要是乙炔和丙烷。气割的实质是金属在高纯度氧中的燃烧,并用氧气吹力将熔渣吹除的过程,而不是金属的熔化过程。气焊与气割所用的乙炔、液化石油气、氧气等都是易燃易爆气体,氧气瓶、乙炔发生器、乙炔瓶和液化石油气瓶等都属于压力容器,气焊与气割操作中需与危险物品接触,同时又使用明火,易造成火灾和爆炸事故。气焊气割作业要注意以下事项:
(1)作业前要清除工作场地周围的可燃物和易爆物,防止熔珠、火星和熔渣等飞溅引起火灾和爆炸事故,作业时要防止火星、铁熔珠和熔渣等四处飞溅造成灼烫事故。
(2)在进行气焊与气割作业前应对气瓶系统进行气密性检查,系统有泄漏时不得使用。
(3)乙炔瓶使用时必须垂直放置,应有防倾倒措施,不得卧放使用,使用时应安装防回火装置,乙炔气瓶上的易熔塞朝向无人处。
(4)乙炔减压器与瓶连接必须牢固可靠,严禁在漏气情况下使用;如发现瓶阀、减压器、易熔塞着火时,用干粉灭火器或二氧化碳灭火器扑救,禁用四氯化碳灭火器扑救。
(5)不得使用绳拉等危险方式往高处运送气瓶,也不得采用从楼梯或斜道自由滚落的方式往下运送气瓶。
(6)乙炔瓶用完之前要保留瓶内最低余压,减少瓶内丙酮损失。
(7)氧气瓶阀口处不得沾染油脂。
(8)氧气瓶、乙炔瓶存放于通风良好的专用棚内,不得靠近火源或在烈日下暴晒;冬季如发现瓶阀冻结,严禁用明火烘烤,宜用40℃以下的温水解冻,存放地点悬挂警示标识。氧气瓶不得与乙炔瓶或其他易燃气瓶混放。氧气瓶、乙炔瓶应避免同车运输,装卸气瓶时严禁摔、抛、滚动和碰撞,无防护帽、防震圈的气瓶不得搬运或装车。
(9)使用气焊、气割动火作业时,氧气瓶与乙炔瓶的间距不应小于5m,二者与动火点间距不应小于10m,并应采取防晒和防倾倒措施;乙炔瓶应安装防回火装置。
第二章化工运行安全技术
(10)气瓶压力表与气阀必须完好,与气瓶连接的胶管必须使用箍件绑扎牢固,破损和严重老化的胶管不得使用,不得使用超期使用及没有制造和检验钢印的气瓶。
二、受限空间作业安全技术受限空间作业涉及的行业多,作业环境复杂,危险有害因素多,是风险非常高的作业活动。化工企业每年都有大量因有章不循、盲目施救或救援方法不当而造成伤亡扩大的事故发生,这些死伤事故不仅仅发生在复杂的作业场地,也常常发生在一些看似很平常、很简单的受限空间作业中,死伤的人员中,既有在受限空间作业的人员,又有未经培训、没有应急救援设备的盲目施救的“应急救援人员”。因此,做好受限空间作业安全管理非常重要。根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),受限空间是指进出受限,通风不良,可能存在易燃易爆、有毒有害物质或缺氧,对进入人员的身体健康和生命安全构成威胁的封闭、半封闭设施及场所,如反应器、塔、釜、槽、罐、炉膛、锅筒、管道以及地下室、窨井、坑(池)、管沟或其他封闭、半封闭场所。(一)受限空间作业类型化工企业的受限空间作业一般是指进入所辖区域的炉、塔、釜、罐、仓、槽车、管道、烟道、下水道、沟、井、池、涵洞、裙座等地点进行检维修、清理等作业。有些区域或地点不符合受限空间的定义,但是可能面临类似于受限空间作业时发生的潜在危害,此时建议按照受限空间作业管理,例如:
(1)把头伸入直径为30cm以上的管道、洞口、氮气吹扫过的罐内。
(2)高于1.2m的垂直墙壁围堤,且围堤内外没有到顶部的台阶,在围堤区域内,作业者身体暴露于物理或化学危害之中。
(3)在化工装置区域内动土或开渠深度大于1.2m,或作业时人员的头部在地面以下的。
(4)化工装置多层管廊、有毒介质机泵房等。(二)受限空间作业危险性分析安全技术要点针对受限空间作业存在的危险性,应从工艺处置、作业人员个体防护、作业机具、作业环境和关联特殊作业等多方面入手进行分析。
1.受限空间作业常见的安全风险及不安全行为、不安全状态
(1)火灾、爆炸事故风险:
①受限空间可能盛装过或积存有毒有害、易燃易爆物质,如果工艺处理不彻底,或对需进入的设备未采取有效的隔离措施,就会使可燃气体、有毒有害气体残留或突然窜入。
②受限空间一般平时处于密闭状态或低洼处,通风不良,不利于有害气体的排出,施工人员将施工用的氧气瓶、乙炔瓶带进受限空间内,乙炔瓶可能发生泄漏。
③受限空间内动火作业时,同时进行刷漆作业,其中的可燃溶剂挥发,也可造成火灾、爆炸事故。
(2)中毒和窒息事故风险:
①如果受限空间内储存的介质为有毒有害介质,作业前没有按规定蒸煮、隔离、通风并化验分析合格,人员一旦进入往往会造成中毒、窒息事故。
②对与受限空间相连的氮气等窒息性气体管线没有彻底隔离,依靠关闭阀门代替盲板隔离,或阀门关闭不严致使气体窜入受限空间内。
③受限空间内作业期间,未经允许擅自关闭出入口。
(3)有些设备设施内可能还有各种传动装置和电气系统,如搅拌装置等,如果检修前没有彻底切断电源,可能造成人员物体打击、触电等事故。
(4)受限空间作业危险性很大,而受限空间一般较狭小,对于作业人员的逃生及获救都有不利影响,一定要制定应急救援预案,防止事故的发生。
2.受限空间作业前常见不安全行为、不安全状态
(1)对受限空间作业的概念理解有偏差或误区,对原本属于进入受限空间的作业不办理受限空间安全作业票或不认真执行特殊作业管理制度,如对一些半封闭的作业场所,有人认为不存在有毒有害气体逸出就不需办理“受限空间安全作业票”,导致很多受限空间作业没有办理“受限空间安全作业票”,或者是受限空间安全作业票有代签、漏项、缺项现象。
(2)不重视危害识别,识别不准确,对作业过程的危害认识不清,填写时存在应付现象。
(3)不重视作业方案的编制,不制定作业方案或方案简单,操作性不强,细节规定不明确,实施过程中操作弹性大,不仅施工质量难以保障,还容易在作业过程中发生事故。例如,在受限空间内的高处作业识别不到位,防坠落措施不落实导致发生高处坠落事故。
(4)对作业部位、作业活动填写不具体、不准确。
(5)不重视气体化验分析,没有拿到化验分析结果即开具受限空间安全作业票,甚至开始作业;作业过程中忽视对环境可燃/有毒气体检测,没有意识到现场作业是一个动态的过程,任何事情随时有可能发生。
(6)对作业环境处理不到位,如用关闭阀门代替加盲板,不严格落实安全措施,申请人、审批人、作业负责人等不到现场检查确认。
(7)对外来作业人员的管理不到位,不进行车间级安全教育,或者只进行口头的安全教育和技术交底。
(8)不重视应急管理,表现在制定的应急预案走形式,应急器材不落实,发生事故时不能及时施救,或盲目施救造成事故扩大。
3.作业过程中的危险性分析安全技术要点
(1)监护人不佩戴明显标志,监护人对现场的违章和脏乱差现象视而不见,不能及时制止。
(2)指派监护人时,往往选择一些技术水平低、责任心差、体弱多病者,甚至指派新入厂员工负责监护任务。
(3)监护人没有责任心,敬业精神不强,对监护人的职责不清楚,执行监护任务时溜号、打瞌睡、看报纸、聊天等做与监护工作无关的事情,对现场出现的不安全行为和不
第二章化工运行安全技术安全的状态,不能准确识别,如对作业人员擅自变更作业地点等,不能及时制止,监护人有事离开现场不与作业人员通报,作业人员在监护人离开现场的情况下,继续作业。
(4)未按规范要求对作业现场进行连续检测气体浓度,未能掌握作业现场的有害气体浓度变化,不能及时采取有效控制措施。(三)受限空间作业安全防护措施根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)等要求,以及实际工作中发现的问题,提出以下安全措施。
1.作业前的安全防护措施
1)危害识别及安全防护措施在受限空间作业前,必须对作业过程中可能存在的危害进行识别并评估危害可能带来的风险大小。在此基础上,编制作业方案,方案中要有作业程序和安全防护措施等内容,作业方案要由相关单位会签。在进入受限空间前,受限空间作业地点所属单位负责人与施工单位作业负责人应对作业监护人和作业人员进行必要的安全教育,内容应包括所从事作业及作业过程中可能存在的危害和可能带来的风险以及相应的安全知识、紧急情况下的处理和救护方法等。
2)应急预案制定及应急设施配备应急预案的内容要针对该作业可能存在的危害和带来的风险发生时,作业人员的逃生路线和救护方法,监护人与作业人员约定联络信号,现场应配备的救生设施和灭火器材等。现场人员应熟知应急预案内容,在受限空间外的现场配备一定数量符合规定的应急救护器具(包括空气呼吸器、供风式防护面具、救生绳等)和灭火器材。出入口内外不得有障碍物,保证其畅通无阻,便于人员出入和抢救疏散。
3)工艺处置
(1)清洗与置换。根据受限空间盛装(过)的介质特性,对受限空间进行清洗或置换。对盛装过能产生自聚物的设备容器,作业前应进行工艺处理,如采取蒸煮、置换等方法,并作聚合物加热等试验。
(2)隔离。作业前,应对受限空间进行安全隔离,要求如下:
①与受限空间连通的可能危及安全作业的管道应采用加盲板或拆除一段管道的方式进行隔离;不应采用水封或关闭阀门代替盲板作为隔断措施。
②与受限空间连通的可能危及安全作业的孔、洞应进行严密封堵。
③对作业设备上的电器电源,应采取可靠的断电措施,电源开关处应上锁并加挂警示牌。
(3)通风。作业前,应保持受限空间内空气流通良好,可采取如下措施:
①打开人孔、手孔、料孔、风门、烟门等与大气相通的设施进行自然通风。
②必要时,可采用强制通风或管道送风,管道送风前应对管道内介质和风源进行分析确认。
③在忌氧环境中作业,通风前应对作业环境中与氧性质相抵的物料采取卸放、置换或清洗合格的措施,达到可以通风的安全条件要求。
(4)气体环境要求。作业前,应确保受限空间内的气体环境满足作业要求,内容
如下:
①作业前30 min内,对受限空间进行气体检测,检测分析合格后方可进入。
②检测点应有代表性,容积较大的受限空间,应对上、中、下(左、中、右)各部位进行检测分析。
③检测人员进入或探人受限空间检测时,应佩戴符合规定的个体防护装备。
④涂刷具有挥发性溶剂的涂料时,应采取强制通风措施。
⑤不应向受限空间充纯氧气或富氧空气。
⑥作业中断时间超过60 min时,应重新进行气体检测分析。
(5)降温。受限空间作业前,应将温度降至适宜人员进入作业的温度。
4)气体检测内容及要求
(1)氧气含量为19.5?1体积分数),在富氧环境下不应大于23.5体积分数)。
(2)有毒物质允许浓度应符合《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》(GBZ2.1)的规定。
(3)可燃气体、蒸气浓度要求应符合动火分析合格判定指标的规定。
(4)首次采样分析,必须使用色谱仪进行分析。作业时,作业现场应配置移动式气体检测报警仪,连续检测受限空间内可燃气体、有毒气体及氧气浓度,并2h记录1次;气体浓度超限报警时,应立即停止作业、撤离人员、对现场进行处理。处理后应再次使用色谱仪对受限空间内的气体采样分析,合格后方允许人员再次进入受限空间。
5)对作业人员的要求
(1)作业人员应充分了解作业内容、地点(位号)、时间、要求,熟知作业中的危害因素和“受限空间安全作业票”中的安全措施,持有审批同意的“受限空间安全作业票”方可施工作业。
(2)“受限空间安全作业票”所列的安全防护措施应经落实确认、监护人同意后,方可进行受限空间作业,对违反制度的强令冒险作业、违章指挥、安全措施不落实、作业监护人不在场等情况有权拒绝作业。
6)对作业监护人的要求
(1)受限空间作业要安排专人现场全程监护,不应在无任何防护措施的情况下探入或进入受限空间;作业期间,作业监护人严禁离岗。
(2)作业监护人要熟悉作业区域的环境和工艺情况,有判断和处理异常情况的能力,懂急救知识,作业前负责对安全措施落实情况进行检查,发现安全措施不落实或不完善时,要及时制止作业活动。
(3)作业监护人要携带移动式气体检测报警仪器、通信设备、救援设备,监护人一般应有2人,监护人应选择适当的监护地点,注意自身防护。在风险较大的受限空间作业时,应增设监护人员,并随时与受限空间内作业人员保持联络。
(4)对时间长,需要倒班监护的工作,应安排人员轮换进行。
(5)监护人应对进入受限空间的人员及其携带的工器具种类、数量进行登记,作业完毕后再次进行清点,防止遗漏在受限空间内。对作业人员出现的异常行为及时警觉并作
第二章化工运行安全技术出判断,与作业人员保持联系和交流,观察作业人员的状况;发现异常时,立即向作业人员发出撤离警报,并帮助作业人员逃生,同时立即呼叫紧急求援。
7)个体防护进入受限空间作业的人员应正确穿戴相应的个体防护装备。进入下列受限空间作业应采取如下防护措施:
(1)缺氧或有毒的受限空间经清洗或置换仍达不到受限空间内气体检测要求的,应佩戴满足《呼吸防护用品的选择、使用与维护》(GB/T 18664)要求的隔绝式呼吸防护装备,并正确拴带救生绳。
(2)易燃易爆的受限空间经清洗或置换仍达不到受限空间内气体检测要求的,应穿防静电工作服及工作鞋,使用防爆工器具。
(3)存在酸碱等腐蚀性介质的受限空间,应穿戴防酸碱防护服、防护鞋、防护手套等防腐蚀装备。
(4)在受限空间内从事电焊作业时,应穿绝缘鞋。
(5)有噪声产生的受限空间,应佩戴耳塞或耳罩等防噪声护具。
(6)有粉尘产生的受限空间,应在满足《粉尘防爆安全规程》(GB 15577)要求的条件下,按《个体防护装备配备规范第1部分:总则》(GB 39800.1)要求佩戴防尘口罩等防尘护具。
(7)高温的受限空间,应穿戴高温防护用品,必要时采取通风、隔热等防护措施。
(8)低温的受限空间,应穿戴低温防护用品,必要时采取供暖措施。
(9)在受限空间内从事清污作业,应佩戴隔绝式呼吸防护装备,并正确拴带救生绳。
(10)在受限空间内作业时,应配备相应的通信工具。
8)受限空间安全作业票的办理
(1)受限空间施工单位作业负责人,应持有施工任务单,到设施所属单位办理“受限空间安全作业票”。
(2)设施所属单位安全负责人与施工单位作业负责人针对作业内容,对受限空间进行危害识别,制定相应的作业程序、安全措施和安全应急预案。安全应急预案内容包括作业人员紧急状况时的逃生路线和救护方法。
(3)在对受限空间内部各类气体检测分析合格后,将分析报告单附在“受限空间安全作业票”存根上。
(4)设施所属单位安全负责人和领导要对作业程序和安全措施进行确认后,方可签发“受限空间安全作业票”,并指派作业监护人。施工单位作业负责人应向作业人员进行作业程序和安全措施的交底,并指派作业监护人。
(5)受限空间作业时,应将相关的受限空间安全作业票、施工方案、应急预案、气体连续监测记录、人员及工具出入记录等文件贴挂在现场。
9)现场检查和安全措施交底受限空间作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对需进入受限空间作业的
设备设施进行现场检查,对受限空间作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工作业环境对受限空间安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1)作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
(2)会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3)涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.作业过程中的安全防护措施
(1)受限空间作业实行“三不进入”,即未持有经批准的“受限空间安全作业票”不进入,安全措施不落实到位不进入,监护人不在场不进入。
(2)禁止在人员进出通道口堆放施工机具、物料,以保证受限空间出入口畅通,并在该设备外明显部位挂上“设备内有人作业”的牌子。停止作业期间,应在受限空间入口处增设警示标志,采取防止人员误入的措施。
(3)当受限空间状况改变时,作业人员应立即撤出现场,同时为防止人员误入,在受限空间入口处应设置“危险!严禁入内”警告牌或采取其他封闭措施。处理后需重新办理受限空间安全作业票方可进入。
(4)为保证受限空间内空气流通和人员呼吸需要,可采用自然通风,必要时采取强制通风,严禁向内充氧气。
(5)难度大、劳动强度大、时间长、高温的受限空间作业应采取轮换作业方式。
(6)对带有搅拌器、电离器等转动部件的设备,应在停机后切断电源,摘除保险或挂接地线,给开关上锁并在开关上挂“有人工作、严禁合闸”警示牌,必要时派专人监护。
(7)接入受限空间的电线、电缆、通气管应在进口处进行保护或加强绝缘,应避免与人员出入使用同一出入口。受限空间作业应使用安全电压和安全行灯。进入金属容器(炉、塔、釜、罐等)和特别潮湿、工作场地狭窄的金属容器内作业,照明电压不大于12V;需使用电动工具或照明电压大于12V时,应按规定安装漏电保护器,其接线箱(板)严禁带入容器内使用。受限空间作业环境原来盛装可燃性液体、气体等介质的,应使用防爆电筒或电压不大于12V的防爆安全行灯,行灯变压器不得放在容器内或容器上;作业人
第二章化工运行安全技术员应穿戴防静电服装,使用防爆工具,严禁携带手机等非防爆通信工具和其他非防爆器材。
(8)受限空间作业,不得使用卷扬机、吊车等运送作业人员;作业人员所带的工具、材料须登记,作业人员不应携带与作业无关的物品进入受限空间;作业中不应抛掷材料、工器具等物品。
(9)在特殊情况下(如油罐清罐、氮气状态下),作业人员可戴供风式面具、空气呼吸器等。使用供风式面具时,必须安排专人监护供风设备。
(10)受限空间作业期间,严禁同时进行各类与该受限空间有关的试车、试压或试验。
(11)受限空间作业监护人严禁进入受限空间内,受限空间内的作业人员发生中毒、窒息的紧急情况,监护人严禁未佩戴防护用具即进入受限空间内,应迅速与其他人员联系,抢救人员必须佩戴隔离式防护面具进入受限空间,并至少有一人在受限空间外部负责联络工作。
(12)作业停工期间,应在受限空间的人口处设置“危险!严禁入内”警告牌或采取其他封闭措施防止人员进入。
(13)上述措施如在作业期间发生异常变化,应立即停止作业,经处理并达到安全作业条件后,方可继续作业。
(14)作业人员必须按“受限空间安全作业票”上的规定进行作业,服从作业监护人的指挥;作业期间发生异常情况时,未穿戴符合规定的个体防护装备的人员严禁入内救援,发现情况异常或感到不适和呼吸困难时,应立即向作业监护人发出信号、迅速撤离现场,严禁在有毒、缺氧环境中摘下防护面罩;发现作业监护人不在现场,要立即停止作业。
(15)施工的氧气瓶、乙炔瓶严禁带入受限空间内。
(16)受限空间内动火作业时,严禁同时进行刷漆、防腐作业。在受限空间内刷漆或防腐喷涂作业时,保持受限空间内通风良好,必要时可接风机强制通风。
(17)受限空间安全作业票有效期不应超过24h。
3.作业结束后的安全防护措施
(1)施工单位作业负责人组织作业人员清理作业现场,作业人员全部撤出,并将所有带入的工器具、剩余的材料或废料带出。
(2)作业监护人对撤出的作业人员数,以及带出受限空间的工器具、材料等物件进行清点,确保受限空间内作业人员已全部撤出,工器具、未消耗材料没有遗落在受限空间内。
(3)施工单位作业负责人安排人员关闭受限空间出入口,暂时不能关闭的,要设置围挡和“危险!严禁入内”警示标识。
(4)设施所属单位安全负责人与施工单位作业负责人对受限空间内外进行全面检查,确认无误后方可封闭受限空间,并在“受限空间安全作业票”的完工验收栏中签名确认。
三、高处作业安全技术化工装置多为多层布局,高处作业或交叉作业比较多,如装置检修,设备、管线、阀根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),高处作业是指在距坠落基准(一)高处作业分级根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),高处作业按照作业高度h分根据《高处作业分级》(GB 3608—2025),高处作业分级按照表2-15进行分级。表2-15高处作业分级门拆装、更换,防腐刷漆保温,仪表调校,电缆架空敷设等。同时,在项目建设建筑施工面2m及以上有可能坠落的高处进行的作业。坠落基准面是指坠落处最低点的水平面。为2m≤h≤5m、5m<h≤15m、15m<h≤30m、h>30m等4个区段。过程中,高处坠落事故发生的频率很高,因此有效控制高处作业风险是保证作业安全的核
①内容。高处作业高度h/m分类法2≤h≤5 5<h≤15 15<h≤30 h>30A I Ⅱ Ⅲ IVB Ⅱ Ⅲ IV IV不存在下列任一种客观危险因素的高处作业按表2-15规定的A类法分级,存在下
(1)GB/T 28591—2012中3.2规定的5级以上风力。
(2)GBZ/T229.3—2010中4.3规定的Ⅱ级或Ⅱ级以上的高温作业。
(3)作业时间段平均气温等于或低于5℃的作业环境。
(4)接触冷水温度等于或低于12℃的作业。
(5)作业场地有冰、雪、霜、水、油等易滑物。
(6)GB/T 50034—2024中5.5.4规定的低于该作业场所一般照明照度标准值的
(7)作业活动范围与危险电压带电体的距离小于表2-16的规定。表2-16作业活动范围与危险电压带电体的距离列的一种或一种以上客观危险因素的高处作业按表2-15规定的B类法分级。可能引起坠10或低于15lx的作业场所。落的10种客观危险因素:危险电压带电体的电压等级/kV距离/m危险电压带电体的电压等级/KV距离/m≤10 1.7 220 4.035 2.0 330 5.066~110 2.5 500 6.0
第二章化工运行安全技术
(8)摆动,或立足处不是平面或只有很小的平面,致使作业者无法维持正常姿势。注:很小的平面是指任一边小于500mm的矩形平面、直径小于500mm的圆形平面或具有类似尺寸的其他形状的平面。
(9)GBZ 2.2—2007中14.2规定的Ⅲ级或Ⅲ级以上的体力劳动强度。
(10)空气中含氧量低于19.5??存在有毒气体的作业环境。(二)高处作业危险性分析安全技术要点高处作业最为常见的事故就是高处坠落事故,可引起高处坠落事故的危险因素主要有:
(1)作业地点的洞、坑无盖板或检修过程中移去盖板。
(2)平台、扶梯的栏杆不符合安全要求,临时拆除栏杆后没有防护措施,不设警告标志。
(3)高处作业不挂安全带或安全带不合格、没有使用全身式安全带,或佩戴、系挂时不规范、不挂安全网。
(4)在管道上施工,没有设置系挂安全带的生命绳。
(5)梯子使用不当或梯子不符合安全要求。
(6)不采取任何安全措施,在石棉瓦之类不坚固的结构上作业。
(7)脚手架有缺陷,使用不合格的脚手架、吊篮、吊板、梯子。
(8)高处作业用力不当、重心失稳。
(9)临时拆除的护栏、格栅没有保护措施。
(10)高处作业拆卸的设备零部件或者使用的工器具缺少防护措施,有可能掉落伤人,造成物体打击事故。检修工器具、配件没有防坠落措施等。(三)高处作业安全防护措施
1.作业前的安全防护措施
1)高处安全作业票的办理
(1)根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),从事高处作业的单位应办理“高处安全作业票”,落实安全防护措施后方可作业。
(2)施工单位作业负责人应根据高处作业的分级和类别向审批单位提出申请,办理“高处安全作业票”。
(3)“高处安全作业票”审批人员应在作业现场检查确认安全措施后,方可批准高处作业。
(4)高处作业的有效期最长为7天。当作业中断,再次作业前,应重新对环境条件和安全措施进行确认。在作业期内,施工单位作业负责人应经常深入现场检查,发现隐患及时整改,并做好记录。若作业条件发生重大变化,应重新办理“高处安全作业票”。
2)个体防护用品的配备
(1)施工现场要配备必要的救生设施、灭火器材和通信器材等。
(2)在使用个人防护坠落的装备之前,应注意使用人员已接受培训,能够识别坠落隐患并正确使用个人防护坠落装备;装备的所有组件应与制造商的说明书一致;所有的设备,包括安全带、系索、安全帽、救生索等,不得存在如焊接损坏、化学腐蚀、机械损伤等状况,锚固点和连接器已经检验合格;在每次使用前必须对个人防护坠落装备所有附件进行检查并消除工作面的不稳定和人员的晃动带来的坠落隐患;在坠落过程中,有可能撞一
上低层的表面或物体,对这种可能也要采取相应的措施。
(3)高处作业人员必须系好安全带和安全绳,戴好安全帽,衣着要灵便,禁止穿带钉易滑的鞋。安全带要符合《安全带》(GB 6095)的要求,安全绳要符合《坠落防护安全绳》(GB 24543)的要求,安全帽要符合《安全帽》(GB 2811)的要求等。30m以上高处作业时应配备通信联络工具,安全带的各种部件不得任意拆除。安全带使用时必须挂在施工作业处上方的牢固构件上,应高挂(系)低用,不得采用低于肩部水平的系挂方法,不得系挂在有尖锐棱角的部位,安全带系挂点下方应有足够的净空。
(4)高处作业时必须有稳定的工作面,应根据实际需要配备符合安全要求的作业平台、吊笼、梯子、挡脚板、跳板等;脚手架的搭设、拆除和使用应符合《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB 51210)等有关标准要求。
(5)高处作业人员不应站在不牢固的结构物上进行作业;在彩钢板屋顶、石棉瓦、瓦棱板等轻型材料上作业,应铺设牢固的脚手板并加以固定,脚手板上要有防滑措施;不应在未固定、无防护设施的构件及管道上进行作业或通行。
(6)在邻近排放有毒、有害气体、粉尘的放空管线或烟囱等场所进行作业时,应预先与作业属地生产人员取得联系,并采取有效的安全防护措施,作业人员应配备必要的符合国家相关标准的防护装备(如隔绝式呼吸防护装备、过滤式防毒面具或口罩等)。
(7)在同一坠落方向上,一般不应进行上下交叉作业,如需进行交叉作业,中间应设置安全防护层,坠落高度超过24m的交叉作业,应设双层防护。
(8)根据实际要求配备符合安全要求的吊笼、梯子、电梯等防坠落用品与登高器具、设备等。
3)现场检查和安全措施交底高处作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现场检查,对高处作业内容、可能存在的风险及施工作业环境安全措施进行交底,结合施工作业环境对高处安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1)作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
(2)会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3)涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
第二章化工运行安全技术安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
4)其他作业前的安全防护措施
(1)尽可能把工作安排在地面上进行,避免高处作业。必须进行高处作业时,专业人员(设备、工艺、安全)参与作业前工作危害分析(JHA),制定详细的高处作业方案(包括救援、急救方案),并确定合适的坠落保护措施和设备,尽可能采用脚手架、操作平台和升降机等作为作业安全平台,在搭设脚手架、钢结构的同时应设置楼梯、扶手和救生索。做好临边防护措施,并尽可能在地面预制好装设缆绳、护栏等设施的固定点以及锚固点和生命线等,避免在高处进行焊接。
(2)高处作业人员必须经过专业技术培训并考试合格,持证上岗,并定期进行体格检查。患有职业禁忌证(如高血压、心脏病、贫血病、癫痫病、精神疾病等)、年老体弱、疲劳过度、视力不佳及其他不适于高处作业的人员,不得进行高处作业。
(3)夜间必须进行的高处作业,作业前要制定专项施工方案并经施工管理部门审批,现场要有充足的照明;雨天和雪天高处作业前,采取可靠的防滑、防寒和防冻措施,冰、雪均应及时清除;上下垂直作业前,搭设防护棚,采取隔离措施,作业场所有坠落可能的物件,应一律先行拆除或加以固定,所使用的工具、材料、零件等放入工具袋。工具使用时要系安全绳,不用时应放入工具袋内。现场负责人要对所有安全设施进行检查,发现松动、变形、损坏或脱落等现象,要及时修理完善,确认其牢固、可靠;施工项目所在单位安全负责人与施工单位作业负责人对作业人员进行必要的安全教育,进行作业程序和安全措施的交底,并查验安全措施全部落实。
2.作业过程中的安全防护措施
1)作业现场安全防护措施
(1)高处作业严禁投掷工具、材料及其他物品,所用材料应堆放平稳,必要时应设安全警戒区并设专人监护;作业人员上下时手中不得持物,不得在高处作业处休息,不得在不坚固的结构(如彩钢板屋顶、石棉瓦、瓦棱板等轻型材料等)上作业。
(2)因作业需要,临时拆除或变动安全防护设施时,要经作业负责人同意,并采取相应的措施,作业后应立即恢复。
(3)雨天和雪天作业时,应采取可靠的防滑、防寒措施;遇有5级以上(含5级)强风、浓雾等恶劣天气,不应进行高处作业、露天攀登与悬空高处作业;暴风雪、暴雨、台风后,应对作业安全设施进行检查,发现问题立即处理。
(4)在作业点附近设有排放有毒有害气体及粉尘超出允许浓度的烟囱及设备时,严禁进行高处作业。作业人员在作业中如发现情况异常或感到不适和呼吸困难时,应立即向作业监护人发出信号、迅速撤离现场,严禁在有毒、缺氧环境中摘下防护面罩。
(5)施工作业区域内,直径小于500 mm的洞口要进行可靠封盖或封堵,直径大于500 mm的洞口除封盖外,还要加装栏杆围护,并设置醒目的警示标志。
(6)进行格栅板、花纹板铺设时,要边铺设边固定,在同一垂直面上不得同时进行格栅板、花纹板的铺设作业,高处作业人员佩戴全身式安全带时,在移动过程中必须保证至少有一个挂钩有效。
2)高处作业防护装备高处作业除为个人配备的防护用品,如安全帽、安全带以外,还需综合考虑现场作业条件,设置防高处坠落的其他装备,以确保作业安全。下面简单介绍几种防坠落设备。
(1)防坠落装备。高处作业应设置用于阻止作业人员从工作高度坠落的一系列的防护装备,包括:锚固点连接器、生命绳、全身式安全带、抓绳器、减速装置、定位系索或其组合。锚固点连接器是把坠落保护设施固定到锚固点上的一个部件或装置。生命绳是指一根垂直或水平的绳,固定到一个锚固点上或两个锚固点之间,可以在其上面挂系索或安全带。水平绳选用外有绝缘材料直径不小于12mm的钢丝绳,水平绳的紧固采用φ12 mm马鞍卡。锚固点是指用于其上固定生命线、引入线或系索的固定点。全身式安全带是能够系住人的躯干,把坠落力量分散在大腿上部、骨盆、胸部和肩部等部位的安全保护装备,包括用于挂在锚固点或生命线上的两根系索。系索是用于将人员和锚固点或生命绳连接在一起的短绳或系带。
(2)梯子。高处作业中经常需要使用梯子,在使用中常常因梯子质量、放置、监护等环节出现疏漏而导致事故的发生,因此在使用梯子时应注意以下几方面的要求:
①在使用木竹梯子之前,应检查其有无损坏,凡有腐朽枯节、裂纹、虫蛀等缺陷时,不得使用。不得把短梯拼接成长梯使用。
②在使用前,必须把梯子安置牢固,不可使其摇动或倾斜过度。在光滑坚硬的地面上使用梯子时,需在地面上垫草袋子或橡胶板,并用绳索将梯子下端与固定物绑紧。也可以设专人在下面扶梯子。
③在梯子上工作时,梯子与地面的倾斜度一般为55°~60°。
④禁止两人同登一梯,不准在梯子顶档作业。
⑤对于需要的物件,可在爬到作业的高度后再用绳索提上,或者装在工具袋内,用绳索传递。
⑥靠在管线上使用梯子,其上端必须设有挂钩或用绳索绑住。
⑦人字梯须有坚固的铰链和限制开关的拉链,使用前一定要做好检查。
⑧在道路上使用梯子时,下面应有监护人;梯子不应放在门前使用,防止门突然开启或关闭时出现问题。
⑨人在梯子上时,禁止移动梯子。上下梯子时,应两手抓紧梯子,严禁从梯子上滑下。
(3)脚手架。脚手架是建筑施工企业的一种常用的、典型的过程安全产品。脚手架随着工程进程而搭设、工程完毕即拆除,对建筑施工的进度、工作效率、工程质量,以及施工人员的安全有着直接的影响。脚手架搭设的不合格或在使用中突然坍塌,是导致高处作业过程中发生高处坠落事故的重要原因之一。化工企业施工中使用的脚手架大多为钢管脚手架,而钢管脚手架又以扣件式钢管脚手架为主。扣件式钢管脚手架主要结构包括立杆、大横杆、小横杆、扫地杆、脚手板、栏杆、支杆和剪刀杆、斜道和阶梯。对脚手架的要求如下:
第二章化工运行安全技术
①搭设脚手架的基础底面必须平整、夯实、坚硬,其金属基板必须平整,不得有任何变形。地面较松软时必须使用扫地杆或垫板以增大稳定性。地基排水要良好,防止积水。
②脚手架必须设有供施工人员上下的斜梯或阶梯,严禁施工人员沿脚手架爬上爬下。
③储罐内的脚手架严禁对罐底、罐壁造成变形、损坏,储罐内一般应搭设满堂架。
④未取得登高架设作业特种作业上岗操作证的人员,严禁从事脚手架的搭设和拆除作业。
⑤脚手架搭设完毕要验收,严禁使用未经验收合格的脚手架。
⑥脚手架使用过程中,要加强检查,尤其是大风、大雪、大雨后,要认真检查脚手架有无变形、坍塌等,确认无误后方允许继续使用。
⑦拆除脚手架、防护棚时,应设警戒区并派专人监护,不应上下同时施工。
(4)吊篮、吊板。部分高处作业的作业环境有所限制,无法搭设作业平台,可考虑采用吊篮或吊板来保证高处作业人员的安全。吊篮是架设于建(构)筑物上的非常设悬挂设备,用提升机驱动悬吊平台通过钢丝绳沿立面上下运行。吊板是供个体使用的具有防坠功能的沿建筑物立面自上而下移动的无动力载人用具。
①一般要求:a)吊篮、吊板中的作业人员应系安全带和安全绳,安全带的一端应系于安全绳上,使用时安全绳应基本保持垂直于地面,作业人员身后余绳不得超过1m。b)吊板仅用于大型储罐的外部防腐悬吊作业和建筑物的清洗、粉饰、养护悬吊作业。e)吊篮或吊板作业单位、吊篮或吊板作业设备安装以及检修单位应取得相应的高处悬挂作业安全资格证。d)吊篮、吊板搭设完毕必须经过设备管理部门验收。e)钢丝绳每次施工前应检查一次,一个月至少应润滑一次,安全带和安全绳每次施工前应检查一次。f)新安装、大修后及闲置一年以上的吊篮装置,启动前必须由有资质的安全检测机构进行安全性能检查。g)有架空输电线场所,吊篮或吊板的任何部位与输电线的安全距离不应小于10m。h)使用吊板悬吊作业时,储罐或建筑物顶部应由经过专业培训的人员监护,施工单位应在该吊篮或吊板作业现场的地面区域内设置警戒区,并安排一名地面监护人员阻止行人通行。
②吊篮使用安全技术要求:a)利用吊篮进行电焊作业时,严禁用吊篮作电焊接线回路,吊篮内严禁放置氧气瓶、乙炔瓶等易燃易爆品。b)吊篮内侧距离作业设备间隙为100~200mm,吊篮的最大长度不宜超过4m,宽度为0.8~1.2m,特殊需要应专门设计,高度不超过2m,吊篮立杆的纵向间距为1.5~2m,挡脚板高度不小于200mm;吊篮外侧必须在0.6m和1.2m高处各设一道护身栏杆,此外,吊篮顶部必须设护头棚,外侧与两端用安全网封严。
c)吊篮严禁超载或带故障使用,吊篮在正常使用时,严禁使用安全锁制动。吊篮的升降机构、控制设备和保险设备必须完好,并经常进行检查和维修保养。
③吊板使用安全技术要求:a)吊板由挂点装置、悬吊下降系统和坠落保护系统组成。悬吊下降系统包括工作绳、下降器、连接器、座板装置、吊带、衬带、拦腰带,坠落保护系统包括柔性导轨、自锁器、安全带、安全短绳。b)吊板为单人吊具,总载重量不应大于165kg,每个作业人员应单独配备坠落保护系统。c)座板上表面应具有防滑功能,吊带应为一根整带工作绳,柔性导轨、安全绳不应有接头。d)挂点装置安装在罐顶防护栏或建筑物的混凝土结构上,以防护栏或混凝土结构作为固定栓固点,挂点装置静负荷承载能力不应小于总载重量的2倍;安全绳固定在罐顶顶部透气孔根部或建筑物混凝土结构上。e)工作绳、柔性导轨和安全短绳不得使用丙纶纤维材料制作,三者应配套使用;工作绳和柔性导轨不准使用同一挂点装置。经过挂吊板的工作绳可采用强度合适的棕绳,用两根悬挂吊篮,一根固定在罐顶顶部作为安全绳。f)将承重工作绳穿过滑轮一端与吊板固定连接,另一端挂在储罐下部牢固的物体上,有专人值守。
四、动土作业安全技术根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),动土作业是指挖土、打桩、钻探、坑探、地锚入土深度在0.5m以上;使用推土机、压路机等施工机械进行填土或平整场地等可能对地下隐蔽设施产生影响的作业。化工企业的运行维护、检修、技改技措项目施工、装置扩能改造、装置建设等,需要经常进行动土作业。由于地下分布着给排水管网、动力电缆、通信电缆、地下工艺物料管道等设施,如出现问题,将直接影响到生产装置的安全稳定运行;同时,化工企业的生产特点决定生产装置区域属于易燃易爆区域,在此区域内进行混凝土地坪和建(构)筑物的拆除会产生火花;开挖、掘进、钻孔、打桩、爆破等各种动土作业不仅对周边正在运行的设备产生不利影响,也会对作业区域的作业人员造成危险。因此,必须重视化工企业动土作业的管理,防止动土作业中损坏埋于地下的电力电缆、通信电缆、给排水管道和工艺物料管道等设施,预防可能产生的塌方、人身伤亡、火灾、爆炸等事故。(一)动土作业常见事故
1.生产停工事故化工企业厂区的地下生产设施复杂隐蔽,如地下敷设的电缆有动力电缆、仪表电缆、通信电缆等,另外还有敷设的生产管线。随意开挖厂区土方,有可能损坏电缆或管线,动力电缆损坏导致人员触电伤亡和生产装置停车,通信电缆损坏导致通信中断,管道泄漏造成爆炸和环境污染等。
2.坍塌事故
第二章化工运行安全技术在开挖沟、槽、坑的作业过程中,未按施工规范要求设置斜坡或因施工场地限制无法放坡又未进行支撑加固,或挖掘出的土方、物料就近堆放且堆放过高,或有重型机械在周围施工,未采取加固和支撑,以及雨季施工中,未在沟、槽、坑周围设置排水沟,或沟、槽、坑内积水未及时排出,造成土质渗水坍塌。塌方可导致地面装置、建筑物沉降、倾斜、坍塌和人员伤亡。
3.坠落事故在挖开的孔洞旁边,没有设围栏、警示灯或警示标志,极易造成人员或车辆误人,造成坠落事故或交通事故等。(二)动土作业危险性分析安全技术要点
1.作业前的危险性分析安全技术要点动土作业过程中存在诸多不安全因素,施工作业前要充分考虑动土作业过程中存在的危害,并对危险性进行风险评估。
(1)对于地下情况复杂、危险性较大的动土项目,开工前,项目管理部门应组织总图、调度、工艺、设备、电仪、网络通信、给排水、消防、安全等隐蔽设施的主管单位及属地单位向作业单位交底,明确地下管网、设施的位置、走向及可能存在的危害,必要时,可采用探测设备进行探测。
(2)作业单位按照施工要求编制施工方案,施工方案应考虑以下内容:
①交通状况,附近的振动源、隐蔽电气、管网等设施的分布情况。
②邻近的建筑结构及其状况,土质类型,地表水和地下水对土壤和水的污染。
③架空的公用设施,挖出物及施工材料的存放。
④有害气体、易燃气体,液体排放(泄漏),使用的工器具,气候等。
⑤施工平面图、地下隐蔽工程图。
⑥施工安全管理方案(含安全管理组织及作业现场安全负责人、施工作业安全风险分析、安全措施及其落实责任人、施工应急预案等)。
(3)项目管理部门组织相关单位对作业单位编制的施工方案进行审查。
(4)作业前,作业单位应严格按照施工方案,逐条落实安全措施,并对所有作业人员进行安全教育和安全技术交底后方可施工。
(5)动土作业涉及电力、电信、地下供排水管线、生产工艺埋地管道等地下设施时,施工单位应设专人进行施工安全监督。
(6)还应充分考虑厂区消防通道和疏散通道的畅通,不能影响事故状态下的应急救援。
(7)动土作业人员在相关专业技术人员的指导下,了解并熟悉地下电缆、管道等地下设施的走向、方位,在施工现场应作出明确标识。在破土开挖前,应先做好地面和地下排水措施,严防地面积水渗人作业层面造成塌方。
(8)现场检查和安全措施交底:动土作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现场检查,对动土作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工
作业环境对动土安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填人相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1)作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
(2)会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3)涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.作业过程中的安全防护措施
(1)动土开挖时,应防止邻近建(构)筑物、道路、管道等下沉和变形,必要时采取防护措施,加强观测,防止位移和沉降;要由上至下逐层挖掘,严禁采用挖空底脚和挖洞的方法。在破土开挖过程中应采取防止滑坡和塌方措施。
(2)对于附近结构物挖掘前应确定是否需要临时支撑。必要时由有资质的专业人员对邻近结构物基础进行评价并提出保护措施建议。如果挖掘作业危及邻近的房屋、墙壁、道路或其他结构物,应当使用支撑系统或其他保护措施,如支撑、加固或托换基础来确保这些建(构)筑物的稳固性,并保护员工免受伤害。
(3)当挖掘深度超过1.2m,遇到可能存在危险性气体的场所或与地漏、下水井、阀门井相连时,要增加挖掘作业相关安全措施(如进行气体检测等)。在生产装置区、罐区等危险场所动土时,遇有埋设的易燃易爆、有毒有害介质管线、窨井等可能引起燃烧、爆炸、中毒、窒息危险,且挖掘深度超过1.2m时,应执行受限空间作业相关规定。
(4)机械开挖时,应避开构筑物、管线,在距管道边1m范围内应采用人工开挖;在距直埋管线2m范围内宜采用人工开挖,避免对管线或电缆造成影响。
(5)在生产装置区、罐区等危险场所动土时,监护人员应与所在区域的生产人员建立联系,当生产装置区、罐区等场所发生突然排放有害物质时,监护人员应立即通知作业人员停止作业,迅速撤离现场。
(6)在电力电缆防护区内动土作业,如果动土时决定不切断电源,应确保工具接地良好、施工者穿戴绝缘个人防护用品,采用人工破土方式。动力电缆和通信电缆区域的破土作业,必须采用人工破土,严禁机械开挖。
(7)施工单位作业负责人应事先组织做好地面和地下积水的排水措施,应采用导流渠、构筑堤防或其他适当的措施,防止地表水或地下水进入挖掘处造成塌方。在落实排水
第二章化工运行安全技术<措施后,方可进行挖掘作业。
(8)要视土壤性质、湿度和挖掘深度设置安全边坡或固壁支撑。挖出的泥土堆放处所和堆放的材料至少距坑、槽、井、沟边沿1m,高度不得超过1.5m。对坑、槽、井、沟边坡或固壁支撑要随时检查,特别是雨雪后和解冻时期,如发现边坡有裂缝、疏松或支撑有折断、走位等异常危险征兆时,及时采取可靠的安全措施。
(9)在坑、槽、井、沟边缘安放机械、铺设轨道及通行车辆时,要保持适当距离并采取有效的固壁措施,确保安全。所有人员不准在坑、槽、井、沟内休息,作业人员多人同时挖土应相距在2m以上,防止工具伤人。严禁在土壁上挖洞攀登,坑、槽、井、沟上端边沿不准人员站立、行走。
(10)动土作业区域周围应设围栏和警示牌,夜间应设警示灯等警示标志,以免人员误入作业现场的敞口或要害处,出现摔伤或坠落等事件或事故;如破土深度超过2m或道路施工,要用保护性围栏而非警示性围栏,严禁用帆布等遮盖敞口而不设围栏。在地下通道施工或进行顶管作业时,也应设围栏、警示牌、警示灯,以确保地面安全和地下安全作业。警示灯应符合作业周围环境防爆要求。
(11)动土作业时,作业人员和作业监护人对临近建(构)筑物、道路、管道等下沉、位移、变形、坑边裂缝、土层的滑动或松动、渗水情况加强观察、观测,发现问题及时处理。在施工过程中,如发现不能辨认的物体时,不得敲击、移动,应立即停止作业,报告施工所在单位领导,待查清物体情况或者采取可靠措施后,方可继续施工。
(12)在作业过程中,有下列情形之一的,应报告作业管理部门,采取有效措施后方可继续进行作业:
①发现不明物体或管线、出现异常情况。
②需要占用规划批准范围以外的场地。
③可能损坏道路、管线、电力、邮电通信等公共设施的。
④需要临时停水、停电、中断道路交通的。
⑤需要进行爆破的,需办理相关的安全作业票。
(13)动土作业过程中,一旦出现滑坡、塌方或其他险情时,作业人员应立即停止作业,关闭用电设施的电源,并有序撤离现场。项目现场主管人、监护人应立即采取可行的措施防止险情扩大,划出警戒区,挂出有明显标志的警告牌,夜间设警示灯,通知施工管理部门,共同对险情进行调查,研究和实施进一步的处理办法。
3.作业结束后的安全防护措施动土作业完工后,由施工单位作业负责人、监护人、项目现场主管人分别对相关内容进行现场确认,应及时回填土石,恢复地面设施,满足各项安全条件后项目现场主管人告知相关岗位及人员,由项目管理部门对施工现场进行检查验收。
五、临时用电作业安全技术化工企业在生产、抢修、检维修过程中经常进行临时用电作业,临时用电具有施工作业单位多、拆接和移动频繁,施工单位供配电设备完好情况和人员对施工用电规程、规范熟悉程度差异大等特点,临时用电成为现场施工作业中潜在危险性最多的作业。作业过程
中,施工管理人员和现场作业人员如果不认真严格执行《电气安全工作规程》和《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46),忽视作业过程潜在的危害,很可能酿成人身触电伤亡、设备损坏和火灾等恶性事故。根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),临时用电是指正式运行的电源上所接的非永久性用电。在正式运行的供电系统上加接或拆除如电缆线路、变压器、配电箱等设备,以及使用电动机、电焊机、潜水泵、通风机、电动工具、照明器具等一切临时性用电负荷,均为临时用电。(一)临时用电作业危险性分析技术要点及容易发生的安全事故
1.临时用电作业前危险性分析技术要点
1)作业许可审批环节常见安全隐患
(1)接临时电源,未办理“临时用电安全作业票”。
(2)在生产装置、罐区等易燃易爆场所接临时电源时,未办理“动火安全作业票”。
(3)“临时用电安全作业票”填写不规范,或漏填、漏签、涂改。
2)作业人员资质、能力方面常见安全隐患
(1)非电工人员进行临时用电的操作与维护,或电工未考取特种作业人员资格证。
(2)在靠近带电部位进行作业时未设监护人,未采取防止施工人员靠近的措施。
3)电气设备方面常见安全隐患
(1)电气设备的金属外壳未接地、地线断开或接地错误、接地线串接、接地线没有接线鼻子直接缠绕在接地柱上等。
(2)施工现场用电线、电缆有破皮、老化、漏电、绝缘层裂纹等现象,电缆线有多个接头,而且中间接头又不按规范连接,使接头处不能保持绝缘良好。
(3)现场临时用电配电盘、箱无编号,或无防雨措施,配电箱及电缆浸泡在水中,盘、箱、门不能牢靠关闭;配电箱的接入、配出电缆从配电箱门引入使电缆被门边沿割破电缆绝缘层,造成漏电或短路。
(4)施工现场用电网络防护未采用三级漏电保护网络,总配电箱、分配电箱、线路末端用电设备的开关箱中未装设漏电保护装置。
(5)临时用电设备和线路未按供电电压等级和容量正确使用,所用的电气元件不符合国家标准规范要求,临时用电电源施工、安装未严格执行电气施工安装规范、未做到接地良好。
(6)开关、线路与用电设备的容量不匹配,如负载容量大而选用的电缆截面偏小,长时间使用后电缆发热严重,加速电缆绝缘层老化,降低绝缘水平,可能造成漏电或短路。
(7)临时用电架空线未采用绝缘铜芯线。架空线最大弧垂与地面距离,在施工现场低于4.0m,穿越机动车道低于6.0m。架空线未架设在专用电杆上(严禁架设在树木和脚手架上)。
(8)将电线直接挂在树上、金属设备、构件和钢脚手架上,或用金属丝绑扎电缆(线),现场布线混乱、不固定,电源线路拖拉在地面上或接近热源,电线通过马路及易
第二章化工运行安全技术被损坏处未加设钢质套管保护,或套管不固定,电缆线路未采取避免机械损伤和介质腐蚀的措施;低压架空线路未采用绝缘导线,或最大弧垂与地面距离、穿越机动车道等低于规定高度。
(9)现场临时用电引接线路摆放不整齐,存在乱拖乱拉现象,电缆接头不牢固可靠,绝缘不好;电缆未按规定从带有保护套的专用进出口(孔)进入或接出临时配电箱、盘;临时用电接线未使用螺栓拧紧(采用弯钩、浮挂搭接,将导线直接插在插座内代替插头使用)。
(10)配电线路浸人水中或通过地沟、地井,直接敷设在金属设备或构件上。通过高温、振动、腐蚀、积水、易受机械损伤等有危害的部位时,配电线路有接头,未采取相应的保护措施。
(11)电缆接头未设在接线盒内,或接线盒不防水、损伤。
(12)将电线芯线直接插入插座或将芯线挂在电源开关上,电线(电缆)、软线、电焊把线与钢丝绳绞在一起。
(13)在防爆场所使用的临时电源、电气元件和线路未达到相应的防爆等级要求,未采取相应的防爆安全措施;临时用电线路及设备的绝缘未达到良好状况。
(14)对需埋地敷设的电缆线路未设走向标志和安全标志。电缆埋地深度小于0.7m,穿越公路或有重物挤压危险的部位时未加设防护套管,套管未固定。
(15)移动电气设备时,不切断电源。
(16)检修和施工队伍的自备电源私自接人公用电网。
4)施工机具方面常见安全隐患
(1)进入现场的施工机具,未经使用单位检验合格加贴合格证。
(2)作业所需的电气设备,如临时电源柜(箱)、拖线盘、电焊机、切割机、磨光机、各种电钻、临时照明设备、电动开孔设备、其他电动器具等未经检查确认完好;临时用电设备送电前,供电单位和用电单位未共同对临时用电线路和设备进行检查,检查人未签字确认。
(3)移动工具、手持式电动工具缺少“一机一闸一保护”安全措施,手持式电动工具的外壳、手柄、导线、插头、开关等有破损,插座有缺陷,或电动工具上无插头,直接用电缆芯线捅入电源插座等。未落实以下漏电保护安全措施:移动工具、手持式电动工具应安装符合规范要求的漏电保护器;总配电箱中漏电保护器的额定漏电动作电流应大于30mA,额定漏电动作时间应大于0.1s,但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时间的乘积不应大于30mA·s;开关箱中漏电保护器的额定漏电动作电流不大于30mA,额定漏电动作时间不大于0.1s;在潮湿、有腐蚀介质场所和受限空间使用的开关箱,其剩余电流保护器额定漏电动作电流不得大于15mA,额定漏电动作时间不得大于0.1s;在金属物体上工作时,手持式电动工具开关箱中漏电保护器,其额定漏电动作电流不大于10mA,额定漏电动作时间不大于0.1s;配电箱的电器安装板上必须设N线端子板和PE线端子板,N线端子板必须与金属电器安装板绝缘,PE线端子板必须与金属电器安装板作电器连接,进出线中的N线必须通过N线端子板连接,PE线必须通过PE线端子板连接。
(4)电焊机的一次侧电源线长度大于5m,二次线未采用防水橡皮护套铜芯软电缆,电缆的长度大于30m,采用金属构件或结构钢筋代替二次线的地线。
(5)电焊机二次侧电源线接口处无保护罩;焊线破损,没有作绝缘处理;焊机利用金属构架、工艺管道、设备等作为焊接电源回路。
5)施工照明方面常见安全隐患
(1)照明灯具悬挂高度过低,不设保护罩,或任意挪动,当行灯使用。
(2)照明设备拆除后,现场留有带电电线。电线必须保留时,未切断电源并将线头绝缘。
(3)在特别潮湿的场所或塔、釜、槽、罐等金属设备内作业时,行灯电压超过12V,在易燃易爆区域,使用非防爆型安全行灯;行灯电压超过36V,或行灯无金属保护罩。
6)其他方面常见安全隐患
(1)在配电箱、开关及电焊机等电气设备附近摆放易燃易爆、腐蚀性等危险物品(距动火30m内严禁排放各类可燃气体,15m内严禁排放各类可燃液体)。
(2)施工现场铁皮房子、休息室内的用电往往是检查盲点,其照明线、用电设备等经常存在多种不符合规范的现象。
2.临时用电作业容易发生的安全事故
1)火灾、爆炸事故化工企业在生产过程使用的原材料、辅材料、产品、半成品等物质具有可燃、易燃易爆的特点,当设备发生跑、冒、滴、漏,以及排污管线、污水井散发的可燃气体,遇临时用电产生的电气火花易发生火灾、爆炸事故。
2)生产事故当临时用电超过额定负荷或临时用电系统出现短路而过流保护系统又未及时动作,可造成正式运行电源系统波动或停电事故,甚至可能波及生产装置的正常生产,从而造成因临时用电引发的生产事故。
3)人身伤害事故
(1)临时用电系统的变压器、配电箱、开关箱、用电设备等未按照规范要求设置接地保护,容易造成电击事故危及人身安全。
(2)未经培训、考核取证的非电气作业人员安装临时用电线路及设备;临时用电设备、移动式电动工具、手持电动工具等未安装漏电保护器及实施“一机一闸一保护”,临时照明、移动照明未落实安全电压等,容易发生电击造成人身伤害事故。
(3)临时用电系统的架空线路与地面或建(构)筑物的安全距离、电缆地面敷设的埋深、埋地敷设电缆走向标志等不符合规范要求,电缆容易遭受外力损伤或破坏,从而引发事故。
(4)现场临时用电配电盘、配电箱无防雨措施,配电盘、配电箱无防护,容易发生漏电或意外人身触电事故。(二)临时用电作业前的安全防护措施
(1)在运行的火灾爆炸危险场所生产装置、罐区和具有火灾爆炸危险场所内不应接临时电源,确需时应对周围环境进行可燃气体检测分析,分析结果应符合动火作业气体分
第二章化工运行安全技术析的要求。
(2)各类移动电源及外部自备电源,不应接入电网。
(3)在开关上接引、拆除临时用电线路时,其上级开关应断电、加锁并挂安全警示标牌。拆、接线路作业时,应有监护人在场。
(4)临时用电应设置保护开关,使用前应检查电气装置和保护设施的可靠性。所有的临时用电均应设置接地保护。
(5)临时用电设备和线路应按供电电压等级和容量正确使用,所用的电器元件应符合国家相关产品标准及作业现场环境要求,临时用电电源施工、安装应符合《建设工程施工现场供用电安全规范》(GB 50194)的有关要求,并有良好的接地。
(6)火灾爆炸危险场所应使用相应防爆等级的电源及电气元件,并采取相应的防爆安全措施。
(7)临时用电线路及设备应有良好的绝缘,所有的临时用电线路应采用耐压等级不低于500V的绝缘导线。
(8)临时用电线路经过火灾爆炸危险场所或有高温、振动、腐蚀、积水及产生机械损伤的区域,不应有接头,并应采取相应的保护措施。
(9)办理“临时用电安全作业票”,由供电单位指定电源接入点,并规定,凡在具有火灾、爆炸危险场所内的临时用电,应在办理临时用电安全作业票前,办理“动火安全作业票”。临时用电时间一般不超过15天,特殊情况不应超过30天。用于动火、受限空间作业的临时用电时间应和相应作业时间一致。
(10)施工单位用电负责人持“特种作业操作证(电工)”“动火安全作业票”(具有火灾、爆炸危险场所内)或持工作任务单(一般场所、固定动火区等)到供电单位办理“临时用电安全作业票”手续。临时用电安全作业票签发前,供电单位和施工单位都应针对作业内容、作业环境等进行危害识别,制定相应的作业程序及安全措施。如有特殊要求,临时用电单位和供电单位共同确定补充安全措施,并在“临时用电安全作业票”的补充安全措施栏中说明,经供电单位现场确认签字,临时用电负责人要将以上相关内容对用电作业人员进行交底。
(11)现场检查和安全措施交底。临时用电作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现场检查,对临时用电作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工作业环境对安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员
进行安全措施交底,主要内容如下:
①作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
②会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
③涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。化工企业内的临时用电,一般由供电单位负责其管辖范围内临时用电的审批,并负责临时用电主电源动力箱的接线,施工单位负责所接临时用电的现场运行、设备维护、安全监护和管理,临时用电设备(含接人主电源动力箱的出线电缆)的接线,原则上由用电单位自行负责,临时用电票的签发人应具有电气运行经验并接受过临时用电管理培训,供电单位送(停)电作业人员和施工单位安装临时用电线路的电气作业人员应持有有效“特种作业操作证(电工)”。
(12)对于基本建设使用的6kV临时电源,用电者需向单位电气主管部门提出申请,按照电气设备运行相关规定办理相关的手续。(三)临时用电作业过程中的安全防护措施
(1)严禁临时用电单位未经审批变更用电地点和工作内容。
(2)供电单位要将临时用电设施纳入正常电气运行巡回检查范围,确保每天不少于两次巡回检查,并建立检查记录和隐患问题处理通知单,确保临时供电设施完好。对存在重大隐患和发生威胁安全的紧急情况时,供电单位有权紧急停电处理。供电单位检查的重点内容:总配电箱电压表、电流表指示正确;现场临时用电使用设备符合临时用电申请内容;设备和线路符合要求,采取架空或穿管保护方式,无过负荷、过热现象;“临时用电安全作业票”是否在有效期限;移动用电设备的配电是否满足“一机一闸一保护”,保护接地、接零装置是否完好等。
(3)临时用电单位应严格遵守临时用电规定,不得变更地点和工作内容,禁止任意增加用电负荷或私自向其他单位转供电。
(4)在临时用电有效期内,如遇施工过程中停工、人员离开时,临时用电单位要从受电端向供电端逐次切断临时用电开关;等重新施工时,对线路、设备进行检查确认后,方可送电。(四)临时用电作业结束后的安全防护措施作业完工后,施工单位应及时通知供电单位停电,并作相应确认后,供电单位拆除临时用电线路。线路拆除后,供电单位应到现场进行检查,确认现场已清理,临时变动的防小动物、防火和防雨等安全设施已恢复。对未能及时拆除的临时用电设施,用电单位负责继续管理,不得留有安全隐患。
六、吊装作业安全技术根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),吊装作业是指利用各种吊装
第二章化工运行安全技术机具,将设备、工件、器具、材料等吊起,使其发生位置变化的作业过程。起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于1t,且提升高度大于或者等于2m的起重机;承重形式固定的电动葫芦等。常用的大型起重机械设备有桥式起重机(也叫天车)、臂架类起重机(如起重汽车、吊车)、升降机、电梯等;大量应用的是轻小型起重机械,如千斤顶、手拉葫芦、电葫芦等;在化工设备安装作业中常用塔式起重机、桅杆式起重机、卷扬机等。(一)吊装作业分级根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),吊装作业按照吊装重物质量m不同分为:
(1)一级吊装作业,m>100 t。
(2)二级吊装作业,40 t≤m≤100t。
(3)三级吊装作业,m<40t。(二)吊装作业前危险性分析技术要点及容易发生的安全事故
1.吊装作业前危险性分析技术要点
(1)作业人员无证上岗。吊装作业属特种作业,作业人员要身体健康,并熟悉吊装作业操作规程,同时具备操作知识和技能,并经考试合格后,方可胜任此工作。
(2)起重工及其他操作人员不戴安全帽或佩戴不规范。
(3)作业区域不拉警戒线,起重机械与地面之间不设垫木,起重机械支撑在井盖、电缆沟槽的盖板上,支腿不完全伸出。占路施工时,不设置绕行交通标示,或长时间占用消防通道施工。
(4)吊装作业警戒区内、起重机吊臂或吊钩下,无关人员随意通过或逗留,或施工人员继续施工,对警戒线视而不见。
(5)使用未经正规设计、制造、检验的自制、改造和修复的吊具、索具等简易起重机械或辅助设施,有些粗制滥造、简陋破旧。
(6)在停工或休息时,将吊物、吊笼、吊具和吊索悬吊在空中。
(7)利用管道管架、电杆、机电设备、脚手架等作吊装锚点。未经土建专业审查核算,将建筑物、构筑物作为锚点。
(8)放置大型吊物就位时,直接人工就位,不使用拉绳或撑竿、钩子等辅助工具。
(9)手拉葫芦的吊钩回扣到起重链条上起吊重物,吊钩无防脱钩保险等,用工艺管线、平台的悬臂梁等作起吊锚点等。
2.吊装作业容易发生的安全事故
1)吊物坠落事故吊物坠落造成的伤亡事故占起重致害事故的比例最高,主要原因是吊索具有缺陷,如钢丝绳拉断、平衡梁失稳弯曲、滑轮破裂,导致钢丝绳脱槽,起升高度限位器失灵,吊钩上无防脱钩棘爪导致吊索绳从钩中脱落,吊耳脱落等,其次是吊装时捆扎方法不妥,如吊物重心不稳、绳扣结法错误、吊挂方式不正确、超载等也可导致吊物坠落。
2)挤压碰撞事故
吊装作业人员在起重机和结构物之间或人在两机之间作业时,因机体运行、回转挤压、吊物或吊具在吊运过程中晃动、被吊物件在吊装过程中或摆放时倾倒,起重机作业场所没有畅通的吊运通道,与附近的设备、管线及建筑物等未保持一定的安全距离,可导致挤压碰撞事故和损坏管线设备设施的事故
3)机体倾翻当操作不当(如超载、臂架变幅或旋转过快等)、支腿未找平或地基沉陷等原因使倾覆力矩增大,可导致起重机倾翻,另外由于安全防护设施缺失或失效,在坡度或风载荷作用下,使起重机沿路面或轨道滑动也可导致倾翻。双机抬吊,负荷分布不均,导致一台吊车过载失稳而发生事故。(三)吊装作业前的安全防护措施
1.编制吊装作业方案吊装作业前应根据《起重机械安全规程第1部分:总则》(GB 6067.1)和《石油化工工程起重施工规范》(SH/T 3536)的相关要求,编制吊装作业施工方案,明确吊装安全技术要点和保证安全的技术措施。一、二级吊装作业,应编制吊装作业方案。吊装物体质量虽不足40t,但形状复杂、刚度小、长径比大、精密贵重,以及在作业条件特殊的情况下,三级吊装作业也应编制吊装作业方案。吊装作业施工方案由施工单位组织吊装专业技术人员编制,建设单位根据实际情况分级审批,并对施工安全措施和应急预案审查。
2.起重机械与人员要求起重机械进入施工现场前,施工单位应向建设单位或项目部(组)进行报验,审查合格后,方可进场。报验的材料应包括:国家特种设备监督检验部门颁发的起重机检验报告、起重机械合格证、起重人员相应的操作资格证书、起重机械的保险、安全年检合格证明等。应按规定负荷进行吊装,吊具、索具经计算选择使用,不应超负荷吊装。用定型起重机械(例如履带吊车、轮胎吊车、桥式吊车等)进行吊装作业时,除遵守本节内容外,还应遵守该定型起重机械的操作规程。
3.施工场地要求
(1)吊装作业场地平整、坚实,具有足够的承载能力;需进行地基处理的严格按照施工方案实施,经具有相应资质的第三方检验,并取得合格报告。另外,需要核实天气情况,室外作业遇到大雪、暴雨、大雾及6级以上大风时,不得进行吊装作业。
(2)吊装场所如有含危险物料的设备、管道时,应制定详细吊装方案,并对设备、管道采取有效防护措施,必要时停车,放空物料,置换后再进行吊装作业。
(3)不应靠近高架电力线路进行吊装作业;确需在电力线路附近作业时,起重机械的安全距离应大于起重机械的倒塌半径并符合《电业安全工作规程(电力线路部分)》(DL409)的要求;不能满足时,应停电后再进行作业。
4.现场警戒吊装作业单位应按照《起重机安全标志和危险图形符号总则》(GB 15052)要求对危险部位分别标志黄黑相间、红白相间、红色、红色灯光和文字等标志,并对标志进行经常性检查维护,保证标志清洁、完整、正确、醒目。做好吊装警戒区域的划定、安全警
第二章化工运行安全技术戒标识、区域隔离等。
5.现场设备检查与安全措施交底吊装作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现场检查,对吊装作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工作业环境对吊装安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1)作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
(2)会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3)涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。在吊装作业前,对吊装所涉及的所有人员进行一次专题安全教育培训,对作业方案和作业过程中的危险因素、注意事项等作详细讲解,大型工件吊装前,还要检查吊装工艺参数和吊装机索具,确认符合吊装方案要求等。安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。吊装工作开始前,应对起重运输和吊装设备以及所用索具、卡环、夹具、卡具、锚碇等的规格、技术性能进行细致检查或试验,发现有损坏或松动现象,应立即调换或修好。起重设备应进行试运转,发现转动不灵活、有磨损的应及时修理;重要构件吊装前应进行试吊,试吊中检查全部机具、地锚受力情况,发现问题应将吊物放回地面,排除故障后重新试吊,经检查各部位正常后才可进行正式吊装;吊物接近或达到额定起重吊装能力时,应检查制动器,用低高度、短行程试吊后,再吊起。以下情况不应起吊:
①无法看清场地、吊物,指挥信号不明。
②起重臂、吊钩或吊物下面有人,吊物上有人或浮置物。
③重物捆绑、紧固、吊挂不牢,吊挂不平衡,绳打结,绳不齐,斜拉重物,棱角吊物与钢丝绳之间没有衬垫。
④吊物质量不明、与其他吊物相连、埋在地下、与其他物体冻结在一起。
6.吊装安全作业票的办理“吊装安全作业票”的申请人、办理人、监护人、审核人、签发人等应熟悉吊装作业内容及相关安全要求,按照职责组织危害识别和风险评价,到现场进行安全措施确认,避
免出现人员资质不合格、安全措施落实不到位等现象。基层单位项目负责人应对起重机械作业人员的资格、吊装作业施工方案是否审批进行确认,符合要求后方可填写“吊装安全作业票”。(四)吊装作业过程中的安全防护措施
(1)在作业时必须明确指挥人员,指挥人员应佩戴鲜明的标志或特殊颜色的安全帽,按《起重机手势信号》(GB/T 5082)规定的联络信号进行指挥,选择正确的吊索或吊具,指挥吊运、下放吊钩或吊物时,应确保下部人员、设备的安全,重物就位前不得解开吊装索具,对可能出现的事故,应及时采取必要的防范措施。
(2)起重机司机(起重操作人员)必须按指挥人员(中间指挥人员)所发出的指挥信号进行操作。对紧急停车信号,不论任何人发出,均应立即执行。当起重臂、吊钩或吊物下面有人,吊物上有人或有浮置物时不得进行起重操作;在制动器、安全装置失灵、吊钩螺母防松装置损坏、钢丝绳损伤达到报废标准等情况下禁止起重操作;吊物捆绑、吊挂不牢或不平衡而可能滑动、吊物棱角与钢丝绳之间未加衬垫时不得进行起重操作;无法看清场地、吊物情况和指挥信号时不得进行起重操作;在起重机械工作时,不得对起重机械进行检查和检修,不得在有载荷的情况下调整起升机构的制动器;下放吊物时,严禁自由下落,不得利用极限位置限制器停车。
(3)司索人员(起重工)要听从指挥人员的指挥,并及时报告险情。根据重物的具体情况选择合适的吊具与吊索。不准用吊钩直接缠绕重物,不得将不同种类或不同规格的吊索、吊具混在一起使用。吊挂重物时,起吊绳、链所经过的棱角处应加衬垫,吊物捆绑必须牢靠,吊点和吊物的重心应在同一垂直线,捆绑余下的绳头,应紧绕在吊钩或吊物之上,多人绑挂时,应由一人负责指挥。高空吊装体积较大的物件时,应捆绑拉绳。吊运零散的物件时,必须使用专门的吊篮、吊斗等器具。吊具承载不得超过额定起重量,吊索不得超过安全负荷;起升吊物,应检查其连接点是否牢固、可靠。禁止随吊物起吊或在吊钩、吊物下停留,因特殊情况进入吊物下方时,必须事先与指挥人员和起重机司机(起重操作人员)联系,并设置支撑装置,不得停留再起吊。起重机运行轨道上不得绑挂、起吊不明质量、与其他重物相连、埋在地下或与地面和其他物体黏结在一起的重物。人员与吊物应保持安全距离,放置吊物就位时,应用拉绳或撑竿、钩子就位。
(4)吊装作业时,吊装作业单位和吊装作业区域所在单位应同时安排作业监护人。作业过程中,监护人应检查起重设备的支撑与地面之间是否有合格的支垫,是否将起重机械支撑在井盖、电缆沟槽的盖板上,是否划定了危险区、设置了警示标志,防止任何人进入作业区域,检查现场作业人员劳动保护用品使用是否符合规范;吊装作业时,要防止对附近的设备,特别是在用设备造成威胁。一旦发生事故,要紧急疏散现场人员,同时处理事故。
(5)利用两台或多台起重机械吊运同一重物时应保持同步,各台起重机械所承受的载荷不应超过各自额定起重能力的80???工前,所有参加施工人员必须熟悉吊装方案,尽量选用相同机种、相同起重能力的起重机并合理布置,同时明确吊装总指挥和中间指挥,统一指挥信号。
(6)作业地面应坚实平整,支脚必须支垫牢靠(轮胎均需离开地面),回转半径及有
第二章化工运行安全技术效高度以外5m内不得有障碍物。
(7)起重机械操作人员、司索人员必须听从指挥人员的指挥,不得各行其是。
(8)吊起重物时,应先将重物吊离地面10cm左右,停机检查制动器灵敏性和可靠性,以及重物绑扎的牢固程度,确认情况正常后,方可继续工作。
(9)监护人员应确保吊装过程中警戒范围区内没有非作业人员或车辆经过;吊装过程中吊物及起重臂移动区域下方不应有任何人员经过或停留。工作中,任何人不准上下机械,提升物体时,禁止猛起、急转弯和突然制动。
(10)起重物不准长时间滞留空中,起吊物吊在空中时,驾驶员不得离开驾驶室。停工和休息时,不应将吊物、吊笼、吊具和吊索悬在空中。
(11)遇到6级及以上大风或大雪、大雨、大雾等恶劣天气时,不得从事露天作业,夜间工作需有良好的照明。
(12)起升和降下重物时,速度应均匀、平稳,保持机身的稳定,防止重心倾斜,严禁起吊的重物自由下落,从卷筒上放出钢丝绳时,要在卷筒上留有足够圈数的余量,不得放尽。(五)吊装作业后的安全防护措施吊装作业终止后,只是表明吊物已经安全就位,但起重机还处于工作状态,吊装作业风险还未完全消除,落实吊装后的安全措施尤为重要。吊装作业完成后,应将吊钩和起重臂放置于规定的稳妥位置,所有控制手柄均应放到零位;使用电气控制的起重机,总电源开关应切断;在轨道上工作的起重机要有效锚定;使用完毕的吊索、吊具要收回放置于规定的地方,并对其进行检查、维护、保养。在对起重机械进行维护保养时,应切断主电源并挂上标志牌或加锁。对接替工作人员,应告知设备设施的异常情况及尚未消除的故障。
七、盲板抽堵作业安全技术化工企业停车检修的设备必须与运行系统或无关联的系统进行隔离,使用开关阀门的方式进行隔离是不安全的,因为阀门经过长期的介质冲刷、腐蚀、结垢或杂质的积存,难保严密,一旦易燃易爆、有毒、腐蚀性、高温、窒息性介质窜入检修设备中,极易造成事故。所以,在实际工作中,最可靠的办法是将系统与检修设备用盲板进行隔离,装置开车前再将盲板抽掉。抽堵盲板工作既有很大的危险性,又有较复杂的技术性,必须严格管理。根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),盲板抽堵作业是指在设备、管道上安装和拆卸盲板的作业。(一)盲板抽堵作业危险性分析技术要点
1.盲板缺陷如果盲板本身有缺陷或者其材质、厚度达不到要求,或者安装不规范,如所加垫片不合格等,就有可能起不到有效的隔离作用。例如:2004年10月11日,某市化肥厂停工检修过程中,虽然对系统进行了泄压、置换、上盲板隔离、清洗、通风,塔内气体取样分析合格,但在进行焊接过程中,焊接处还是发生了爆炸,焊工当场被炸死,其助手重伤,
后经多方分析和调查,发现与生产系统相连的盲板上有穿透性裂缝,该裂缝泄漏了可燃性气体,引起了动火的爆炸事故。另外,如果盲板强度不够、自制盲板或选用盲板厚度不够、材质缺陷等,在使用过程中可能发生破裂,失去隔离的作用,所以对盲板本身的检查尤其应该引起注意,切不可认为加了盲板就能做到万无一失。
2.盲板抽堵作业的危害因素盲板抽堵作业本身有可能发生物体打击、高处坠落、火灾、爆炸、中毒窒息等事故。在作业过程中,如工作人员站位不好、使用工具有缺陷、操作失误、有关人员配合不好等,有可能发生物体打击事故。在高处作业时,若使用的劳动防护用品不合格或不正确使用,如安全带、脚手架缺陷等,有可能发生高处坠落事故;高处作业时,操作失误也可能发生高处坠物,砸坏下部的设备、管线,或者砸伤人员。若系统置换、清洗不彻底,残留易燃易爆或有毒有害介质,使用的非防爆工具或者所使用劳动保护用品不合格,在作业过程中有可能发生火灾、爆炸或者中毒窒息事故。
3.盲板及垫片的技术要求作业单位应根据管道内介质的性质、温度、压力和管道法兰密封面的口径等选择相应材料、强度、口径和符合设计、制造要求的盲板及垫片,高压盲板使用前应经超声波探伤;盲板选用应符合《管道用钢制插板、垫环、8字盲板系列》(HG/T 21547)或《阀门零部件高压盲板》(JB/T 2772)的要求。盲板应按管道内介质的性质、压力、温度选用适合的材料,一般可用20号钢、16MnR,禁止使用铸铁、铸钢材质。管线中介质已经放空或介质压力小于或等于2.5 MPa时,可以使用光滑面盲板,其厚度不应小于管壁厚度,或根据表2-17选取。管线中介质没有放空且介质压力大于2.5 MPa时,或者需要其他形式的盲板,如凹凸面盲板、槽型盲板、8字盲板等,生产单位要委托设计单位按设计规范设计、制造并经超声波探伤合格。表2-17光面盲板厚度规格mm管线直径盲板厚度压力为1.0 MPa时压力为1.6 MPa时压力为2.5 MPa时25 4 4 432 4 4.5 4.540 4 4.5 4.550 6 6 665 6 8 880 6 8 8100 8 8 10125 8 10 12150 10 12 14200 12 14 18
第二章化工运行安全技术表2-17(续) mm盲板厚度管线直径压力为1.0 MPa时压力为1.6 MPa时压力为2.5 MPa时250 14 16 20300 16 20 24350 18 22 26400 20 24 30盲板的直径应依据管道法兰密封面直径制作,盲板的直径应大于或等于法兰密封面直径。一般盲板应有1个或2个手柄,便于辨识、抽堵,8字盲板可不设手柄。至于盲板垫片,应按管道内介质性质、压力、温度选用合适的材料来制作。
4.盲板抽堵作业程序盲板抽堵作业实施盲板抽堵安全作业票管理,作业前应办理“盲板抽堵安全作业票”。施工单位作业负责人持施工任务单,到实施抽堵盲板的单位办理盲板抽堵安全作业票、实施抽堵盲板的单位负责人与施工单位作业负责人针对作业内容,进行危害识别,制定相应的作业程序及安全措施,对作业复杂、危险性大的场所还要制定应急预案。实施抽堵盲板的单位负责人与施工单位作业负责人对作业程序和安全措施进行确认后,方可签发“盲板抽堵安全作业票”,施工单位作业负责人要向作业人员进行作业程序和安全措施的交底,并指派监护人。同一盲板的抽、堵作业分别办理盲板抽、堵安全作业票,一张作业票只能进行一块盲板的一项作业。装置大检修时,需要抽堵的盲板较多,实施抽堵盲板的单位要根据装置的检修计划,预先绘制盲板位置图,对盲板进行统一编号,注明抽堵盲板的部位和盲板的规格,该项工作要设专人负责;对于日常抢修或施工作业中需要加装的盲板数量较少时,也应绘制盲板位置图。施工单位按盲板位置图及盲板编号进行作业,作业过程中,监护人不得离开作业现场,实施抽堵盲板的单位可设专人统一指挥作业,逐一确认并做好记录。每个盲板应设标牌进行标识,标牌编号应与盲板位置图上的盲板编号一致。作业结束后,施工单位和实施抽堵盲板的单位专人共同确认。在不同危险化学品企业共用的管道上进行盲板抽堵作业,作业前应告知上下游相关单位。作业前,应降低系统管道压力至常压,保持作业现场通风良好,并设专人监护。
5.现场检查和安全措施交底盲板抽堵作业前,实施抽堵盲板的基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现场检查,对盲板抽堵作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工作业环境对盲板抽堵安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,
并将补充措施确认后填入相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1)作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
(2)会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3)涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。(二)盲板抽堵作业过程中的安全措施
(1)在有毒介质的管道、设备上进行盲板抽堵作业时,应将系统压力泄净,加盲板的位置,应在有物料来源的阀门的另一侧,盲板两侧均应安装垫片,所有螺栓都要紧固,以保持严密性,作业人员应按《个体防护装备配备规范第1部分:总则》(GB/T
39800.1)的要求选用防护用具。在涉及硫化氢、氯气、氨气、一氧化碳及氰化物等毒性气体的管道、设备上作业时,除满足上述要求外,还应佩戴移动式气体检测仪。
(2)在有火灾爆炸危险的场所进行盲板抽堵作业时,作业人员应穿防静电工作服、工作鞋;距作业地点30m内不得有动火作业;工作照明应使用防爆灯具;作业时应使用防爆工具,禁止用铁器敲打管线、法兰等。
(3)在强腐蚀性介质的管道、设备上进行抽堵盲板作业时,作业人员应采取防止酸碱灼伤的措施。
(4)在介质温度较高或较低、可能对作业人员造成烫伤或冻伤的管道、设备设施上进行盲板抽堵作业时,作业人员应采取防烫、防冻措施。
(5)若抽堵盲板的法兰与塔、罐等带压或有危险物料的设备无切断阀门或切断阀门严重内漏无法隔离时,应停止作业并采取退净物料、泄压、置换等措施,必要时需进行气体采样分析,分析合格后方可继续作业,同时要防止管线内的余压或残余物料喷出伤人。
(6)不得在同一管道上同时进行2处及2处以上的盲板抽堵作业,拆卸法兰时应按隔1个螺栓拆卸的方式逐步松开,以防管道内余压或残料喷出伤人;如果盲板处距离两侧管架较远,要采取临时支架或吊挂措施,防止拆开法兰螺栓后管线下垂伤人。
(7)作业过程中,如果不具备安全条件,要停止作业。(三)盲板抽堵作业后的安全措施
(1)盲板抽堵作业结束,由作业单位和基层单位专人共同确认。
第二章化工运行安全技术
(2)盲板抽堵作业完成后,企业生产指挥部门应组织基层单位填写盲板管理台账,生产指挥部门应建立全厂盲板动态管理图,实时掌握全厂工艺设备、管道上的所有盲板使用状态。
(3)基层单位应建立盲板管理台账,台账内容与生产指挥部门实时保持一致。
八、断路作业安全技术根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),断路作业是指在生产区域内,交通主、支路与车间引道上进行工程施工、吊装、吊运等各种影响正常交通的作业。(一)断路作业安全风险分析要点
1.作业前的安全风险分析要点
(1)未按要求办理断路安全作业票。
(2)办理断路安全作业票以后没有通知受断路作业影响的相关部门。
(3)作业人员安全防护措施不落实。
(4)未进行现场检查和安全技术交底。
(5)作业现场缺少作业监护人。
(6)作业现场未设置围栏、未设置实施该作业期间的通行道路导向标以及相应的安全警示标识。
2.作业过程中的安全风险分析要点
(1)没有对断路作业内容进行确认就开始作业。
(2)擅自变更作业内容、范围和地点。
(3)无关人员进入作业区域。
(4)夜间作业未设置夜间警示灯、围栏。(二)断路作业前的安全防护措施
(1)施工单位作业前应确认作业内容,并与有关部门进行作业交底。
(2)作业前,施工单位应会同本单位相关主管部门制定交通组织方案,方案应能保证消防车和其他重要车辆的通行,并满足应急救援要求。
(3)施工单位应根据需要在断路的路口和相关道路上设置交通警示标志,在作业区附近设置路栏、道路作业警示灯、导向标等交通警示设施。
(4)断路申请单位应根据作业内容会同作业单位编制相应的事故应急措施,并配备相关器材。(三)断路作业过程中的安全防护措施
(1)作业前确认作业内容,并与有关部门进行作业交底。
(2)无关人员不得进入作业区域。
(3)在道路上进行定点作业,白天不超过2h,夜间不超过1h即可完工的,在有现场交通指挥人员指挥交通的情况下,只要作业区设置了完善的安全设施,即白天设置了锥形交通路标或路栏,夜间设置了锥形交通路标或路栏及道路作业警示灯,可不设标志牌。
(4)断路作业单位应根据需要在作业区相关道路上设置作业标志、限速标志、距离
辅助标志等交通警示标志,以确保作业期间的交通安全。
(5)断路作业单位应在作业区附近设置路栏、锥形交通路标、道路作业警示灯、导向标等交通警示设施。
(6)夜间作业应设置道路作业警示灯。道路作业警示灯设置在作业区周围的锥形交通路标处,应能反映作业区的轮廓,道路作业警示灯应为红色,警示灯应防爆并采用安全电压,道路作业警示灯设置高度应离地面1.5m,不低于1.0m。
(7)道路作业警示灯遇雨、雪、雾天时应开启,在其他天气条件下应自傍晚前开启,并能发出至少自150m以外清晰可见的连续、闪烁或旋转的红光。
(8)断路申请单位应根据作业内容会同作业单位编制相应的事故应急措施,并配备有关器材。
(9)动土挖开的路面宜做好临时应急措施,保证消防车的通行。(四)断路作业结束后的安全防护措施
(1)及时清理作业现场,恢复交通秩序。
(2)撤出警示标识和作业围栏,通知受作业影响的相关部门作业已经结束。
九、设备检修作业安全技术设备检修作业是指为了保持和恢复设备、设施规定的性能而采取的技术措施,包括检测和修理。(一)检修作业类别根据化工企业的实际情况,设备检修一般分为大、中、小修与各种抢修作业,也可根据时间和规模分为日常检维修和定期的装置大检修。
1.日常检维修日常检维修一般由各生产车间负责,对生产装置中出现的影响安全生产的设备故障、隐患,及时进行检维修。除此之外,有些作业活动,如建筑施工、设备及管线的防腐与保温、场地清理、厂区绿化等作业活动,需要装置之外的人员具体实施,也应按照设备日常检维修的要求来进行管理。为了便于管理和控制作业过程中的风险;设备日常检维修实行检维修安全作业票制度。当作业活动涉及动火、受限空间、高处、临时用电、动土等特殊作业,应办理相应的检维修安全作业票,并按照相应的制度执行。
2.装置大检修装置大检修是装置运行周期中必需的过程,是解决设备瓶颈问题和消除设备安全隐患的重要途径,检修质量是保证长周期运行的关键。另外,装置大检修的过程也是集中进行多种危险作业的过程,是易发生事故的过程,需要比较完善的组织和计划。(二)日常检维修作业安全风险分析要点
1.检修作业前的安全风险分析要点
(1)作业人员(承包商)对现场不熟悉,对化工企业危险性质不熟悉,入厂前的安全教育培训不到位,有可能无意中违章,误碰阀门、管线,作业部位错误等,对操作造成不良影响。
(2)设备检维修之前,应对具体检修活动进行有针对性的工作危害分析,制定相应
第二章化工运行安全技术风险控制措施,申请办理相关检维修安全作业票,经逐级审批后实施。生产车间项目负责人、专业技术管理人员向施工单位作业负责人、作业人员交底。交底内容应包括作业内容、作业环境的危害和风险、安全注意事项、作业人员劳动保护装备、应急安全措施等。检维修安全作业票签发生效后,生产车间项目负责人应将现场作业安排情况在作业实施之前通知作业区域的岗位人员,以便岗位人员做好配合工作。
(3)作业前现场检查和安全措施交底。施工单位取得作业票后,施工单位作业负责人组织作业。施工单位应确保作业机具达到作业所在区域或部位的防火防爆等级要求,项目负责人应对作业机具是否符合防火防爆等级要求进行检查,不符合要求的机具不得使用。作业人员必须严格按任务单、作业票及现场交底的要求作业,严格遵守操作规程和与作业有关的规章制度。
(4)基层单位必须向施工单位进行作业现场交底,基层单位有关专业技术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现场检查,对检维修作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工作业环境对检维修安全作业票列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应栏内。施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监护人。安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充的内容;二是要将作业人员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)明确提出,作业前应对参加作业的人员进行安全措施交底,主要内容有:
①作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应急措施。
②会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境下应急情况时撤离通道,进一步核实安全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
③涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.检修作业过程中的安全风险分析要点
(1)设备检维修作业主要的危害有工作过程中对作业人员的机械致害、物体打击、灼烫、中毒窒息等。
(2)日常检维修过程涉及动火、进入受限空间等危险作业活动,常见的安全风险在前文已经进行了介绍,在此不再赘述。
(3)在作业过程中,工作人员站位不好、使用工具有缺陷、未进行有效固定、操作失误、有关人员配合不好等。
(4)对需要作业的电气设备或与电气设备系统相连,未在停机后切断电源、摘除保险或挂接地线,未在开关上挂“有人工作、严禁合闸”警示牌。
(5)未办理完检维修安全作业票就开始作业,或作业内容、人员、有效期等与检维修安全作业票不符。
(6)劳动保护用品配备不到位,如产生粉尘的作业不配备防尘口罩而是用纱布口罩代替,穿易产生静电的服装、服饰和带铁钉的鞋进入生产装置和易燃易爆区。
(7)作业过程就地排放易燃易爆物料及其他化学危险品,或者用汽油等易挥发溶剂擦洗设备、衣物、工具及地面。
(8)在液化烃和轻质油装置、罐区,用黑色金属等易产生火花的工具进行敲打、撞击作业,在高温管线上刷漆、保温等。
(9)作业期间,生产车间项目负责人和管理人员未对作业现场进行抽查,监督施工单位是否按章作业。
(10)在拆卸、解体和维修高温设备时,必须待设备内部温度冷却至正常温度时,再进行拆卸、解体和维修作业。开启设备人孔,拆卸设备的头盖、管线的法兰、机泵等工作时,最主要的是要防止残存物料喷出、部件坠落造成人身机械致害、中毒、烫伤等人身伤害。非本装置人员进入生产装置作业时,一定要注意装置内设置的警示牌、风向标等。
(11)作业过程中发现异常现象(如现场消防警报、紧急撤离警报响起),生产单位项目负责人或者许可证签发人、监护人等立即通知作业人员暂停作业并撤离,作业人员必须立即暂停作业并从作业区域撤离。当异常情况解除,需要恢复作业时,应由基层单位领导分析、核查暂停作业的原因是否已得到有效消除,并对相关的安全措施重新检查确认后恢复作业。
(12)当作业内容与作业票上说明的作业内容相比发生变更时,或环境条件变化时,需要重新办理检维修安全作业票。
(13)施工作业完工后,由生产车间项目负责人、监护人和施工单位作业负责人确认并在相应作业票上“完工验收”栏中签名,还要将完工信息告知相关岗位和人员。(三)装置大检修安全风险防控要点
1.大检修作业前的安全风险防控要点生产装置大检修作业时间周期短,现场交叉作业多,作业场地狭窄,施工环境差,施工机具、原料、物品种类零散繁多,施工人员素质参差不齐,有时候受生产经营条件限制,需要边生产边施工作业,在作业过程中极易发生火灾、高处坠落、起重致害、中毒窒息等各类人身伤害事故,以及环境污染事故等。大检修过程中安全管理具有一定难度。做好大检修作业的安全风险防控应关注以下内容。
1)大检修作业前人员要求
(1)把好承包商准入关。从近年来化工企业检维修过程中发生的事故来看,事故的责任主体绝大多数是外来承包商、分包商,因此,要求化工企业建立完善承包商管理制度,在施工项目招标阶段,对施工单位的营业执照、法定工程资质、特种作业人员资质、安全生产资质和安全管理能力等内容进行招标人围前审查;施工单位中标以后,企业要严格施工人员进入现场的厂级安全教育、车间级安全教育、作业前危害告知等安全教育培训的管理;在施工作业过程中,企业对承包商施工现场作业行为进行监督检查与考核,淘汰
第二章化工运行安全技术现场施工安全管理能力低下的承包商。
(2)对其他人员要求。对参加检修的所有人员进行各专业施工安全规程的专题安全教育,生产单位组织本单位员工学习装置检修安全健康环保(HSE)管理规定、危险源辨识、风险评价后提出的HSE控制措施、应急预案、停工方案等,对照应急预案进行演练,并考试合格。
2)停工及作业过程要求
(1)严格按照审批后的停工方案停工,停工过程的每一关键步骤都有专人负责确认,制定大检修作业施工方案,进行危害识别并制定相应的安全措施。
(2)易燃易爆、有毒、腐蚀、污染性物料按规定回收或排放火炬。
(3)对盛装有毒有害、易燃易爆等介质的设备、塔、罐、换热器、管线等按照方案进行吹扫、蒸煮、酸碱中和、氮气置换、空气置换,使其不存留介质,按照方案规定的时间通风后采样分析合格。
(4)进出装置的油、瓦斯、氢气、氮气、蒸汽、化工物料等管线要加装盲板,使其与装置有效隔离,盲板安排专人管理、装拆,编号登记,并在现场做好明显标识。
(5)含油污水系统的检查井、地漏、下水井等内表面油污应清洗干净,装置区明沟、地面、平台及设备、管道外表油污清扫干净。
(6)对下水系统进行有效封堵,下水井及地漏系统用不少于2层的石棉布、5cm厚的细土封堵,或用水泥封闭;无存油的地沟要灌清水;Y型地漏,不能把放空管线和漏斗封闭在一起。
(7)进入特殊部位进行检查、清扫、检修要制定并落实好防范措施。
(8)安排合格的作业监护人。
(9)对危险区域、设施、电缆沟、禁动区域设施等做好警示标志。
(10)在施工作业现场划出安全隔离作业区,办理临时固定动火点,进行预制作业;施工单位根据作业内容和作业场所环境情况制定出安全有效的作业区隔离措施方案。
(11)做好检修期间废弃物处理的安排。
(12)落实现场消防措施,消防、气防设施、器材完好。
(13)重要仪表采取适当并有效的防护措施。
(14)所有机泵等用电设备全部断电并告知生产车间,未断电的设备要做好标识和防护。
(15)需夜间检修的作业场所,设有足够亮度的照明装置。
(16)对检修现场的坑、井、洼、沟、陡坡等应填平或铺设与地面平齐的盖板,也可设置围栏和警告标志,并设夜间警示红灯;检修现场的爬梯、栏杆、平台、铁算子、盖板等要安全可靠。
(17)加强道路交通管理,检查、清理检修现场的消防通道、行车通道,保证畅通无阻,规定施工作业期间哪些路段禁止通行,哪些路段禁止停放车辆,必要时安排专人进行交通管理。
3)组织检修前的生产装置联合检查确认实施大检修前组织相关部门和单位按照专业分工对检修条件进行确认,确保装置内工
艺系统、检修环境等已得到妥善处理,各类安全措施得到落实,对达不到检修条件或者开工条件的内容,应督促进行进一步完善,避免由于准备不充分、条件不具备而引发各类事故,为整个检修过程提供安全的作业条件;检查应急准备情况,一旦发生事故,可保证得到及时有效的处理。
4)大检修施工现场管理要点检修现场要保证安全施工,不污染环境,不堵塞交通要道和消防通道。安全管理以现场安全施工、文明作业和反“三违”为主。装置检修前期,以防火防爆为主要控制内容;检修中期,以防机械致害、高处坠落、起重事故、触电等为主要内容,检修后期,要防止人员因疲劳、麻痹、侥幸心理而造成工作失误和违章作业。重点关注以下各方面的内容:
(1)临时用电。临时用电要符合《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46)的要求,做到“一机一闸一保护、三相五线制,三级配电”等,电线要整齐规范,并认真执行《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)中临时用电的规范。
(2)高处作业。高处坠落是检修施工作业的高发事故,必须对高处作业的防护予以重点关注。检修期间应认真执行《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)中高处作业的规范并重点关注高处作业人员是否系安全带,且安全带的使用方法是否正确;对于施工过程中最常用到的脚手架,要求必须经专业人员检查后挂牌使用。尽量杜绝交叉作业,如果有无法避免的上下交叉作业,必须在每个作业层设防护网,必要时指派专人进行统一指挥与协调,避免高空坠物对下部人员造成伤害。另外,根据施工需要,临时拆除的平台、护栏等必须及时加装临时防护措施,临时防护措施要能确保安全,防止人员和物体坠落。对于平台上的孔洞要及时修补,杂物要及时清理,防止坠落伤人。
(3)受限空间作业。装置检修期间,受限空间作业较多,最容易发生中毒窒息事故,在实施受限空间作业时应认真执行《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)中受限空间作业规范,并做到受限空间作业前要化验分析合格,对受限空间做到有效隔离,受限空间作业人员的劳动防护用品要合格,作业监护人要尽职尽责,受限空间的出口周围不能堆放杂物,要能够保证作业人员紧急状况下的脱险和救护,对于进出人员要进行登记,另外,受限空间内使用的手持式电动工具、照明行灯、电压等要符合要求。
(4)吊装作业。吊装作业是检修期间最常见的提升重物的方式,大量使用吊车、手拉葫芦等起重机具。起重事故也是装置大检修、工程建设过程中的多发事故。在实施吊装作业时应认真执行《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)中吊装作业规范,并要求卷扬机、手拉葫芦、电动葫芦、吊篮等的使用符合规范的要求,自制起重工具要严加控制。为了防止吊物坠落伤人,一定要在可能造成伤害的范围内做好警戒,并派专人管理。汽车起重机的支腿要完全伸出,并且要垫枕木,防止地面塌陷和起重设施倾倒事故。
(5)动火作业。检修期间动火作业主要的危险是下水井或地漏积存的易燃易爆介质和施工现场的易燃易爆物质,如乙炔瓶等。在实施动火作业时应认真执行《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)中关于动火作业的规范要求,并重点关注动火点周围消防设施是否齐备,要特别注意对下水井和地漏的检查,防止施工过程破坏,确保其处于密封状态。动火点周围不能存有易燃物质,在动火点10m范围内及动火点下方不应同时进行可燃溶剂清洗或喷漆作业。禁止在受限空间内同时进行刷漆和用火作业,高处的动
第二章化工运行安全技术火作业要采取防火花飞溅的措施。使用前对乙炔瓶等要进行试漏,电焊机具、导线、各种气瓶等要符合《焊接与切割安全》(GB 9448)的要求。
(6)作业人员的劳动防护用品。要求施工单位为进入施工作业现场的施工人员配备必要的符合规范要求的个体劳动防护用品,同一个施工单位要配备统一的符合要求的劳保服装和劳保鞋,按照作业现场的工作性质配备适用的防护用品,如防尘口罩、防毒面罩、耳塞、防护目镜等,受限空间作业还要配备空气呼吸器、长管呼吸器等。
2.大检修结束后的管理要点大检修工作结束后,企业要组织相关部门和专业管理单位及施工单位组成大检修工作联合检查验收组,对大检修工作的完成情况进行联合验收。主要验收内容如下:
(1)检修项目全部完工,质量符合检修工作任务书要求。
(2)脚手架、临时照明设备、临时电源线全部拆除并做到不影响正常开工和生产巡检要求。
(3)施工机具全部运走,保运机具移至装置外围。
(4)梯子、平台、栏杆、地沟、吊装孔恢复完好。
(5)安全装置齐备,灵敏好用,照明(包括事故照明)正常。
(6)消防道路畅通,消防/气防设备、器材和个体防护用具齐全完好。
(7)地面平整清洁,工业垃圾、废弃包装物、边角废料、多余的土石方等得到合理处置,不污染环境,做到工完、料净、场地清。
(8)压力容器及储罐等设备及管线,按规定进行试压、试漏和气密试验;安全阀、压力表、温度计、液位计等安全附件调试安装并具备投用条件,仪表自保联锁校验合格并具备投用条件,通风设备完好。
(9)涉及易燃易爆物料的密闭设备和管道具备按工艺要求进行气体置换的条件,化工原材料准备齐全。
(10)做好开工过程使用的公用工程准备工作,具备按照操作规程引入水、电、蒸汽、风、瓦斯进入生产装置区的条件。
(11)施工人员全部撤离现场,保运人员进入指定位置工作,组织岗位操作人员学习开工方案并经考试合格。
(12)生产车间按开工方案组织开工前安全条件确认检查,做好系统开车的准备。检修过程是一个动态的过程,各种危险因素随时会出现,在检修过程中,提倡全员参与安全管理,人人都做安全员,尤其是监护人,能够对作业全过程进行监督管理,能够及时发现问题,及时制止,及时反映,对各种风险进行有效控制。
十、射线探伤作业安全技术射线探伤作业是指利用X射线、γ射线、高能射线和中子射线等对金属内部可能产生的气孔、针孔、夹渣、疏松、裂纹、偏析、未焊透和熔合不足等缺陷进行质量检查的一种作业。(一)射线探伤类型射线探伤是利用射线穿透物体来发现物体内部缺陷的探伤方法。射线探伤是无损检测
材料、零件、部件和构件质量的基本方法之一,是焊缝检测中最常用的检测方法,在对铸造、焊接和其他不可拆卸的连接器件进行检查时,在所采用的无损检查手段和方法中,射线探伤占很大的比例。其工作原理是射线穿过材料到达底片,会使底片均匀感光,如果遇到裂缝、洞孔、气泡和夹渣等缺陷,将会在底片上显示出暗影区来。这种方法能检测出缺陷的大小和形状,还能测定材料的厚度。在石化企业中,射线探伤作业所使用的主要辐射源是X射线机、密封放射源。选用何种辐射源主要取决于被检测物体的材料和厚度。γ射线探伤机使用的辐射源多为Co和1?2Ir,其特点是射线穿透力强,放射源可通过窄小部位进行透照,适用于异形物体探伤,特别适合于作环形或球形物体探伤,γ射线探伤机与X射线探伤机不同的是,工业X射线探伤机只有在开机加高压后,才产生X射线,而γ射线探伤机不论是否开机,放射性核素源总有射线射出,因此对防护的要求更高。(二)射线探伤作业前防控安全风险的技术要点
(1)作业单位、作业人员资质要求。作业单位必须依法取得有效的“辐射安全许可证”,作业人员取得“放射工作人员证”;禁止无证或者不按照规定的种类和范围进行射线探伤作业。作业人员上岗前要进行必要的放射性知识培训并经考试合格(其他相关人员也要进行必要的放射性知识培训)。
(2)对于使用放射源的异地施工单位应根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》(国务院令第449号)的要求,持有迁出地和接受地环保部门审批的“放射性同位素异地使用备案表”和所使用放射源身份编码和活度证明材料,并将这些材料登记备案留存,没有办理放射性同位素异地使用备案的单位严禁开展放射源异地探伤作业。
(3)射线探伤作业过程中,主要的危险是无关人员的误照射,发生这种情况的原因主要是作业之前,未通知到可能受影响的单位,作业时,未设置明显的警示标志或有效隔离,无关人员不知道有探伤作业误入作业区从而被照射。另外,作业结束后,作业人员不及时通知相关单位和人员,虽然对人员不会有什么危险,但会因不知情导致不敢进入作业影响区域而影响其他工作。
(4)对于γ射线探伤机来说,由于探伤机的质量问题,如防护壳屏蔽有问题,造成密封源泄漏;由于设计不合理或组装不牢、松动,导致放射源脱落;或者因输源管破裂等故障源不能被收回至防护罐内,放射源也有可能脱落;运输中保管不善,源容器丢失,如果被人发现捡回家中,就会造成多人受照射。另外,探伤机故障维修,未注意做好防护,也可能对作业人员造成照射事故。
(5)工业X射线探伤发生放射事故多为开机时误照,如调试机器时分工不明;误传联络信号;开机未示警;二人作业,配合失误;检修机器故障等都有可能发生作业人员的误照射。(三)射线探伤作业前应落实的安全防护措施
1.作业许可的申请从事射线探伤作业的单位,须向进行射线探伤作业的企业安全(放射)管理部门提供省级环境保护主管部门颁发的“辐射安全许可证”、施工单位及射线工作人员的资质、施工方案、放射源的转让手续、安全防护措施和事故应急预案,经企业相关的安全管理部
第二章化工运行安全技术<门审查通过后办理放射源人厂许可后,才有资格在企业装置范围内进行射线探伤作业。不含放射源的设备不需要办理人厂许可。射线探伤作业单位根据作业任务单编制射线探伤作业防护方案(其内容包括施工简明示意图、防护距离、防护措施及应急处理措施等),提前一天向作业区域所属单位报告,作业区域所属单位负责人会同施工单位作业负责人填写“射线探伤安全作业票”,经企业主管部门和相关单位审核批准后,方可作业。射线探伤工作人员必须经过辐射专业知识培训,能正确使用射线探伤机,操作时严格遵守各项操作规程,射线探伤工作人员要接受个人剂量监测,射线探伤工作单位要为射线探伤工作人员建立个人剂量档案。射线探伤作业单位要明确现场的专职安全负责人,负责作业时安全防护工作,作业时间原则上要夜间人少时进行,特殊情况下须经企业主管部门或领导批准同意。射线探伤作业所在单位要严格控制探伤作业时探伤机的台数、作业点位置,探伤时的方向要尽量避开人员出人频繁的装置和易受辐射影响的装置,进入现场作业的探伤机原则上X射线探伤机不得超过1台,γ放射源的使用更应严格控制。原则上不得进行射线探伤交叉作业,如必须进行交叉作业的,射线探伤作业所在单位要和射线探伤作业单位达成协议并制定详细的防护方案,经相关的管理部门批准同意后方可作业。进行γ射线探伤作业前,操作人员应检查射线探伤装置的安全锁、联锁装置、位置指示器、输源管、驱动装置等的性能。严禁使用铭牌模糊不清或安全锁、联锁装置、输源管、控制缆、源辨位置指示器等存在故障的探伤装置。射线探伤装置必须专车运输,专人押运。押运人员必须全程监护射线探伤装置。
2.射线探伤作业前的告知射线探伤作业单位要在作业区域(装置、车间、作业区)等人员通行的位置设置射线探伤作业告示牌,告示牌要注明射线探伤作业的时间、地点及作业简单示意图,并将内容通知所涉及的周边单位,同时汇报企业射线探伤作业主管部门,接到通知的单位负责通知到本单位的相关人员,避免人员误入警戒区。作业所在单位要安排值班人员对作业现场的防护措施进行检查确认,确认后在作业票上签字。公共区域、生产区外管网区域的射线探伤作业,实行“谁委托、谁管理”的原则,由所委托的单位对射线防护工作进行监督管理,射线探伤作业的防护距离涉及多个单位的,“射线探伤安全作业票”要由所涉及单位进行会签,会签单位负责本单位的告知工作。(四)射线探伤作业过程的安全防护措施射线探伤作业过程中操作人员必须严格遵守作业前制定的各项操作规程,采取可靠的安全措施和科学管理来防止射线事故的发生。进行射线探伤作业前,作业单位和作业项目所在单位必须先将工作场所划分为控制区和监督区。控制区边界外空气比释动能率应低于40μGyh?1。在其边界必须悬挂清晰可见的“禁止进入射线探伤工作场所”警示标识。未经许可任何人员不得进入该范围,必须采用警戒绳和安排监督人员实施人工管理。控制区、监督区范围的计算方法见《工业γ射线探伤放射防护标准》(GBZ 132)或《工业X射线探伤放射防护要求》(GBZ 117)。进行射线探伤作业时,必须考虑射线探伤机和被检物体的距离、照射方向、时间、屏
蔽条件,以保证作业人员的受照剂量尽可能低。由于环境条件限制,进行短距离操作时,必须使用现场射线探伤的防护装置,如铅防护屏、铅防护亭、铅防护车等,射线探伤作业人员必须佩戴个人防护用品,必要时可设专人站岗。每个射线探伤作业人员必须配备一部合格有效的放射量测定仪。射线探伤作业期间必须有监护人(与射线探伤安全作业票上的相符)始终在现场,并沿警示带不间断巡检,防止其他人员误人。监护人要利用便携式射线监测仪器按照要求的频次进行监测与检查,发现超标要立即通知施工单位停止作业。进行γ射线探伤作业时,至少有2名操作人员同时在场,每名操作人员应配备1台个人剂量报警仪和个人剂量计。个人剂量计应定期送交有资质的检测部门进行测量,并建立个人剂量档案。γ射线探伤装置用毕不能及时返回施工单位放射源库保管的,应利用保险柜现场保存,但须派专人24h现场值班。保险柜表面明显位置应粘贴电离辐射警告标志。施工单位需要在企业存放放射性同位素的,施工单位应落实防火、防水、防盗、防丢失、防破坏、防射线泄漏安全防护措施,专人保管放射性同位素,建立登记、检查制度,确保账物相符。发生辐射事故时应立即停止作业,启动本单位应急预案,对可能受到辐射伤害人员,应立即送到当地卫生主管部门指定的医院或者有条件救治辐射损伤病人的医院进行检查和治疗,或者请求医院立即派人赶赴事故现场,采取救治措施。(五)射线探伤作业结束后的安全防护措施射线探伤作业人员解除警戒,并向探伤作业所涉及的单位负责人报告作业终止时间,将作业所用的所有设备撤离现场,使用放射源探伤的,作业结束后要立即将放射源撤离,射线探伤作业所涉及的单位负责人和施工单位作业负责人对作业结束后的现场进行检查,确认无误后撤离现场。使用γ射线探伤机作业结束后,必须用辐射剂量监测仪进行监测,确定放射源收回源容器后,由检测人员在检查记录上签字,方能携带探伤装置离开现场。
十一、工作危害分析方法简介工作危害分析是一种危害辨识与风险分析方法,该方法是为了安全地完成某项工作(或作业活动),把工作(或作业活动)内容划分为若干个子步骤,依据安全健康管理法律法规、标准规范以及企业安全健康管理要求,对每一个子步骤包含的潜在危险、有害因素进行辨识,针对辨识结果制定安全风险管控措施的工作过程。在化工企业安全管理实务中,工作危害分析通常被称作工作危害分析(job hazard analysis, JHA)或工作安全分析(job safety analysis,JSA)。该方法适用于化工企业作业活动前的风险分析。(一)实施方法
(1)划分作业步骤。把工作(或作业活动)分解为若干个相连的工作子步骤。通常情况下,工作(或作业活动)内容相对简单的可以划分为5~7个工作子步骤,划分过多或过少的工作子步骤都可能影响危险有害因素识别效果,工作量较大、内容较多的工作(或作业活动)可以划分出更多数量的工作子步骤。
第二章化工运行安全技术
(2)辨识每一步骤危险、有害因素。根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》
(3)制定安全风险管控措施。针对导致每一起危险源及潜在事件的发生,分析出可
(4)评估风险、判定等级。根据企业风险管理制度判定每一起危险源及潜在事件可
(5)填写工作危害分析评价记录,见表2-18。表2-18工作危害分析评价记录(记录受控号)单位:岗位:工作(或作业活动)名称:No;(GB/T 13861)的规定,辨识每一步骤的危险源及潜在事件。根据《生产安全事故分类与能的原因,从工程技术、管理措施、安全教育培训、个体防护、应急处置等方面制定风险能造成的后果的安全风险等级。编码》(GB 6441)的规定,分析危险源及潜在事件可能造成的后果。管控措施。危险源或潜现有控制措施序号作业|在事件(人、主要步骤物、作业环后果工程管理安全境、管理)技术措施教育个体应急L S评价建议新增安全风险安全风险R级别(改进)管控措施管控措施培训防护处置措施负责人落实人分析人:日期:审核人:日期:审定人:日期:填表说明:1.审核人为所在岗位/工序负责人,审定人为上级负责人。
2.评价级别是运用风险评价方法确定的风险等级。
3.安全风险管控措施负责人是指此级别风险的管理人员。
4.安全风险管控措施落实人是指每一项风险管控措施的实际落实人员,需要注意的是不同的安全风险管控措施应由不同专业、不同岗位的人员负责落实。
5.企业可结合安全管理实际参照表格形式制定其他形式表格。注:L—危险源或潜在事件造成风险的可能性等级。S—危险源或潜在事件造成风险的严重度等级。R—危险源或潜在事件造成风险的风险度。(二)应用示例某化工企业为了控制气柜运行过程中的泄漏风险,保证气柜安全运行,需要对气柜进行定期检修。气柜的检修作业是一种高风险的作业,必须加强风险管控。该企业采用工作危害分析方法,识别作业中潜在的危害,确定相应的工程措施,提供适当的个体防护设施,以防止事故发生,防止人员受到伤害。工作危害分析需要将作业活动的每一步骤进行分析,从而辨识潜在的危害并制定安全措施。确定对策时,从工艺处理、作业风险的控制措施两个方面加以考虑。该企业检修气柜工作危害分析见表2-19。
表2-19某化工企业检修气柜工作危害分析表工作/任务:检修气柜区域/工艺过程:气柜序号工作步骤危害或潜在建议改安全风险安全风险事件主要后果现在安全控制措施L S R正/控管控措施管控措施制措施负责人落实人人柜前对入柜防护用品佩戴不合格中毒、窒息员工的防护用品佩戴情况进行审2 5 10车间主任当班班长核检查不按要求产生静电,入柜前对入柜着装引发爆炸员工进行着装检2 5 10车间主任当班班长查1准备工作未带瓦斯、人柜前对人柜硫化氢检测中毒、窒息员工应携带的设仪施进行列表检查2 5 10车间主任当班班长确认未带工具工具掉落人柜前对人柜袋伤人员工进行检查1 4 4车间主任当班班长确认在拆卸、开侧确认气柜中毒、窒窗、天窗前,按置换合格息、爆炸照规程要求气柜3 S 15车间主任当班分析工内气体进行再检测作业前对拟入工具非防爆爆炸柜员工使用工具进行列表检查确2 5 10车间主任当班班长拆卸、开认2侧窗、天窗通风平台有杂杂物坠落,物绊倒摔倒人作业前对作业员,砸人现场进行检查1 4 4车间主任当班员工作业不熟作业前进行安练碰伤、坠落全培训,对安全1 4 4当班班长当班员工带的佩戴再检查工具摆放从高处坠将工具摆放在位置不当落伤人不易碰落的位置1 4 4作业班长当班员工按规程要求进行采样分析(采采样数据化验结果样位置分上、中、3进气柜不准确;未有误造成中下,要具有代表当班分析作业进行采样分毒、窒息、爆性),并与便携检3 5 15车间主任人员和析炸测仪相互验证;作业人员按作业规程要求进行采样分析
第二章化工运行安全技术注:R=LS。通过工作危害分析可知,人孔拆卸和进入气柜内作业风险最高,风险度R≥15,有可能出现人员中毒、窒息或者爆炸的危险,必须采取安全措施,避免上述风险。需要提示的是,表2-19仅仅是分析结果示例,在实践应用过程中,企业应注意安全控制措施的完整性,以及每一项措施要有具体的人员进行落实、签字确认。表2-19(续)序号工作步骤危害或潜在建议改安全风险安全风险事件主要后果现在安全控制措施L S R正/控管控措施管控措施制措施负责人落实人无票作业中毒、窒息、按操作规程要爆炸求,开具作业票,3 5 15车间主任作业班长落实安全措施没有委派中毒、窒息、委派有资质的3进气柜监护人爆炸监护人,落实监3 5 15公司领导车间主任作业护人职责对委派的监护监护人脱中毒、窒息、人进行告知,作岗爆炸业班长并作业员3 5 15车间主任作业班长和作业员工工对监护人是否在岗进行监督第六节化工过程控制和检测技术随着过程自动化控制水平的不断提高,自控及仪表系统已成为企业安全设施的重要组成部分,化工企业生产过程中的工艺介质及装置设备的运行状况,如流量、温度、压力、转速、振动等参数,都由仪表及自动化控制系统进行自动检测、显示、控制和保护联锁。
一、化工过程控制系统的工作原理当控制系统受到扰动作用后,被控变量(如温度、压力、液位)发生变化,通过检测变送仪表得到其测量值;控制器接受被控变量(如温度、压力、液位)测量变送器送来的测量信号,与设定值相比较得出偏差,按某种运算规律进行运算并输出控制信号;控制阀接受控制器的控制信号,按其大小改变阀门的开度,调整被控变量的数值,以克服扰动的影响,使被控变量回到设定值,最终达到控制被控变量(如温度、压力、液位)稳定的目的,这样就完成了所要求的控制任务。这些自动控制装置和被控工艺设备组成了一个没有人直接参与的自动控制系统。通常,设定值是控制系统的输入变量,而被控变量是控制系统的输出变量。控制系统的输出变量通过适当的测量变送仪表又引回到系统输入端,并与输入变量相比较,这种做法称为反馈。当反馈信号与设定值相减时,称为负反馈;反馈信号取正值与设定值相加,
称为正反馈。输出变量与输入变量相比较所得的结果称为偏差,控制装置根据偏差的方向、大小或变化情况进行控制,使偏差减小或消除。发现偏差,然后去除偏差,这就是反馈控制的原理。利用这一原理组成的系统称为反馈控制系统,通常也称为自动控制系统。在一个自动控制系统中,实现自动控制的装置可以各不相同,但反馈控制的原理却是相同的。由此可见,有反馈存在、按偏差进行控制,是自动控制系统最主要的特点。
二、化工过程检测在化工生产过程中,为了有效地进行生产操作和自动控制,需要对工艺生产过程中的压力、料位、流量、温度等参数和产品的成分及物性进行自动检测。为满足化工过程的检测要求,应采用相应的检测方法、测量误差分析与处理方法来获得被测参数的真实值。(一)检测方法
1.偏差法偏差法是用测验仪表的指针相对于仪表刻度零位的位移(偏差)量直接表示被测量大小,如弹簧秤、压力表、体温表、体温计等指示式仪表。偏差法测量方式属于开环测量方式,仪表刻度是预先用标准仪器标定好的,测量结果的好坏取决于测量元件和转换放大环节的性能。偏差法测量的特点是直观、简便、速度快,相应的仪表结构简单,测量精度较低,测量范围小。
2.零位法零位法是将被测量与已知标准量进行比较,当两者差值为零时,由标准量的值即可确定被测量的大小。零位法属于反馈型闭环检测方法,如用天平测量物体质量的方法就是零位法。在现代仪表中,零位法的平衡操作完全是自动完成的,如电子电位差计等便是如此。零位法测量具有测量精度高、测量过程复杂等特点,不适用于测量快速变化的参数。
3.微差法微差法是将偏差法和零位法组合使用的一种测量方法。测量过程中将被测量的大部分用标准量平衡,而剩余部分采用偏差法测量。利用不平衡电桥测量热电阻的变化便是如此,桥路中被测电阻的静态电阻使电桥处于平衡状态,而热电阻的电阻变化量使电桥失去平衡,产生相应的电压输出,被测热电阻的大小等于其静态电阻与用电桥输出电压确定的电阻变化量之和。微差法具有测量精密度高、反应速度快等特点。(二)测量误差分析与处理方法
1.测量误差的形式
1)绝对误差绝对误差是仪表的指示值与真实值之间的代数差,绝对误差的大小可以反映仪表指示值接近真实值的程度,但不能反映不同测量值的可信程度。
2)相对误差相对误差是检测仪表的绝对误差和真实值之比,常用百分数表示;相对误差越小,说明测量结果的可信度越高。相对误差就是用来判断测量结果的准确程度,即测量精度。
3)引用误差检查仪表的绝对误差与仪表的量程之比的百分数,称为引用误差。引用误差可以表示
第二章化工运行安全技术检测仪表的准确程度,引用误差小,表明仪表产生的测量误差相对的小,测量结果相对可信度高。
2.测量误差的分类
1)系统误差系统误差是在相同测量条件下,多次测量同一被测量时,测量结果的误差大小与符号均保持不变或按某一确定规律变化的误差。它是由于测量过程中仪表使用不当或测量时外界条件变化等原因所引起的。
2)随机误差随机误差是在相同测量条件下,对参数进行重复测量时,测量结果的误差大小与符号以不可预计的方式变化的误差。随机误差的大小反映对同一测量值多次重复测量结果的离散程度。产生随机误差的原因很复杂,一般是由许多微小变化的复杂因素共同作用的结果。
3)粗大误差粗大误差是测量结果显著偏离被测值的误差,没有任何规律可循。产生粗大误差的主要原因是测量方法不当、工作条件显著偏离测量要求等,但更多的是人为因素造成的,如工作人员在读取或记录测量数据时疏忽大意。带有这类误差的测量结果毫无意义,应予以剔除。
3.测量误差的分析与处理在测量过程中,如何处理带有未知误差的数据,甄选不同的测量误差,从繁杂的测量数据中筛选出被测量的真实值,是保证测量质量的关键。分析过程中,一般先分析粗大误差,剔除粗大误差后分析系统误差,对测量结果进行修正,之后对随机误差进行统计分析。
1)系统误差的分析与处理系统误差的特性具有确定性、重视性和修正性。通过试验对比,用高精度的测验仪表校验普通仪表时,可以发现固定不变的系统误差(定值系统误差)。通过对误差大小及符号变化的分析,来判断变化的系统误差(变值系统误差)。但是,通常不容易从测量结果中发现变值系统误差并认识其规律,只能具体问题具体分析,这在很大程度上取决于测量者的知识水平、经验和技巧。为了减小系统误差的影响,可以从以下两方面着手进行处理。
(1)消除系统误差产生的根源。合理选择测量方法,校验检测仪表,保证仪表的测量条件,防止产生系统误差。
(2)在实际测量中,采用一些有效的测量方法来消除或减小系统误差。可以采用的测量方法有交换法、代替法、补偿法、对称量法等。
2)随机误差的分析与处理随机误差在测量次数足够多时,一般呈正态分布规律,具有对称性、有界性和抵偿性。为消除随机误差,需要在消除了系统误差和粗大误差的影响之后,对同一被测量介质进行多次测量(一般为5~10次即可),计算多次测量结果的算术平均值,任意一次测量结果位于算术平均值的置信区间内(置信区间是数理统计学知识,在此不再赘述)。
3)粗大误差的分析与处理误差会显著歪曲测量结果,所以必须在剔除含有粗大误差的测值后,再进行数据的统计分析,从而得到符合客观实际的测量结果;目前判定粗大误差的常用方法是莱伊特准则,它以±3σ(西格玛)为置信区间,凡超过此值的剩余误差均作粗大误差处理,予以剔除。
三、化工仪表的类型化工企业仪表设备一般分为常规仪表、仪表控制系统、仪表联锁保护系统、分析仪表、安全环保仪表及其他仪表。常规仪表包括检测仪表、显示或报警仪表、控制仪表、辅助单元、执行器及其附件等。仪表控制系统包括集散控制系统(DCS)、可编程控制系统(PLC)、机组控制系统(CCS)、工业控制计算机系统(IPC)、监控和数据采集系统(SCADA)等。仪表联锁保护系统包括紧急停车系统(ESD)、安全仪表系统(SIS)、安全停车系统(SSD)、安全保护系统(SPS)、逻辑运算器、继电器等。分析仪表包括在线分析仪表、化验室分析仪器。安全环保仪表包括可燃气体检测报警器,有毒气体检测报警器,氨氮分析仪,化学需氧量(COD)分析仪,烟气排放二氧化硫分析仪,外排废水、废气流量计等,另外,还有振动/位移检测仪表、调速器、标准仪器、工业电视监控系统等。(一)常规仪表常规仪表主要是指通过被测量与标准量相比较得到结果的原理制造的仪表。通过常规仪表可以对工艺生产过程中的温度、压力、流量、液位四类参数进行检测;控制仪表根据检测到的仪表示值与所要控制的示值进行偏差比较后,输出信号到执行器及其附件使其输出发生变化,直到变化后的参数符合生产的要求。(二)仪表控制系统一般情况下,仪表控制系统至少要完成三个任务:
(1)实时数据处理。对来自测量变送装置的被控变量数据进行巡回采集、分析处理、性能计算及显示、记录、制表等。
(2)实时监督决策。对系统中的各种数据进行超限报警、事故预报与处理,根据需要进行设备启停,对整个系统进行诊断与管理等。
(3)实时控制及输出。根据生产过程的特点和控制要求,选择合适的规律,包括复杂的先进控制策略,然后按照给定的控制策略和实时的生产情况,实现在线、实时控制。(三)仪表联锁保护系统仪表联锁保护系统用于监视生产装置或独立单元的操作,如果生产过程超出安全操作范围,可以使其进入安全状态,确保装置或独立单元具有一定的安全度。安全仪表系统不同于批量控制、顺序控制及过程控制的工艺联锁,当过程变量(温度、压力、流量、液位等)超限,机械设备故障,系统本身故障或能源中断时,安全仪表系统能自动(必要时可手动)地完成预先设定的动作,使操作人员、工艺装置处于安全状态。(四)分析仪表分析仪表是指对物质的组成和性质进行分析和测量,并直接指示物质的成分及含量的
第二章化工运行安全技术仪表。实验室仪表是由人工现场采样,然后由人工进行分析,分析结果一般较为准确;在线分析仪表用于连续生产过程,能自动采样,自动分析,自动指示、记录、打印分析结果。(五)安全环保仪表安全环保仪表可对生产过程中可能产生的废弃物或异常情况下可能泄漏或外排的气体、液体的成分进行分析及检测,以便于进行生产调整,减少生产安全事故或影响环境的事件发生。
四、仪表设备易发生的事故类型及影响在仪表的设计、安装和使用维护中稍有闪失,就有可能会造成仪表故障,从而波及生产的安全和稳定,影响产品质量,引发停车,带来重大的经济损失。
(1)常规仪表故障及其影响:多数仪表故障出现在与被测量介质相接触的传感器和调节阀上,这类故障占60??上;这类故障出现在一般检测回路上,对生产装置不会有太大的影响。
(2)仪表系统性故障及其影响:仪表机柜电源是控制系统的命脉。当仪表机柜电源发生不输出的故障时,操作人员对所有的监控数据无法把握,必定会造成所控制的装置生产波动,引发装置停车。
(3)当仪表气源发生停气或压力下降的故障时,装置所有的控制阀门将回到自然状态,也就是设计时所选择的安全状态,这种情况下生产装置的介质及设备会处于“保险”状态,不会引起超温、超压,但会引起装置的停车。
(4)当控制系统发生死机时,一般情况下所有的操作失去控制,也会造成装置停车。当安全仪表系统中联锁回路的检测、控制设备及相关附件发生故障时,都会引起生产波动,关键参数还可能互相影响而导致全装置停车。
五、仪表的设计、选型和安装的总体要求仪表的选型遵循安全可靠、技术成熟、经济合理的原则,仪表设备施工单位必须具有相应的施工资质、施工能力,并具有健全的工程质量保证体系。仪表设备工程项目的竣工验收应按设计要求及《自动化仪表工程施工及质量验收规范》(GB 50093)、《石油化工仪表工程施工技术规程》(SH/T 3521)、《石油化工建设工程项目交工技术文件规定》(SH/T 3503)进行。工程项目竣工验收资料应齐全完整,主要包括:工程竣工图(包括装置整套仪表自控设计图纸及竣工图),设计修改文件和材料代用文件,隐蔽工程资料和记录,仪表安装及质量检查记录,电缆绝缘测试记录,接地电阻测试记录,仪表风管和导压管等扫线、试压、试漏记录,仪表设备和材料的产品质量合格证明,仪表校准和试验记录,回路试验和系统试验记录,报警、联锁系统调试记录,智能仪表、DCS、ESD(SIS)、PLC、Ccs、SCADA等组态记录工作单及相关软件版本记录、用户应用软件备份,仪表设备交接清单,仪表回路图,联锁接线图、逻辑图,仪表设备说明书,未完工程项目明细表。(一)常规仪表
1.选型常规仪表的选型应遵循《石油化工自动化仪表选型设计规范》(SH/T 3005)、《油气田及管道工程仪表控制系统设计规范》(GB/T 50892)。在满足生产需要的前提下,综合考虑仪表的安全可靠性、技术先进性、经济实用性,另外还应考虑企业现状和发展规划,力求品种统一,有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理。电涌保护器的设计应遵循《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)、《石油化工仪表系统防雷工程设计规范》(SH/T 3164)的规定。
2.调节阀的过程控制工业里最常用的终端控制元件就是调节阀。调节阀调节流动的流体,如气体、蒸汽、水或化学混合物,以补偿负载扰动并使得被控制的过程变量尽可能地靠近需要的设定点。许多人讨论调节阀或阀门,其实他们指的是控制阀组件。典型的控制阀组件由阀体、阀内件零件、提供阀门操作驱动力的执行机构以及各种各样的阀门附件所组成。阀门附件包括定位器、转换器、供气压力、调节器、手动操纵器、阻尼器或限位开关。执行机构和调节阀的选择依据:根据工艺条件,选择合适的调节阀的结构形式和材质;根据工艺对象的特点,选择合适的流量特性;根据工艺参数的大小,选择合理的阀门尺寸;根据阀杆受力的大小,选择有足够推力的执行机构;根据工艺过程要求,选择合适的辅助装置。调节阀的安装要求:调节阀应安装在水平管道上,DN>50mm的阀应设有永久性支架;安装位置应便于操作和维修,必要时应设置平台,调节阀上下方应留有足够的空间,以便维修时取下执行机构、阀内件;调节阀阀组配管应组合紧凑,便于操作、维修和排液;环境温度一般不高于60℃,不低于30℃;远离连续振动设备,当安装于有振动场合时,应采取防振措施;用于高黏度、易结晶、易气化及低温流体时,应采取保温或防冻措施;用于浆料和高黏度的流体时,应配冲洗管线。
3.防爆型仪表的管理根据使用场所爆炸危险区域的划分,选择满足防爆等级的仪表。防爆型仪表的安装、配线及电缆应按安装场所爆炸性气体混合物的类别、级别、组别确定安装、敷设方式。防爆型仪表及其辅助设备、接线盒等均应有防爆合格证,其构成的系统应符合整体防爆的设计要求。防爆型仪表检修时不得随意更改零部件的结构、材质。在爆炸危险区域对原有的防爆型仪表进行更新、改造或新增时,必须满足原有的防爆要求,不得降低防爆等级。
4.放射性仪表的管理放射性仪表现场10m之内要有明显的警示标识,维护人员应接受政府主管部门的专门培训并取得其颁发的放射工作人员证后,才能进行仪表的维护、检修、校准工作,并配备必要的防护用品和监测仪器。
5.常规仪表的校准、检修常规仪表的校准周期,原则上为所在装置大修周期;日常故障修复后必须校准,并做好校准记录;严禁使用超期未检或检定不合格的标准仪器,各种标准仪器应按有关计量法规要求进行周期检定。常规仪表设备校准后应进行回路试验及联校,参加联锁的仪表还应
第二章化工运行安全技术进行联锁回路的调试和确认。常规仪表的检修,原则上随装置停工检修进行,在检修前应根据实际情况制定检修计划,准备必要的备品配件、检修材料、工具和标准仪器,并编制切实可行的检修管理网络。应根据常规仪表设备的运行状况,组织预防性检修。常规仪表设备检修按《石油化工设备维护检修规程》要求进行,在每个检修周期内,应进行校准或检查确认。(二)仪表控制系统企业应建立健全控制系统运行、维护、检修等各种规程和管理制度。控制系统的选型、配置应遵循《石油化工分散控制系统设计规范》(SH/T 3092)、《分散型控制系统工程设计规范》(HG/T 20573)、《油气田及管道工程仪表控制系统设计规范》(GB/T 50892)等的要求。系统运行负荷、通信能力应满足先进控制和管控一体化发展需要。
1.控制系统机房控制系统机房环境必须满足控制系统设计规定的要求,消防设施应配备齐全,有防小动物措施;进入机房作业人员宜采取静电释放措施,消除人身所带的静电;在装置运行期间,控制系统机房内应控制使用移动通信工具,并张贴警示标志;机房内严禁带入食品、液体、易燃易爆和有毒物品等,机房内禁止堆放杂物,机柜上禁放任何物品;无关人员不得进入机房;不得安装非控制系统的机柜或设备。
2.控制系统的日常维护主管单位应定时检查主机/控制器、外围设备硬件的完好或运行状况,环境条件、供电及接地系统应满足控制系统正常运行要求,按规定周期做好设备的清洁工作。严禁在控制系统上使用无关的软件,系统软件和应用软件必须有双备份,并异地妥善保管;控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管,控制系统要设置分级管理,并执行规定范围内的操作内容;系统软件和主要应用软件修改应经使用单位主管部门批准后进行;软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人,并将有关修改设计资料存档。DCS操作站的鼠标、键盘、显示器严禁私自更换,需更换时由仪表维护人员根据鼠标、键盘、显示器、打印机的型号及序列号进行更换。严禁将水杯、食物、手套、饭盒、工具等物品放置在控制系统操作台、自保操作台和辅助操作台上以及操作键盘上,操作人员应爱护控制系统操作站,对鼠标、键盘等的操作应轻柔。
3.控制系统故障处理控制系统运行时出现异常或故障,维护人员应及时处理,并对故障现象、原因、处理方法及结果做好记录。
4.控制系统检修管理控制系统的大修,原则上随装置停工大修同步进行。控制系统的检修可参照《石油化工设备维护检修规程》(中国石化出版社2019年版)要求的进行。严禁执行与控制系统无关的操作,严禁外来计算机接人控制网络,控制系统与信息管理系统间如需连接,应采取隔离措施,以防范外来计算机病毒侵害。电视监控系统、工业无线网络不应与控制移动存储设备一起接入控制系统计算机,如需接入,需专人负责,采
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用指定设备,严防病毒入侵。
5.控制系统变更管理严禁随意更改工艺报警设定值、控制方案或增加仪表回路,已投用的系统如需要修改,必须通过主管部门审批,由仪表维护人员实施。控制系统的备品配件管理要有专门的账卡;保管储存控制系统备品配件的环境应符合要求。企业应制定控制系统事故应急预案。控制系统出现故障时,应按事故应急预案执行。在处理控制系统重大故障时,按事故报告制度执行。(三)在线分析仪表管理
1.在线分析仪表的配置、选型在线分析仪表的配置、选型应执行《石油化工自动化仪表选型设计规范》(SH/T
3005),并遵循技术成熟、性能可靠,操作、维修简便的总体原则,且满足被分析介质的操作温度、压力和物料性质、工艺流程的要求。用于腐蚀性介质测量或安装在易燃易爆危险场所的在线分析仪表,应符合有关标准规范的规定,用于控制系统的分析仪表,其线性范围和响应时间须满足控制系统的要求。当在线分析仪表需要与DCS进行数据通信时,应有通用的通信接口,其通信协议、通信速率应和DCS系统要求相匹配。
1)在线分析仪表选型的一般原则
(1)选用过程分析仪表时,应详尽了解被分析对象工艺过程介质特性、选用仪表的技术性能及其他限制条件。
(2)应对仪表的技术性能和经济效果作充分评估,使之能在保证产品质量和生产安全、增加经济效益、减轻环境污染等方面起到应有的作用。
(3)所选用分析仪表检测器的技术要求应能满足被分析介质的操作温度、压力和物料性质,特别是全部背景组分及含量的要求。
(4)仪表的选择性、适用范围、精确度、量程范围、最小检测量和稳定性等技术指标,须满足工艺流程要求,并应性能可靠,操作、维修简便。
(5)对用于腐蚀性介质或安装在易燃、易爆、危险场所的分析仪表,应符合相关条件或在采取必要的措施后能符合使用要求。
(6)用于控制系统的分析仪表,其线性范围和响应时间须满足控制系统的要求。
(7)分析混合气中的单一组分或多流路多组分的含量,其浓度范围可从10??级到100含量,要求分析精度小于1级时,宜选用工业气相色谱仪、质谱仪等在线分析仪表,响应时间取决于采样周期和气体预处理时间。
2)典型化工常用在线分析仪表简介
(1)热导式气体分析器。被测气体通过热导池,检测热导池中热丝电阻的变化,可得知其中各成分的含量。主要用于分析混合气中氢气、二氧化硫或二氧化碳的含量。
(2)流程pH计。基于水溶液中氢离子浓度与插入溶液中一对电极所产生的电动势的电化学特性,通过测量电动势值获得被测溶液的pH。常用于石油炼制工业,尤其在污水处理工程中应用更多。
(3)氧化锆氧分析器。有氧离子在高温环境具有导电性。若在氧化锆管的内外两侧贴上铂电极,当电极两侧的气体含氧量不同,电极就产生电动势,测量该电动势值,就得
第二章化工运行安全技术知被测气体中含氧量的多少。常用于工业炉窑烟道气含氧量的测量和控制,提高燃烧热效率。
(4)红外线气体分析器。基于各种气体对红外线辐射能具有选择性吸收的特性,红外线被气体中一种组分吸收后,辐射能部分地转化为热能,使气体温度升高,通过测量气体温度变化或恒容积内气体压力的变化,就可得知气体中这一组分的含量。
(5)在线色谱分析仪。利用不同物质在不同相中具有不同分配系数的特性,对分配系数不同的组分进行分离,并依先后顺序在检测器中逐个测出,各组分及其浓度的信号被自动记录,形成色谱图。据图可定性和定量地求出被测物质的组成和含量。
(6)在线质谱分析仪。质谱仪采用在真空系统中磁扇扫描原理实现对多种气体浓度的检测。
3)在线分析仪表集中管理系统在线分析仪表集中管理系统为每个分析仪提供了通往DCS和远程工作站的接口。在中心控制室设置工作站,可以对每台分析仪进行集中管理和数据采集。也可以在现场机柜室通过工作站对本装置的在线分析仪表进行维护。所有工艺参数和报警应能经由在线分析仪表网络通信到DCS中。设置工作站的目的是在正常生产中显示每个分析组分,监视在线分析仪表工作状态,并对在线分析仪表进行参数设定等维护。工作站操作级别分为操作员和工程师两级,并设置安全密码,可实现远程控制操作权限,进而实现分级管理、远程操控和维护的功能。在工作站上可以完成以下操作:
(1)显示仪表谱图信息。
(2)显示趋势画面。
(3)编辑在线分析仪表控制参数。
(4)显示在线分析仪表工作状态。
(5)报警显示。
(6)显示分析结果。
(7)储存分析结果。
(8)远程操作和软件问题判断及处理。
2.在线分析仪表的使用、日常维护、故障处理和检修管理的要求
1)综合管理要求
(1)使用管理要求。分析仪器四率达标,建议采用下列指标:仪表使用率≥99??仪表综合完好率≥99??静密封点泄漏率≤0.005??动密封点泄漏率≤0.02??
(2)杜绝因维护原因影响生产装置安全稳定运行和产品产量,不发生因人员误操作而导致的生产非计划性停车。
(3)在维护过程中,确保设备无跑、冒、滴、漏现象的发生。
(4)保证维护后现场的干净整洁,做到工完料净场地清。
(5)定期组织人员清理卫生,保证分析仪表设施的清洁。
(6)严格按照化工仪表维护规程维护设备,杜绝因仪表维护原因而导致人身安全事故。
(7)在进行机械设备常规性维修、一般事故抢修时完成与维护分析仪表有关的工作。
2)在线分析仪表的日常维护、故障处理和检修管理要求
(1)在线分析仪表的维护、检修及校准应根据《石油化工设备维护检修规程》及相应在线分析仪表说明书中的要求进行。在线分析仪表运行时如发现显示值异常或故障,维护人员应及时进行处理,并对故障现象、原因、处理方法及结果做好记录。
(2)各种标准仪器应按有关计量法规要求进行周检,严禁使用超期未检或检定不合格的标准仪器,标定时所采用的标准气体应符合相关规程要求。
(3)在线分析仪表的大修,原则上随装置停工大修进行;大修期间要对在线分析仪表进行全面彻底的清洗和系统地调试、诊断、维护、联校。
3.在线分析仪表样品处理系统的日常维护和检修管理企业应建立健全在线分析仪表样品处理系统的维护、检修规程,定时对样品处理系统进行检查,在线分析仪表样品处理系统的维护、检修根据《石油化工设备维护检修规程》及样品处理系统说明书的要求进行。装置停工检修时,应对在线分析仪表样品处理系统进行全面彻底的清洗和系统地调试、诊断、维护。在线分析仪表的样品预处理系统日常维护和检修管理内容主要有:
(1)系统全面检测、维修和更换。检查阀的开关状态,取样探头冷却情况等。
(2)过滤器检查。检查系统所有过滤器使用情况,视具体情况更换过滤器的滤芯。
(3)检查管线接口密封、腐蚀、是否存在化学反应。
(4)流路选择、步进检查。
(5)进样回路大气平衡检查。
(6)系统防进样滞后、死区检查。
(7)各调节器或平衡阀工作情况检查。
(8)气路密封性检查。
(9)各压力、流量、元部件检查。
(10)对于预处理不合适的地方需要改造,提出书面性的可实施方案。(四)就地式工业压力表管理
1.压力表的选用工作压力小于2.45 MPa的锅炉及低压容器,压力表精度不得低于2.5级;工作压力等于或大于2.45 MPa的锅炉及中高压容器,压力表精度不得低于1.5级;压力表的量程应与设备工作压力相适应,通常为工作压力的1.5~3.0倍。
2.压力表分级压力表根据1988年10月10日化学工业部、国家技术监督局发布的《化工部化学工业计量器具分级管理办法》(〔1988〕化生字第806号)进行分级,用于锅炉及三类压力容器设备的工业压力表列人A级管理,A类压力表需要画红线,检定周期半年。用于工艺过程压力控制回路的工业压力表(已列入A级的除外)列人B级管理,B类压力表需要画红线,随装置大检修周期进行检定。其余用于监视的工业压力表列入C级管理,一次性故障更换。
3.工业压力表检定
第二章化工运行安全技术工业压力表列人《市场监管总局关于调整实施强制管理的计量器具目录的公告》(2020年第42号),应根据国家计量检定规程《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》(JJG 52)的规定进行检定,并提供有效检定标识。工业压力表须有铅封、校验标签、检定记录,校验标签张贴在工业压力表上。工业压力表检定、校准仪器人员应取得有效的计量检定员证书。(五)仪表电源、气源管理
1.仪表电源管理要求企业主管人员要定期对供电系统的各部位进行巡回检查,检查电源箱、电源分配器、开关、熔断器等各部件运行情况,发现问题及时分析处理。并联使用的电源箱,在线检查其运行情况,负载应均衡,每个电源箱的输出电流均不得超过其额定值。在硬性条件具备时,应设置电源故障报警功能。供电系统中的开关、电源分配器、供电端子排的标识必须准确清晰,严禁从仪表电源上向非仪表负载供电,严禁从仪表电源上搭接临时负载,仪表盘(柜)的仪表供电开关宜留有至少10??备用回路,控制系统及联锁保护系统供电采用双路独立供电方式,其中至少有一路采用UPS电源,仪表供电系统应合理设置电涌保护器。机柜的照明及辅助用电,应引人第三路电源供电。
2.仪表气源管理要求仪表气源专线专用,净化后的气体中不含有易燃易爆、有毒有害及腐蚀性气体(或蒸汽)。在操作压力下的气源露点温度,应比工作环境或历史上当地年极端最低温度至少低10℃,控制室内应设供气系统压力的监视与报警,主管人员定期对供气系统(风罐、阀门、管线、过滤器、减压阀、压力表等)进行检查,定期对在用的过滤器、低点处的排污阀进行排空,视仪表供气品质及安装地点可适当增加排空次数。气源用压力容器应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21)的要求。
六、检测报警设施安全技术检测报警设施包括:压力、温度、液位、组分等报警设施,可燃气体和有毒气体检测报警系统,便携式可燃气体和有毒气体检测报警器,火灾报警系统,氧气检测报警器,放射源检测报警器,静电测试仪器(电荷密度计、静电电压表),漏油检测报警器,对讲机,报警电话,电视监视系统等。(一)可燃气体和有毒气体检测报警系统设置可燃气体和有毒气体检测报警系统的目的是检测泄漏的可燃气体或有毒气体的浓度并及时报警,预防人身伤害以及火灾与爆炸事故的发生。2019年,国家住房和城乡建设部、国家市场监督管理总局联合发布了《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493),重新明确了可燃气体和有毒气体的定义。可燃气体又称易燃气体,甲类气体或甲、乙类可燃液体汽化后形成的可燃气体或可燃蒸气;有毒气体是指劳动者在职业活动过程中,通过皮肤接触或呼吸可导致死亡或永久性健康伤害的毒性气体或毒性蒸气,常见的有毒气体有:一氧化碳、氯乙烯、硫化氢、氯、氰化氢、丙烯腈、二氧化氮、苯、氨、碳酰氯、二氧化硫、甲醛、环氧乙烷、溴等。
设置可燃气体和有毒气体检测报警系统的基本规定:
(1)在生产或使用可燃气体及有毒气体的生产设施及储运设施的区域内,泄漏气体中可燃气体浓度可能达到报警设定值时,应设置可燃气体探测器;泄漏气体中有毒气体浓度可能达到报警设定值时,应设置有毒气体探测器;既属于可燃气体又属于有毒气体的单组分气体介质,应设有毒气体探测器;可燃气体与有毒气体同时存在的多组分混合气体,泄漏时可燃气体浓度和有毒气体浓度有可能同时达到报警设定值,应分别设置可燃气体探测器和有毒气体探测器。
(2)可燃气体和有毒气体的检测报警应采用两级报警。同级别的有毒气体和可燃气体同时报警时,有毒气体的报警级别应优先。
(3)可燃气体和有毒气体检测报警信号应送至有人值守的现场控制室、中心控制室等进行显示报警;可燃气体二级报警信号、可燃气体和有毒气体检测报警系统报警控制单元的故障信号应送至消防控制室。
(4)控制室操作区应设置可燃气体和有毒气体声、光报警;现场区域警报器宜根据装置占地的面积、设备及建构筑物的布置、释放源的理化性质和现场空气流动特点进行设置,现场区域警报器应有声、光报警功能。
(5)可燃气体探测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位提供的计量器具型式批准证书、防爆合格证和消防产品型式检验报告;参与消防联动的报警控制单元应采用按专用可燃气体报警控制器产品标准制造并取得检测报告的专用可燃气体报警控制器;国家法规有要求的有毒气体探测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位提供的计量器具型式批准证书。安装在爆炸危险场所的有毒气体探测器还应取得国家指定机构或其授权检验单位提供的防爆合格证。
(6)需要设置可燃气体、有毒气体探测器的场所,宜采用固定式探测器;需要临时检测可燃气体、有毒气体的场所,宜配备移动式气体探测器。
(7)进入爆炸性气体环境或有毒气体环境的现场工作人员,应配备便携式可燃气体和(或)有毒气体探测器。进入的环境同时存在爆炸性气体和有毒气体时,便携式可燃气体和有毒气体探测器可采用多传感器类型。
(8)可燃气体和有毒气体检测报警系统应独立于其他系统单独设置。
(9)可燃气体和有毒气体检测报警系统的气体探测器、报警控制单元、现场警报器等的供电负荷,应按一级用电负荷中特别重要的负荷考虑,宜采用UPS电源、装置供电。
(10)确定有毒气体的职业接触限值时应按最高容许浓度、时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度的优先次序选用。
(11)常见易燃气体、蒸气特性以及常见有毒气体、蒸气特性应按《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493)的要求采用。(二)检(探)测点的确定
1.一般规定
(1)可燃气体和有毒气体探测器的检测点,应根据气体的理化性质、释放源的特性、生产装置布置、地理条件、环境气候、探测器的特点、检测报警可靠性要求、操作巡检路线等因素进行综合分析。选择可燃气体及有毒气体容易积聚、便于采样检测和仪表维护之
第二章化工运行安全技术处布置。
(2)判别泄漏气体介质是否比空气重,应以泄漏气体介质的分子量与环境空气的分子量的比值为基准,并按下列原则判别:
①比值大于或等于1.2时,则泄漏的气体重于空气。
②比值大于或等于1.0、小于1.2时,则泄漏的气体为略重于空气。
③比值为0.8~1.0时,则泄漏的气体为略轻于空气。
④比值小于或等于0.8时,则泄漏的气体为轻于空气。
(3)下列可燃气体和(或)有毒气体释放源周围应布置检测点:
①气体压缩机和液体泵的动密封。
②液体采样口和气体采样口。
③液体(气体)排水(气)口和放空口。
④常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。
(4)检测可燃气体和有毒气体时,探测器探头应靠近释放源,且在气体、蒸气易于聚集的地点。
(5)当生产设施及储运设施区域内泄漏的可燃气体和有毒气体可能对周边环境安全有影响需要监测时,应沿生产设施及储运设施区域周边按适宜的间隔布置可燃气体探测器或有毒气体探测器,或沿生产设施及储运设施区域周边设置线型气体探测器。
(6)在生产过程中可能导致环境氧气浓度变化,出现欠氧、过氧的有人员进入活动的场所,应设置氧气探测器。当相关气体释放源为可燃气体或有毒气体释放源时,氧气探测器可与相关的可燃气体探测器、有毒气体探测器布置在一起。
2.生产设施
(1)释放源处于露天或敞开式厂房布置的设备区域内,可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于10m,有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于4m。
(2)释放源处于封闭式厂房或局部通风不良的半敞开厂房内,可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于5m;有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于2m。
(3)比空气轻的可燃气体或有毒气体释放源处于封闭或局部通风不良的半敞开厂房内,除应在释放源上方设置探测器外,还应在厂房内最高点气体易于积聚处设置可燃气体或有毒气体探测器。
3.储运设施
(1)液化烃、甲?、乙A类液体等产生可燃气体的液体储罐的防火堤内,应设探测器。可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于10m,有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于4m。
(2)液化烃、甲g、乙。类液体的装卸设施,探测器的设置应符合下列规定:
①铁路装卸栈台,在地面上每一个车位宜设一台探测器,且探测器与装卸车口的水平距离不应大于10m。
②汽车装卸站的装卸车鹤位与探测器的水平距离不应大于10m。
(3)装卸设施的泵或压缩机区的探测器设置,应符合生产设施的设置规定。
(4)液化烃灌装站的探测器设置,应符合下列规定:
①封闭或半敞开的灌瓶间,灌装口与探测器的水平距离宜为5~7.5m。
②封闭或半敞开式储瓶库,应符合生产设施设置要求的第2条规定;敞开式储瓶库房沿四周每隔15~20m应设一台探测器,当四周边长总和小于15m时,应设一台探测器。
③缓冲罐排水口或阀组与探测器的水平距离宜为5~7.5m。
(5)封闭或半敞开氢气灌瓶间,应在灌装口上方的室内最高点易于滞留气体处设探测器。
(6)可能散发可燃气体的装卸码头,距输油臂水平平面10m范围内,应设一台探测器。
(7)其他储存、运输可燃气体、有毒气体的储运设施,可燃气体探测器和(或)有毒气体探测器应按上述“2.生产设施”的规定设置。
4.其他有可燃气体、有毒气体的扩散与积聚场所
(1)明火加热炉与可燃气体释放源之间应设可燃气体探测器,探测器距加热炉炉边的水平距离宜为5~10m。当明火加热炉与可燃气体释放源之间设有不燃烧材料实体墙时,实体墙靠近释放源的一侧应设探测器。
(2)设在爆炸危险区域2区范围内的在线分析仪表间,应设可燃气体和(或)有毒气体探测器,并同时设置氧气探测器。
(3)控制室、机柜间的空调新风引风口等可燃气体和有毒气体有可能进入建筑物的地方,应设置可燃气体和(或)有毒气体探测器。
(4)有人进入巡检操作且可能积聚比空气重的可燃气体或有毒气体的工艺阀井、管沟等场所,应设可燃气体和(或)有毒气体探测器。(三)检(探)测器和指示报警设备的选用
1.一般规定
(1)可燃气体和有毒气体检测报警系统应由可燃气体或有毒气体探测器、现场警报器、报警控制单元等组成。
(2)可燃气体的第二级报警信号和报警控制单元的故障信号,应送至消防控制室进行图形显示和报警。可燃气体探测器不能直接接入火灾报警控制器的输入回路。
(3)可燃气体或有毒气体检测信号作为安全仪表系统的输人时,探测器宜独立设置,探测器输出信号应送至相应的安全仪表系统,探测器的硬件配置应符合现行国家标准《石油化工安全仪表系统设计规范》(GB/T 50770)的有关规定。
(4)可燃气体和有毒气体检测报警系统配置图应符合《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493)的要求。
2.选用要求探测器选用、现场警报器选用和报警控制单元选用应符合《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493)附录C的要求。
3.测量范围及报警值设定
第二章化工运行安全技术
(1)测量范围应符合下列规定:
①可燃气体的测量范围应为0~100LEL。
②有毒气体的测量范围应为0~300OEL;当现有探测器的测量范围不能满足上述要求时,有毒气体的测量范围可为0~30IDLH;环境氧气的测量范围可为0~25VOL。
③线型可燃气体测量范围为0~5 LEL·m。
(2)报警值设定应符合下列规定:
①可燃气体的一级报警设定值应小于或等于25LEL。
②可燃气体的二级报警设定值应小于或等于50LEL。
③有毒气体的一级报警设定值应小于或等于100OEL,有毒气体的二级报警设定值应小于或等于200OEL。当现有探测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的一级报警设定值不得超过5IDLH,有毒气体的二级报警设定值不得超过10IDLH。
④环境氧气的过氧报警设定值宜为23.5VOL,环境欠氧报警设定值宜为
19.5VOL。
⑤线型可燃气体测量一级报警设定值应为1 LEL·m;二级报警设定值应为2LEL·m。(四)检(探)测器和指示报警设备的安装
1.探测器的安装
(1)探测器应安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰、易于检修的场所,探测器安装地点与周边工艺管道或设备之间的净空不应小于0.5m。
(2)检测比空气重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜距地坪(或楼地板)0.3~0.6m;检测比空气轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源上方2.0m内。检测比空气略重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源下方0.5~1.0m;检测比空气略轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜高出释放源0.5~1.0m。
(3)环境氧气探测器的安装高度宜距地坪或楼地板1.5~2.0m。
(4)线型可燃气体探测器宜安装于大空间开放环境,其检测区域长度不宜大于100m。
2.报警控制单元及现场区域警报器的安装
(1)可燃气体和有毒气体检测报警系统人机界面应安装在操作人员常驻的控制室等建筑物内。
(2)现场区域警报器应就近安装在探测器所在的报警区域。
(3)现场区域警报器的安装高度应高于现场区域地面或楼地板2.2m,且位于工作人员易察觉的地点。
(4)现场区域警报器应安装在无振动、无强电磁场干扰、易于检修的场所。(五)气体报警器的维护及注意事项
(1)使用可燃气体和有毒气体检测报警器的企业,应配备必要的标定设备及标准气体。
(2)采用多点式指示报警器或信号引人系统时,应具有相对独立、互不影响的报警功能,并能区分和识别报警场所的位号。
(3)日常巡回检查时,要检查指示、报警是否工作正常,检查检测器是否意外进水。
(4)根据环境条件和仪表工作状况,定期通气,检查和试验检测报警器是否正常。
(5)可燃气体和有毒气体检测报警器的检定按照国家计量检定规程《可燃气体检测报警器》(JJG 693)、《硫化氢气体检测仪》(JJG 695)等要求进行。可燃气体和有毒气体检测报警器检查校准每季度一次。可燃气体和有毒气体检测报警器的检定由有资质单位按国家规定每年进行一次。检查、检定人员应取得有效的资格证书。
(6)可燃气体和有毒气体检测报警器的移位、停运、拆除、停用,必须由相应主管部门审批后方可实施。维护单位拆修在用可燃气体和有毒气体检测报警器时,必须通知使用单位,应在24h内修复;若不能修复,必须通知使用单位,并上报相关部门备案。
七、安全仪表系统安全仪表系统(safety instrumented system,SIS)包括仪表保护系统(instrument pro-tection system,IPS)、紧急停车系统(emergency shut-down system,ESD)。国际电工委员会(IEC)标准IEC61508及IEC61511定义SIS为专门用于安全的控制系统。安全仪表系统在生产装置的开车、运行、维护操作和停车期间,对装置设备、人员健康及环境提供安全保护。无论是人为因素导致的危险,还是生产装置本身出现的故障危险以及一些不可抗因素引发的危险,SIS都应按预先设定的程序立即作出正确的反应并给出相应的逻辑信号,使生产装置安全联锁或停车,阻止危险的发生及扩散,使危害降到最低。(一)安全仪表系统设计基本原则
(1)安全仪表系统应符合安全完整性等级要求。安全完整性等级可采用计算安全仪表系统的失效概率的方法确定。
(2)安全仪表系统应独立于基本过程控制系统,并应独立完成安全仪表功能。安全仪表系统不应介入或取代基本过程控制系统的工作。基本过程控制系统不应介入安全仪表系统的运行或逻辑运算。
(3)安全仪表系统应设计成故障安全型。当安全仪表系统内部产生故障时,安全仪表系统应能按设计预定方式,将过程转入安全状态。
(4)安全仪表系统的逻辑控制器应具有硬件和软件自诊断功能。安全仪表系统的中间环节应少。逻辑控制器的中央处理单元、输入输出单元、通信单元及电源单元等,应采用冗余技术。
(5)安全仪表系统逻辑控制器一般规定:逻辑控制器宜采用可编程电子系统。对于输入、输出点数较少、逻辑功能简单的场合,逻辑控制器可采用继电器系统。逻辑控制器也可采用可编程电子系统和继电器系统混合构成。用于逻辑控制器的可编程电子系统应取得国家权威机构的功能安全认证。逻辑控制器的响应时间应包括输入、输出扫描处理时间与中央处理单元运算时间,宜为100~300 ms。逻辑控制器的中央处理单元负荷不应超过50??逻辑控制器的内部通信负荷不应超过50采用以太网的通信负荷不应超过20??
第二章化工运行安全技术
(6)安全仪表系统通信接口一般规定:安全仪表系统与基本过程控制系统通信宜采用RS 485串行通信接口,MODBUS RTU或TCP/IP通信协议。安全仪表系统与基本过程控制系统通信接口宜冗余配置。冗余通信接口应有诊断功能。安全仪表系统与基本过程控制系统通信不应通过工厂管理网络传输。除旁路信号和复位信号外,基本过程控制系统不应采用通信方式向安全仪表系统发送指令。除基本过程控制系统外,安全仪表系统与其他系统之间不应设置通信接口。安全仪表系统与其他系统之间的连接应采用硬接线方式。
(7)安全仪表系统人机接口一般规定:安全仪表系统的人机接口包括操作员站、辅助操作台、工程师站、顺序记录站。安全仪表系统宜设操作员站。在操作员站失效时,安全仪表系统的逻辑处理功能不应受影响。安全仪表系统应采用操作员站作为过程信号报警和联锁动作报警的显示和记录。操作员站设置的软件旁路开关应加键锁或口令保护,并应设置旁路状态报警和记录。操作员站应提供程序运行,联锁动作,输入、输出状态,诊断结果等显示,并应具有报警及记录等功能。紧急停车按钮、开关、信号报警器及信号灯等,应安装在安全仪表系统的辅助操作台。紧急停车按钮、开关、信号报警器等与安全仪表系统连接,应采用硬接线方式,不应采用通信方式。紧急停车按钮应采用红色,旁路开关宜采用黄色,确认按钮宜采用黑色,试验按钮宜采用白色。紧急停车按钮、开关、信号报警器等与安全仪表系统相距较远的场合,应采用远程输人、输出接口或远程控制器方式进行信号连接。安全仪表系统应设工程师站。工程师站应用于安全仪表系统组态编程、系统诊断、状态监测、编辑、修改及系统维护。安全仪表系统应设事件顺序记录站。事件顺序记录站可单独设置,也可与安全仪表系统的工程师站共用。事件顺序记录站应记录每个事件的时间、日期、标识、状态等,事件顺序记录站应设密码保护。(二)安全仪表系统的组成安全仪表系统由传感器、逻辑运算器、最终执行元件及相应软件等组成,图2-20所示为典型的SIS构成图。
(1)传感器。是测量过程变量的单一或组合的设备。用于SIS回路的传感器,通常需要在权威机构获得认证,以符合相应的安全完整性等级界定。
(2)逻辑运算器。在SIS或过程控制系统中,逻辑运算器是用来完成一个或多个逻辑功能的部件。逻辑运算器在实际选型中一般采用三重化冗余的可编程控制器来实现。
(3)最终执行元件。最终执行元件执行逻辑运算器指定的动作,以使过程达到安全状态。原则上,最终执行元件也需要在权威机构获得认证,以符合相应安全完整性等级界定。(三)安全仪表系统的作用SIS既可以降低事故发生的概率,又能监视生产过程的状态,在危险条件出现时采取相应的保护措施,以防止危险发生,避免潜在风险损害人身安全、设备损失、环境污染等。
安全应s图2-20典型的SIS构成图在装置稳定运行时,一个现代石化装置的典型保护层见表2-20。表2-20化工装置为安全所设置的保护层SIS控制器用程序ET200M DP/PA耦合器安全仪表功能F-DO SIPART PS2阀门定位器阀门位置反馈阀门位置设定值供气入口△电磁阀气动关断阀层次名称说明第一层过程设计过程设计实现本质安全第二层基本过程控制系统(BPCS)如DCS,以正常运行的监控为目的第三层区别于BPCS的重要报警操作人员介人需要有一定的操作裕度第四层安全仪表系统系统自动地使工厂安全停车第五层物理保护层(一)如安全阀泄压、过压保护系统第六层物理保护层(二)将泄漏液体局限在局部区域的防护堤第七层工厂内部紧急应对计划工厂内部的应急计划第八层周边区域防灾计划周边居民、公共设施的应急计划保护层对风险降低的作用如图2-21所示。由表2-20及图2-21可知,第二层至第四层的保护都是用自控和仪表系统来实现的。SIS处于仪表系统的最后一层保护,其作用更是至关重要。在事故和故障状态下,SIS能够使装置安全停车并且处于安全模式下。因此,安全仪表系统本身必须是故障安全型的,要求系统的硬件和软件有很高的可靠性。
第二章化工运行安全技术工厂及周边社区应急响应释放后物理保护(防火堤、隔堤)物理保护(释放设施)安全仪表系统SIS关键报警与人员干预基本过程控制系统BPCS过程设计图2-21保护层对风险降低的作用(四)安全仪表系统的特征作为一个安全仪表系统通常应具备以下特征:
(1)独立于其他控制系统。
(2)是一套硬件冗余的系统,单点故障不会导致停车。
(3)能够带电热插拔卡件。
(4)具有全面的在线自诊断并带有故障报警指示。
(5)系统具有故障安全性。
(6)具有相当快的扫描时间。
(7)具有在线修改下装功能。
(8)具有在线对点的强制功能。
(9)具有下装前的离线仿真及比较功能。
(10)具有严格的版本记录功能。
(11)具有SOE事件顺序记录功能。(五)安全完整性等级的划分为满足安全相关系统达到必要的风险降低,用一系列离散的等级,来满足分配到安全相关系统的安全完整性要求。软件安全完整性等级是规定安全软件执行的安全功能的安全完整性要求的基础。安全完整性要求规范应规定E/E/PE安全相关系统的安全完整性等级。IEC61508中规定了4种安全完整性等级,安全完整性等级1为最低,安全完整性等级4为最高,见表2-21。
表2-21安全完整性等级安全完整性等级平均失效概率减少风险1 10-2~10-! 10-1002 10?3~10-2 100~10003 10-?~10-3 1000~100004 10-?~10-? 10000-100000
(1)低要求操作模式。对一个安全相关系统提出的操作要求的频率小于或者等于每年一次和小于或者等于2倍的检验测试频率的安全仪表功能被认为是低要求操作模式。
(2)高要求操作模式。一个安全相关系统提出的操作要求的频率大于每年一次和大于2倍的检验测试频率的安全仪表功能被认为是高要求操作模式。其中低要求操作模式以化工行业为主,高要求操作模式以铁路行业为主。其根本区别在于,低要求操作模式下的安全相关系统失效不会立即带来危险,它只随着危险情景的出现而发生危险;高要求操作模式下的安全相关系统失效会随时带来危险。(六)安全仪表系统与基本过程控制系统在工业中,绝大部分控制系统都是基本过程控制系统。它们的服务对象是同一套装置,两者之间需要建立数据联系,特别是安全仪表系统的动作条件、联锁结果、保护设施等都需要在上位机通过各种方式在线监视。如果想在线监视并记录与安全仪表系统关联的设备状态、事件顺序,就需要建立与安全仪表系统的通信,获取其设备的数据信息,并按事件顺序记录和处理,实现在线监控及故障追忆。虽然安全仪表系统和基本过程控制系统都属于控制系统的范畴,但是两者有很大的区别,主要体现在以下三个方面。
1)两者执行的功能有所不同基本过程控制系统是执行常规正常生产功能的控制系统。据统计,工业中95??上的控制系统都是基本过程控制系统。由此可见,基本过程控制系统执行基本生产控制功能,以达到生产过程的正常操作要求。安全仪表系统则监视生产过程的状态,判断危险条件,防止风险的发生或减轻风险造成的后果。因此,一个生产过程应该具备过程控制系统和安全仪表系统这两类不同功能的系统。前者用来执行系统的基本控制功能,后者用来监视生产过程的状态,以保证整个系统的安全运行。
2)两者具备不同的工作状态基本过程控制系统是主动的、动态的。它用来满足生产需要,必须根据系统的设定要求和生产过程的扰动状态不断地动态运行,才能保持生产过程的连续稳定运行。一旦其运行终止,则整个生产过程也就随之失去控制。相反,安全仪表控制系统则是被动的、休眠的。在基本过程控制系统正常运行时,安全仪表系统一般是处于静态的。它在很长一段时间都会处于“休眠”状态,而且理想状态是它一直“休眠”下去。这表明基本过程控制系统控制下的生产过程的安全运行。
第二章化工运行安全技术
3)对于失效,两种控制系统有着不同的表现形式对于基本过程控制系统来说,其大部分失效都是显而易见的。例如:工业过程中的控制阀发生了故障,在需要时不能达到特定的开关状态,必定会影响正常的生产过程,因此产生的故障现象会立刻显现出来。安全仪表系统由于其大部分时间是处于“休眠”状态,所以很难觉察它是否出现了失效或存在问题。因此,安全仪表系统需要人为地进行周期性的离线测试或在线测试,而有些安全系统则带有内部的自诊断测试系统。(七)紧急停车系统紧急停车系统(ESD)是20世纪90年代发展起来的一种专用的安全保护系统,以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评和广泛应用。ESD是一种专门的仪表保护系统,具有很高的可靠性和灵活性,当生产装置出现紧急情况时,保护系统能在允许的时间内作出响应,及时地发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护。
1. ESD的显著特点
(1)系统必须有很高的可靠性和有效性(如冗余)。
(2)系统必须是故障安全型的。
(3)如果故障不能避免,故障必须是以可预见的安全方式出现。
(4)强调内部诊断,采用硬件和软件相结合,检测系统内不正常的操作状态。
(5)采用故障模式和影响分析技术指导系统设计,要确定系统的每个元件会出现怎样的故障,以及怎样检测出这些故障。
(6)平时处于静态,当过程参数超限时执行保护动作,它是被动的。在石化等工业企业的重要装置,如催化、焦化、加氢、合成、硝化反应等系统都独立设置ESD系统,其必要性在于降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统。DCS故障时ESD联锁系统作为最后一道安全防线将装置安全地停下来,避免事故扩大。
2.安装ESD的意义近半个世纪以来,工业的飞速发展给人们带来巨大经济效益的同时,也伴随着越来越多的火灾、爆炸等事故。特别是高温、高压、易燃易爆、有毒的化工行业以及一些大型高速运转设备,一旦发生事故,将会导致巨大经济损失,轻者设备损坏,重者机毁人亡。因此,ESD防护对于减少损失、提高产品质量与生产效率具有非常重要的意义。对于大型装置或旋转机械设备而言,实时控制装置中紧急停车系统的响应速度越快越好。这有利于保护设备,避免事故扩大,并有利于分辨事故原因记录。DCS处理大量过程监测信息,因此其响应速度难以达到很快;DCS系统是过程控制系统,是动态的,需要人工频繁地干预,而且DCS操作界面主要是面对操作人员的,这有可能引起人为误动作。而ESD是静态的,不需要人为干预,设置ESD就可以避免人为误动作。据有关资料,人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的,当操作人员面临生命危险时,要在60s内作出反应,错误决策的概率高达99.9??因此,设置独立于控制系统的ESD系统是十分必要的,这是做好安全生产的重要准则。在正常范围内允许控制系统自动切换和手动操作,但操作人员某些重大失误也可能造
成不安全,为了克服人为的不安全因素,安全系统应从一般控制系统分离出来;装置周围环境如发生火灾或可燃性气体、有毒气体导致影响设备安全和人身安全时,也需要安全系统发挥作用。
3.设计原则为了设计合适的ESD系统逻辑单元,应该遵循以下原则:
(1)在紧急停车系统的设计中,安全度等级是设计的标准。在ESD的设计过程中,首先应该确定生产装置的安全度等级,依据此安全度等级,选择合适的安全系统技术和配置方式。在应用中应该参照国际上的有关标准,参比同类装置已经采用的ESD运行情况,结合本企业的生产实际情况,来确定采用ESD的安全等级要求。根据经验,石化装置一般采用的ESD安全等级为SIL3,即TUV的AK5或AK6。
(2)紧急停车系统必须是故障安全型。故障安全是指ESD系统在故障时使得生产装置按已知预定方式进入安全状态,从而可以避免由于ESD自身故障或因停电、停气而使生产装置处于危险状态。
(3)紧急停车系统必须是容错系统。容错是指系统在一个或多个元件出现故障时,系统仍能继续运行的能力。一个容错系统应该具有以下的功能:一是检测出发生故障的元件。二是报告操作人员何处发生故障。三是即使存在故障,系统依然能够持续正常运行。四是检测出系统是否已被修理恢复常态。容错系统不同于一般的双机热备份系统。一般的双机热备份系统仅仅是模块或总线上的简单的双热备,一旦输入模块出现了故障,处理器模块也有一块出现了故障,这时系统可能因此而瘫痪;但是具有容错功能的系统,除在模块、总线、通信上有冗余设计之外,还具有自诊断功能,能准确识别各部件的故障,并对任何故障能进行补偿(如对故障部件的信号强制为指定状态)。在选择容错系统时有两个方面需要考虑:
①系统是软件容错还是硬件容错。为实现容错,一种是在使用标准硬件的基础上用软件实现容错,即SIFT(软件实现容错);另一种是认为软件是系统中最不可靠的部分,因此把软件的应用减少到最少,即用硬件实现容错(HIFT)。在ESD系统中最明显的同原因故障(是指影响系统多处的故障)就是操作系统,HIFT和SIFT最基本的区别就是为实现容错而需要的软件复杂程度不一样,只有软件的作用得到了限制,才能保证一定的安全水平。所以应该采用硬件实现系统容错。
②容错系统结构的确定。在基于处理器的容错系统中大致可以分成两类系统,一类是双重冗余系统,另一类是三重冗余系统或三重模块冗余系统。它们的共同特点是都具有表决电路,但究竟选用哪类系统,则由装置所要求的安全性和可靠性(可用度)来决定。可用度是基于导致系统的故障进行计算的,该故障包括引起系统进入安全状态的故障(安全故障或显性故障)和引起系统进入危险状态的故障(危险故障或隐性故障),它是系统故障频度的度量。高可用度的重要性在于系统很少出现进入安全状态或危险状态的故
第二章化工运行安全技术障。高安全性的目标在于避免故障的发生,即使系统出现故障时也不会出现灾难性的事故。一个理想的紧急停车系统应该兼顾安全性和可用度的要求。a)双重冗余系统:双重冗余系统提供了第二条信号线路,并在两条信号线路之间提供某种表决格式。一般采用的表决原则有10O2(双通道2选1表决)和2OO2(双通道2选2表决)。双通道2选1表决,在此系统中,任何一个通道的故障将导致系统误动作,构成或逻辑。由于两通道均可导致系统停车,因此其安全性高(隐性故障率低),但误停车率高(显性故障率高)。双通道2选2表决,在此系统中,必须两个通道同时故障才导致系统误动作,构成与逻辑。由于需要两个一致才可以停车,因此误停车率低(显性故障率低),如果2选2系统的某一通道中存在隐性故障,则有可能引起系统的失效,导致危险发生(隐性故障率高),因此2选2系统安全性低。由此可见,虽然双重冗余系统提供了一定程度的容错功能,但由于系统具有公用的切换部分(这是导致系统同原因故障的最大隐患环节),会使得系统可靠性大打折扣。再者其系统无论是采用10O2还是采用2OO2表决原则,都不能同时兼顾安全性和可用度的要求。b)三重冗余系统或三重模块冗余系统:在三重冗余系统或三重模块冗余系统中,系统采用的表决原则都是2OO3(通道3选2表决),在此系统中,任何两个通道的故障将导致系统误动作。3选2表决原则意味着出现单个故障的元件不会导致误停车或危险的发生,兼顾了可用度与安全性的要求。在三重模块冗余系统中是通过多重模块实现容错的,而三重冗余系统是采用一个模块中的多重电路实现容错的,由于把电路组合在一块卡或模块上增加了潜在的同原因故障,所以系统设计不应采用此种方案。较好的设计就是不论是处理器还是输入输出都采用模块设计,使同原因故障减到最少。综上所述,采用了三重化模块冗余技术和硬件实现容错,并进行3选2表决逻辑控制运算的紧急停车系统,是最优的选择。同时若将现场重要的检测点改为用3台变送器同时测量,将3选2表决逻辑运算从微处理器一直前推到检测点,会从根本上保证系统的安全性和可用度。
4.其他注意的问题
(1)ESD选用的PLC一定是有安全证书的PLC。
(2)应该充分考虑系统扫描时间,1ms可运行1000个梯形逻辑。
(3)系统必须易于组态并具有在线修改组态的功能。
(4)系统必须易于维护和查找故障并具有自诊断功能。
(5)系统必须可与DCS及其他计算机系统通信。
(6)系统必须有硬件和软件的权限人保护。
(7)系统必须有提供第一次事故记录(SOE)的功能。(八)仪表联锁保护系统
仪表联锁保护系统是指按装置的工艺过程要求和设备要求,使相应的执行机构动作,或自动启动备用系统,或实现安全停车。联锁保护系统既能保护装置和设备的正常开、停、运转,又能在工艺过程出现异常情况时,按规定的程序保证安全生产,实现紧急操作(切断或排放)、安全停车、紧急停车或自动投入备用系统。危险化学品生产企业应按照相关规范的要求设置过程控制、安全仪表及联锁系统,并满足《石油化工安全仪表系统设计规范》(GB/T 50770)的要求。仪表联锁保护系统包括紧急停车系统(ESD)、安全仪表系统(SIS)、安全停车系统(SSD)、安全保护系统(SPS)、逻辑运算器、继电器等。
1.联锁保护系统的技术要求
(1)功能安全系列标准IEC61508/61511规定了安全仪表系统能实现人身保护、环境保护、工厂和设备保护的功能,应独立于DCS系统和其他子系统单独设置,必须设计成故障安全型,所有的安全仪表系统要符合功能安全系列标准至IEC61508/61511的要求。
(2)设计严格按照《石油化工安全仪表系统设计规范》(GB/T 50770)执行,要防止不足设计、过度设计,不得将安全联锁保护系统用于普通的过程控制、两位式控制或逻辑控制。
(3)联锁保护装置原则上独立设置,检测元件、执行机构、逻辑运算器原则上也独立设置,关键工艺参数的检测元件常按“三取二”联锁方案配置。
(4)联锁保护系统设置有手动复位开关,当联锁动作后,必须进行手动复位才能重新投运,有时复位开关还设置在现场或执行器上。
(5)紧急停车的联锁保护系统具有手动停车功能,以确保在出现操作事故、设备事故、联锁失灵的异常状态时实现紧急停车。
(6)联锁保护系统中的相关设备应设立明显的警示标识。凡是紧急停车按钮、开关,一定要设有适当护罩。
(7)重要的执行机构要具有安全措施,一旦能源中断,使执行机构趋向并进入的最终(或所处)位置能确保工艺过程和设备处于安全状态。
(8)联锁保护系统动作时,同时伴有声光报警;灯光显示应采用闪光、平光或熄灭表示报警顺序的不同状态。红色灯光表示越限报警或紧急状态,黄色灯光表示预报警,绿色灯光表示运转设备或过程变量正常。联锁报警常与其他工艺变量共用信号报警系统,因此也能进行消声、确认和试验。
(9)部分联锁保护系统设有投入/解除开关(或钥匙型转换开关)。解除位置时,联锁保护系统则失去保护功能,并设有明显标志显示其状态,系统应有相应记录;联锁保护系统中部分重要联锁参数通常还设有旁路开关,并设有明显标志显示其状态,系统也应有相应记录。
(10)联锁保护系统还具有延时、缓冲、记忆、保持、选择、触发及第一原因识别等功能。在联锁保护装置中还有信息存储、事故打印等功能。
(11)在爆炸危险场所的联锁保护系统,按防爆要求采取合理的正压防爆、隔离防爆或本安防爆等措施,与非危险区电信号(或供电)连接,还设有合理的隔离设施。检测
第二章化工运行安全技术元件及执行器在室外安装时,一般具有全天候的外壳和敷线保护。
(12)制造厂必须提供有TUV认证的,安全等级为SIL3(IEC61508)和AK5/6(TUV)的SIS系统。
2.联锁保护系统使用、故障管理、维护要求
(1)企业应该制定联锁保护系统的管理规定,明确各单位的职责,主管部门对执行情况进行经常性的监督检查和考核。
(2)联锁保护系统根据其重要性及安全完整性等级要求,宜实行分级管理并制定相应的分级管理细则。
(3)联锁保护系统应建立设备档案,记录联锁保护系统的全寿命运行过程信息。档案应详细记录联锁保护系统发生动作情况、故障情况、原因分析及整改措施。
(4)联锁保护系统软件和应用软件至少有两套备份,并异地妥善保管;软件备份要注明软件名称、版本、修改日期、修改人,并将有关修改设计资料存档。
(5)新装置或设备检修后投运之前、长期解除的联锁保护系统恢复之前,应对所有的联锁回路进行全面的检查和确认。对联锁回路的确认,由使用单位组织实施并填写联锁保护系统验收单,联锁保护系统验收单的内容可包括装置名称、验收时间、工艺位号、联锁内容、动作情况等,相关单位人员共同参加确认并会签。
(6)联锁保护系统所用器件(包括一次检测元件、线路和执行元件)、运算单元应随装置停车周期检修、校准、标定。新更换的元件、仪表、设备必须经过检验、标定之后方可装人系统,联锁保护系统检修后必须进行联校。
(7)为杜绝误操作,在进行解除或恢复联锁回路的作业时,必须实行监护操作,作业人员在操作过程中应与工艺操作人员保持密切联系。
(8)要明确联锁系统的盘前开关、按钮和盘后开关、按钮的操作权限,无关人员不得进入有联锁回路仪表、设备的仪表盘后。一般盘前开关、按钮由装置的操作工操作,盘后开关、按钮由仪表维护人员操作。
(9)生产车间及负责仪表维护的单位均需建立工艺联锁台账,台账的内容要包括位号、内容、一次仪表名称、型号、设定值等。
(10)联锁保护系统应配备适量的备品配件。
(11)仪表维护人员应定期检查联锁系统的诊断报警情况,保持系统的完好运行状态;环境条件应满足仪表正常运行要求;按规定周期做好设备的清洁工作;做好相关记录。
(12)工艺操作人员应随时监控联锁系统的报警信息。
(13)联锁保护系统运行出现异常或故障时,维护人员应及时处理,并对故障现象、原因、处理方法及结果做好记录。
(14)联锁保护系统仪表的维护和检修按《石油化工设备维护检修规程》要求进行,联锁保护系统的检修情况和结果都应有详细记录,为计划检修提供依据,并存档妥善保管。正在运行的装置中个别联锁回路需检修时,必须核实其检修过程不会对其他检测、控制回路造成影响。
(15)检修、校验、标定的各种记录、资料和联锁工作票,要存到设备档案中,妥善
保管以备查用。
3.联锁保护系统的变更联锁保护系统对装置的安全运行发挥着重要的作用,其投用、摘除等变更往往决定着人身、设备安全及生产的连续性,因此必须采取严格的审批程序。
(1)联锁保护系统的变更(包括仪表器件/接线、联锁条件/方式、设定值修改、临时/长期解除、取消、恢复、新增),必须由使用单位提出并办理审批。解除联锁保护系统时应制定相应的安全防范措施及应急预案,须经使用单位/生产车间、仪表维护单位、主管部门等相关单位会签审查、审批后方可实施。
(2)执行联锁保护系统的变更(包括仪表器件/接线、联锁条件/方式、设定值修改、临时/长期解除、取消、恢复、新增)等作业时,建议执行工作票制度,可以制定“仪表联锁工作票”,注明作业的依据、作业内容、作业执行人、检查/监护人、作业完成工艺确认、时间等,并由仪表维护和使用单位分别保留归档。
(3)根据工艺生产操作法要求,在开、停工时需要临时切除的联锁,不属于联锁变更管理范围,但应严格按工艺操作法执行。新增联锁保护系统或者联锁保护系统变更,必须做到图纸、资料齐全。(九)先进过程控制系统的作用和原理先进过程控制(APC)技术将整个生产装置或者某个工艺单元作为一个整体研究对象,首先通过现场测试,量化描述各变量之间的相互关系,建立过程多变量控制器模型;然后,通过已建好的控制器模型对装置的未来变化进行预测、优化和控制,使装置得到最优的控制状态。在多变量控制器中,一般被控变量多于操纵变量,利用该模型可以预测装置被控变量的变化,提前调节多个相关的操作变量,并采用稳态LP/QP技术计算优化控制方案,使装置处于最优操作点附近运行,解决大时滞、强耦合的多变量过程控制问题,从而最大限度地提高目的产品产率、降低消耗,增加经济效益。
八、电视监视系统(一)电视监视系统的作用监视系统能在人们无法直接观察的场合,实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面,目前已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。在石化企业,电视监视系统主要作为生产监控、消防监督、治安保卫工作,已成为运行管理中不可缺少的手段,它可以通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台等)直接观看被监视场所的一切情况,如设备或工艺参数、火灾情况等,可以做到一目了然。同时,电视监视系统还可以与防盗报警系统等其他安全技术防范体系联动运行,使其防范能力更加强大。(二)电视监视系统的组成电视监视系统一般由以下设备组成:前端设备、传输部分、显示终端、存储记录系统、控制主机、控制终端、数字网关等。
(1)前端设备,包括摄像机、前端箱、云台、防护罩、解码器视终端、固定杆或架等。
第二章化工运行安全技术
(2)传输部分,包括电缆、光缆、光端机等。
(3)控制设备,包括矩阵控制器、视频编码器、控制键盘等。
(4)图像处理及显示,包括监视器、画面处理器、显示器、投影仪等。
(5)存储记录系统,包括长时间录像机、影片盘录像机等。(三)工业电视监视设备配置、日常管理、维护要求
1.配置、选型、安装、调试要求工业电视监视设备的配置、选型应执行《工业电视系统工程设计规范》(GB 50115)、《安全防范工程技术标准》(GB 50348)的规定,工业电视监视系统设备选型应技术先进、性能可靠、操作、维修简便,用于爆炸和火灾危险环境的工业电视监视前端设备,应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058),工业电视监视设备的安装、调试应执行《安全防范工程程序与要求》(GA/T 75)、《隔爆型防爆应用电视设备防爆性能试验方法》(GB/T 13953)、《石油化工仪表工程施工技术规程》(SH/T 3521)、《自动化仪表工程施工及质量验收规范》(GB 50093)等标准规范的要求。
2.系统日常维护要求对于工业电视监视系统,应定期对系统及软件进行备份,以备故障时系统紧急恢复,定期检查主机系统的功能设置,保证系统正常运行,定期检查系统供电质量和一次系统的接地电阻(防雷和安全)确保供电和接地系统良好,定期对系统除尘,清洁除尘时,不允许水分或湿气进入机器内部,不允许用砂布、腐蚀性的布擦拭机器。对于前端设备,要定期检查云台的水平、垂直转动角度,定期给限位开关上油,保证限位开关/云台工作正常,定期检查摄像机在防护罩内的紧固情况(防爆机除外),不定期对前端设备除尘,确保图像清晰,定期检查线缆防爆管是否有裂缝,如有问题应立即更换处理。对于传输系统,应定期检查传输电缆敷设状况,检查电缆外护层、屏蔽层是否完好,保证传输电缆不受外强磁场干扰,定期查看每对光端机的运行状态,确保通信正常,定期检查监视终端的运行状况。工业电视监视设备的维护如需外委,维护单位需有相关资质,维护人员对所负责设备必须做到“三清楚”“四懂三会”。“三清楚”即监视位置清楚、电气接线清楚、设备规格清楚,“四懂”即懂原理、懂性能、懂用途、懂结构,“三会”即会使用、会维护保养、会排除故障。维护人员在生产装置处理设备故障、进行维护保养等工作时,必须严格执行工作票制度,认真严格落实各项措施,要做到工完、料尽、场地清。设备维护工作完成后,维护人员应对设备故障现象、原因、处理方法及结果做好记录,并经使用单位人员签字确认后留存。电视监视系统分布在各单位,一般要求使用单位负责所辖区域工业电视监视前端设备的运行管理,建立所辖区域的工业电视监视设备台账,向主管部门提出工业电视监视设备变动、停用、拆除、新增、更新、维修计划或申请,负责所辖区域的电视监视设备的巡检,主要是防止监视设备丢失、人为破坏或光缆电缆损坏等,发现故障或问题应及时向主管部门报告或提出维修申请。
九、化工过程故障诊断技术(一)安全检测与监控的一般步骤安全检测与监控主要有数据采集、数据处理、故障检测、安全决策与安全措施5个阶段组成。
1.数据采集采集数据的主要工具是传感器(或敏感器)。对动态系统运行过程而言,传感器或测量设备输出信息通常是以等间隔或不等间隔的采样时间序列的形式给出的。监控系统的数据采集必须同时兼顾到采集过程的工程可实现性和采样数据有效性。此处所谓数据有效性,主要是指采样的测量数据与过程系统故障之间有内在关联性。
2.数据处理通常,在对过程进行故障检测与诊断之前必须借助滤波、估计或其他形式的数据处理与特征信息技术对过程系统采样时间序列进行信息压缩,使之更符合于故障检测与诊断。
3.故障检测故障检测就是判断并指明系统是否发生了异常变化及异常变化发生的时间。例如,对于正在运行的系统或按规定标准进行生产的设备,辨别其是否超出预先设定或技术规范规定的无故障工作门限。监控系统的故障检测的首要任务是依据压缩之后的过程信息或借助直接从测量数据中提取的反映过程异常变化或系统故障特征的信息,判断系统运行过程是否发生了异常变化,并确定异常变化或系统故障发生的时间。通常,依据处理方式和处理时间的不同,过程监控可分为在线监视和离线监测两大类。其中,在线监视可以对设备运行状况或系统功能进行及时的检测,一旦发现有异常征兆就及时报警,是实时监控系统和过程安全控制系统的核心。
4.安全决策所谓安全决策,是指通过足够数量测量设备(如传感器)观测到的数据信息、过程系统动力学模型、系统结构知识,以及过程异常变化的征兆与过程系统故障之间的内在联系,对系统的运行状态进行分析和判断,查明故障发生的时间、位置、幅度和故障模式。依据安全决策时所凭借的冗余信息类型的不同,安全决策分为基于硬件冗余、解析冗余和知识冗余,以及基于多种冗余信息融合等不同方式。
5.安全措施对具体工程活动而言,分析出故障产生的原因及部位后,下一步必须考虑故障的处理方法。较典型的故障处理方法有顺应处理、容错处理与故障修复三大类。在实施过程监控时,必须根据系统具体情况,综合考虑研究对象、故障特点及影响程度等多方面的因素,针对不同故障制定不同的处理对策。(二)旋转机械故障动态诊断技术进入20世纪以来,国内外陆续发生了因大型旋转机械,如离心泵、电动机、发动机、发电机、压缩机、汽轮机等出现故障导致的生产安全事故,因此,实时监测这些设备的工
第二章化工运行安全技术作状态对于提高大型旋转机械的产品质量,提高设备运行周期,减少突发性设备事故,避免重大经济损失,减少由大型旋转机械发生故障而引发的生产装置非计划停工,以及非计划停工过程伴随的生产安全事故有着重要的指导意义。这里简要介绍一下旋转机械动态监测技术的主要内容。旋转机械状态监测,是指利用各种仪器和仪表,对反映旋转机械运动状态的参数进行测量和监视,从而了解其运动状态,保证安全运行,提高设备的科学管理水平。目前,在线监测的状态参数主要有轴的径向振动、轴向位移、机器转速、键相、轴承温度等。
1.监测参量
1)振动测量大型旋转机械振动测量具有其特殊性,表现在测量的主要对象是一个转动部件,即转子或转轴以及转动体与静止体之间的相对关系等。所谓振动测量就是机械相对于某一已知参考系的振动的测量。转轴、汽封、轴承箱及机壳均为最受关注的机械部件,准确地对这些部件进行测量和监测可以对机器的机械状态进行描述。
(1)振幅。一般来说,振幅是振动强度的标志,它可用来监测机器运行的平稳程度。一台正常运行的机器有一个稳定的、可接受的低振幅值,任何振幅读数的变化都反映了机器状态的改变。
(2)振动烈度。在机器表面测得的频率在10~1000Hz范围内振动速度的均方根值为表征机器振动状态的测量参数,在规定的测量点和规定的测量方向上测得的最大值作为机器的振动烈度。
(3)相角。振动相角测量可用来描述某一特定时刻机器转子的位置。一个好的相角测量系统能够确定每一传感器信号上对应的机器转子的“高点”相对转子上某一固定点的位置。通过确定机器转子上“高点”的位置,就能确定机器的平衡状态,机器转子平衡状态的改变将引起高点的变化,这种变化通过相角变化而显示出来。在平衡机器的转子或分析机器的某一特殊故障时,相角测量非常重要,通过测定机器转子的相角数据,可以得到机器体系运行状态的资料。
(4)振动形式。振动形式是分析振动数据的最重要的方法。通过对振动形式的观测,能直观地了解机器的运行状态。上面讨论的振幅、频率、相角三种参数都是可测量的参数并能在仪表上指示或显示出来,而振动形式是显示在示波器上的原始振动波形。
(5)振型。所谓振型是转轴在一定的转速下沿轴向的一种变形。测量振型的方法是沿转轴的轴向每隔一定间距放置一组X—Y(互成90°)传感器,分别测得相应转轴截面的中心线振动情况。综合所测得的这些数据便能得到转轴的振型。振型有助于估算转子与固定部件之间的内部间隙,并能估算出转轴上“节点”的位置。
2)位置测量在分析旋转机器总的运行情况时,还应测量和估计另外一些位置测量参量。对某些特殊机器及其故障进行监测分析时,这些参量特别重要。这些位置参量主要有:
(1)轴在轴承内的径向位置(或称偏心位置)。径向位置是指转子在轴承中的径向平均位置。在转轴没有内部和外部负荷的正常运转情况下,大多数转轴会在油压阻尼作用下,在设计确定的位置浮动。然而,一旦机器承受一定的外部或内部的预加负荷(稳态
力),轴承内的轴颈就会出现偏心。这种偏心是测量轴承磨损和预加负荷状态(如不对中)的一种指示。定期测量偏心位置非常必要。因为在出现重大负荷情况下,偏心较大,振幅无法增加,在这种情况下出现振幅没有报警的现象时,极易导致由于偏心太大而发生故障。因此必须及时地检查偏心位置,才能对故障作出早期预判。
(2)轴向位置。轴向位置测量用来描述止推法兰和止推轴承之间的相对位置。对于一台离心压缩机或一台蒸汽涡轮机来说,轴向位置是最重要的测量参量。轴向位置监测的主要目的是消除机器转子和定子之间的轴向摩擦。轴向止推轴承的故障是最严重的故障,因此应该认真地进行监测,以防止发生这种类型的故障,保护机器的安全。
(3)偏心度峰-峰值。偏心度峰-峰值是对转轴在静态时弯曲的测量。在发电用的大型蒸汽透平和某些化工企业用的汽轮机中,经常需要测量偏心度峰-峰值。
(4)差胀。发电用大型蒸汽透平等机组在启动时,要求机壳与转子必须以同样的比率受热膨胀。如果转子与机壳受热膨胀的比率不同,就可能发生轴向摩擦而使机器受到损害。
(5)机壳膨胀。对某些大型机组,除测量差胀以外,还要进行机壳膨胀的测量。知道了机壳膨胀和差胀,就可以确定转子和机壳的膨胀率。如果机壳膨胀不正常,机壳的“滑脚”就会被卡住。
(6)对中。对一些机组来说,各机壳之间的对中性是有一定要求的。不对中是经常出现的一种故障状态,特别是在压缩机机组和燃气轮机驱动泵机组的安装过程中常常发生这种故障。通常利用机组中各种不同机器的膨胀资料,并经过计算画出一份安装对中图纸,作为一种粗略的参考,最后还要用仪器来确定机器的热运转状态。在热对中测量技术方面,可以利用类似于大地测量用的光学仪器或激光技术来测量不同机壳的转轴之间相对位置的变化。
3)其他参量测量
(1)转速。在对旋转机械运行状态分析中找出振动和转速之间的关系是很重要的,在设计离心类机器时,它的转速运行范围应避开机器的平衡共振(临界共振),并且使其运行转速也不激发机器的这些特殊共振。机器启动时的数据在确定平衡共振时至关重要,这些数据可表示为振动幅度和相角与机器转速之间的关系曲线,在描绘这种曲线和寻找这些参量之间的关系时,可以很容易地确定机器的平衡共振。
(2)温度测量。在旋转机械运行状态的分析中,温度也是最常用和最重要的参量之一。径向和轴向轴承的巴氏合金衬的温度测量现在正变得越来越重要。找出温度数据和振动测量结果以及(或者)温度数据和位置测量结果之间的关系有助于我们发现机器可能存在的故障。
2.电涡流非接触式传感器系统为了能了解机器的运行情况是否正常,需要对机器的状态进行监测,这首先就需要用到传感器。传感器是将机械振动量转换为电量的机电转换装置。传感器的性能及传感器的选用都直接影响整个测试系统的功能。在旋转机械测试装置中,用于测量振动和位移的传感器主要有三种:趋近式电涡流非接触式传感器、惯性式速度传感器、压电式加速度传感
第二章化工运行安全技术器等。趋近式电涡流非接触式传感器系统:是将机械振动转换为一个正比于振动位移的电信号,即位置距离发生的变化。趋近式电涡流非接触式传感器系统可用于直接测量转轴在径向和轴向两个方向的运动。速度传感器系统:是将机械振动转换为正比于振动速度的电信号,速度即为位移相对于时间变化的速率。这种传感器主要用来测量基座或壳体的振动。压电式加速度传感器系统:它与普通的速度传感器系统进行同样的测量并提供同样类型的输出。唯一不同的是速度传感器由磁铁、弹簧、线圈系统组成,而压电式加速度传感器则由质量块、弹簧、压电陶瓷系统组成。最具有特点的是电涡流非接触式传感器,它适合于测量转子相对于轴承的相对位移(包括轴心平均位置及振动位移)。由于转轴表面具有很大的切线速度,因此用接触式传感器难以实现振动的接收。比如大型汽轮发电机组的发电机转子,轴颈直径为300~400 mm,转速为3000r/min,因此其轴颈表面的线速度达47~62m/s,至于某些高速离心式压缩机,其转子轴表面的线速度可能更高。电涡流非接触式传感器是利用转轴表面与传感器探头端部间的间隙变化来测量振动,从而避免了与转轴表面的直接接触。涡流式位移传感器另一特点是具有零频率响应,因此它不仅可以测出转轴轴心振动位移,而且还可以测出转轴轴心的静态位置的偏离,这在判断轴心在运转过程中是否处于正常的偏心位置是非常实用的。
1)电涡流探头的主要特点
(1)非接触式测量。
(2)测量范围宽。
(3)动态响应好。
(4)能连续长期可靠地工作。
(5)长线传输抗干扰能力强。
(6)能在油、气及某些化学成分介质中工作。
(7)能直接与计算机A/D接口相连。
(8)可直接测量轴相对于机壳的振动。
(9)可测量轴的位置或机械的其他部分与探头的相对位置。由于它具有上述特点,因而被广泛用于石油、化工、冶炼、机械、电力、大专院校、航空航天等部门旋转机械的轴向位移、轴的径向振动、轴转速的在线检测和安全监控,也可用于转子动力学研究、零件尺寸检测等方面。
2)电涡流非接触式传感器的组成电涡流非接触式传感器由探头、延伸电缆、前置器三部分组成,如图2-22所示。从探头到前置器总的电缆长度有两种规格,分别为5m和9m,这两种都可以由探头所带电缆加上延伸电缆组成。有的探头本身就带有5m或9m长电缆,这样就不再需要延伸电缆,整个传感器组成就只有两部分了。图2-23为探头与被测物体的相对位置图,探头端部与被测物表面之间有一间隙,二者不能接触,这是电涡流探头的特点之一。
O Q◎-18VDC◎coM前置器◎OUTPUT立O延伸电缆探头图2-22电涡流非接触式传感器的组成O O磁力线G被测物体探头O O图2-23探头与被测物体的相对位置电涡流非接触式传感器是通过传感器端部线圈与被测物体(导电体)间的间隙变化来测量物体的振动和静位移的。它与被测物之间没有直接的接触,因此,特别适合测量具有表面线速度的转子的振动。电涡流非接触式传感器具有很宽的使用频率范围,从0~10kHz。因此,它不仅可以测量频率较高的振动位移,而且可以测量转子的平静位移,比如轴心的偏心率。虽然有多种其他变换原理的传感器也可进行不接触式测量,例如变电容式和变电感式等,但相比之下,电涡流非接触式传感器具有线性范围宽(一般是端部线圈直径的一半),在线性范围内灵敏度不随初始间隙而变等优点。因此,目前被广泛应用于转子的振动监测。随着信息化技术和大数据应用技术的不断发展,旋转机械动态监测技术必将日臻成熟与完善,从化工企业过程控制的功能角度来说,其对化工企业设备安全运行将发挥越来越重要的作用。
《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准(试行)》明确多条判定情形,常考:未按国家标准分区分类储存危险化学品、重大危险源罐区未实现紧急切断、一级二级重大危险源未配备独立安全仪表系统等。题目给场景判断「是否构成重大隐患」。
第七节危险化学品企业重大生产安全事故隐患判定为准确判定、及时整改化工和危险化学品生产经营单位及烟花爆竹生产经营单位重大生产安全事故隐患,有效防范遏制重特大生产安全事故,根据《安全生产法》和《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》,原国家安全生产监督管理总局制
第二章化工运行安全技术定了《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准(试行)》。要求各级安全监管部门要按照有关法律法规规定,将此判定标准作为执法检查的重要依据,强化执法检查,建立健全重大生产安全事故隐患治理督办制度,督促生产经营单位及时消除重大生产安全事故隐患。判定标准从人员要求、设备设施、安全管理三个方面列举了二十条应当判定为重大生产安全事故隐患(下称重大隐患)的情形。二十条判定标准如下。
(1)危险化学品生产、经营单位主要负责人和安全生产管理人员未依法经考核合格。
①判定依据:a)《安全生产法》规定:生产经营单位的主要负责人和安全生产管理人员必须具备与本单位所从事的生产经营活动相应的安全生产知识和管理能力。危险物品的生产、经营、储存单位以及矿山、金属冶炼、建筑施工、道路运输单位的主要负责人和安全生产管理人员,应当由主管的负有安全生产监督管理职责的部门对其安全生产知识和管理能力考核合格。考核不得收费。b)《危险化学品安全法》规定:危险化学品生产企业主要负责人(包括法定代表人、实际控制人、实际负责人)和安全生产管理人员应当具备相应的安全生产知识和管理能力,并经应急管理部门考核合格。c)《生产经营单位安全培训规定》:煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹、金属冶炼等生产经营单位主要负责人和安全生产管理人员,自任职之日起6个月内,必须经安全生产监管监察部门对其安全生产知识和管理能力考核合格。
②判定情形:a)危险化学品等生产经营单位主要负责人和安全生产管理人员,自任职之日起6个月内,未取得安全培训考核合格证,判为重大隐患。b)董事长、总经理在任职6个月后未取得安全培训考核合格证,判为重大隐患。c)主要负责人和安全管理人员在任职6个月内已经参加培训,尚未取得证书,但取得了培训机构培训考核合格证明的不判定为重大隐患。如果证明材料只显示了参加培训,而未明确是否考核合格的则判定为重大隐患。
(2)特种作业人员未持证上岗。
①判定依据:a)《安全生产法》、《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》(应急管理部令第19号)均对特种作业人员的培训和相应资格提出了明确要求,如危险化学品特种作业人员应当具备高中或者相当于高中及以上文化程度。b)按照规定,化工和危险化学品生产经营单位涉及的特种作业,除电工作业、焊接与热切割作业、高处作业等通用的作业类型外,还包括危险化工工艺过程操作[包含光气及光气化工艺、氯碱电解工艺、氯化工艺、硝化工艺、合成氨工艺、裂解(裂化)工艺、氟化工艺、加氢工艺、重氮化工艺、氧化工艺、过氧化工艺、胺基化工艺、磺化工艺、聚合工艺、烷基化工艺等15种危险工艺过程操作]及化工自动化控制仪表安装、维修、维护。从事上述作业的人员,均须经过培训考核取得特种作业操作证。e)当地应急管理部门、化工园区要结合园区引进企业的实际情况,比如新增危险化
工工艺时,应及时开展针对新增危险化工工艺的特种作业人员的培训发证工作。
②判定情形:a)企业应取得但未取得特种作业人员操作证,判定为重大隐患。需要关注的是:化工自动化控制仪表安装、维修、维护作业人员取证超期未复审的,视为未取证。b)危险化学品安全作业规定的危险化工工艺过程现场操作(外操)、利用化工自控仪表系统对装置运行进行远程监控和调整(内操)、化工自动化控制仪表作业(化工自控仪表系统安装、维修、维护的作业)未取得特种作业操作证的判定为重大隐患。c)需要强调的是:(a)危险化工工艺过程操作应区分不同的危化工艺,分别取证,可以一人取多证。(b)持证人员应对照持证情况上对应的岗位,一人多证的情况不能随意串岗。(c)企业应根据实际生产班次安排持证人员上岗,不能一人同时多岗、不能一人多班虚挂。(d)重要岗位人员(班组长等)需具备相应危险化工工艺的知识储备和管理协调能力,且应当取证。
(3)涉及“两重点一重大”的生产装置、储存设施外部安全防护距离不符合国家标准要求。
①判定依据:a)《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》(GB/T 37243一
2019)明确了陆上危险化学品企业新建、改建、扩建和在役生产、储存装置的外部安全防护距离的标准。(a)涉及爆炸物的危险化学品生产装置和储存设施应采用事故后果法确定外部安全防护距离。(b)涉及有毒气体或易燃气体,且其设计最大量与《危险化学品重大危险源辨识》(GB 18218)中规定的临界量比值之和大于或等于1的危险化学品生产装置和储存设施,应采用定量风险评价方法确定外部安全防护距离。当企业存在上述装置和设施时,应将企业内所有的危险化学品生产装置和储存设施作为一个整体进行定量风险评估,确定外部安全防护距离。上述(a)项和(b)项规定以外的危险化学品生产装置和储存设施的外部安全防护距离应满足《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)、《建筑设计防火规范》(GB
50016)、《精细化工企业工程设计防火标准》(GB 51283)等相关标准规范的距离要求。b)本条判定标准的主要目的是要求有关单位依据法规标准设定外部安全防护距离,作为缓冲距离,防止危险化学品生产装置、储存设施在发生火灾、爆炸、毒气泄漏事故时造成重大人员伤亡和财产损失。c)外部安全防护距离既不是防火间距,也不是卫生防护距离,应在危险化学品品种、数量、个人和社会可接受风险标准的基础上科学界定。
②判定情形:a)涉及“两重点一重大”的生产装置、储存设施外部安全防护距离不满足个人可接
第二章化工运行安全技术受风险和社会可接受风险评估报告中的外部防护距离的判定重大隐患。但未做个人可接受风险和社会可接受风险评估的,作为问题提出,不判定为重大隐患。b)涉及“两重点一重大”的生产装置、储存设施不满足《石油化工企业设计防火标准》(GB 501608)、《建筑设计防火规范》(GB 50016)等标准对生产装置、储存设施及其他建筑物外部防火距离要求的,判定为重大隐患。
(4)涉及重点监管危险化工工艺的装置未实现自动化控制,系统未实现紧急停车功能,装备的自动化控制系统、紧急停车系统未投入使用。
①判定依据:a)《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》要求,涉及危险化工工艺、重点监管危险化学品的装置装设自动化控制系统;涉及危险化工工艺的大型化工装置装设紧急停车系统。b)《危险化学品安全专项整治三年行动计划方案》,要求推动涉及重点监管危险化工工艺的生产装置实现全流程自动化控制,2022年底前所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺装置的上下游配套装置必须实现自动化控制,最大限度减少作业场所人数。
②判定情形:a)涉及重点监管危险化工工艺的装置未实现自动化控制,系统未实现紧急停车功能,判定为重大隐患。b)装备的自动化控制系统、紧急停车系统未投入使用,现场调节阀、紧急切断阀未投用或旁路阀打开,有关联锁长时间切除(超过1个月以上,设备大检修期间及特殊原因除外),判定为重大隐患。c)涉及重点监管危险化工工艺的装置未实现自动化控制,系统未实现紧急停车功能,但正在进行自动化改造的,不判定为重大隐患。
(5)构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未实现紧急切断功能;涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未配备独立的安全仪表系统。
①判定依据:《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》要求,一级或者二级重大危险源,装备紧急停车系统;涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源,配备独立的安全仪表系统。构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,因事故后果严重,各储罐均应设置紧急停车系统,实现紧急切断功能。与上游生产装置直接相连的储罐,如果设置紧急切断可能导致生产装置超压等异常情况时,可以通过设置紧急切换的方式避免储罐造成超液位、超压等后果,实现紧急切断功能。
②判定情形:a)构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,各储罐进、出口均应设置紧急切断阀,否则判定为重大隐患。各储罐进、出口均应设置紧急切断阀,否则判定为重大隐患。不能仅在进口设置紧急切断阀,或者仅在出口设置紧急切断阀。
b)构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,在罐区的总进出管道上设置了总紧急切断阀,但各储罐未分别设置的,判定为重大隐患。c)构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区,在同用途的不同储罐间设置了紧急切换的方式可避免储罐出现超液位、超压等后果的,不判定为重大隐患。d)涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未配备独立的安全仪表系统,判定为重大隐患。e)紧急切断系统、安全仪表系统未投入使用的判定为重大隐患。
(6)全压力式液化烃储罐未按国家标准设置注水措施。
①判定依据:a)《石油化工企业设计防火标准(2018年版)》(GB 50160—2008)第6.3.16条要求,全压力式储罐应采取防止液化烃泄漏的注水措施。b)《液化烃球形储罐安全设计规范》(SH/T 3136)第7.4条要求,液化烃球形储罐应根据储存物料性质和工作条件设置合理的注水系统。液化烃球形储罐具有以下情况之一时不应选择注水,应采用其他措施阻止泄漏:物料能与水发生化学反应导致严重后果的;物料储存温度低于0℃的储罐不应注水。c)全压力式液化烃储罐注水措施的设置应经过正规的设计、施工和验收程序。注水措施的设计应以安全、快速有效、可操作性强为原则,设置带手动功能的远程控制阀,符合国家相关标准的规定。d)要求设置注水设施的液化烃储罐主要是常温的全压力式液化烃储罐,对半冷冻压力式液化烃储罐(如乙烯)、部分遇水发生反应的液化烃(如氯甲烷)储罐可以不设置注水措施。e)设置的注水措施应保障充足的注水水源,满足紧急情况下的注水要求,充分发挥注水措施的作用。
②判定情形:a)丙烯、丙烷、混合C4、抽余C4及液化石油气的球形储罐未设注水设施的,判定为重大隐患。b)储罐注水措施未设置带手动功能的远程控制阀,判定为重大隐患。c)储罐注水措施不能保障充足的注水水源、注水压力,判定为重大隐患。
(7)液化烃、液氨、液氯等易燃易爆、有毒有害液化气体的充装未使用万向管道充装系统。
①判定依据:a)《国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》(安委办〔2008〕26号)和《国家安全监管总局、工业和信息化部关于危险化学品企业贯彻落实(国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的实施意见》(安监总管三〔2010〕186号)均要求,在危险化学品充装环节,推广使用金属万向管道充装系统代替充装软管,禁止使用软管充装液氯、液氨、液化石油气、液化天然气等液化危险化学品。b)《国家安全监管总局住房城乡建设部关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知》(安监总管三〔2013〕76号)第二十条规定:液化石油气、液化天然气、
第二章化工运行安全技术液氯和液氨等易燃易爆有毒有害液化气体的充装应设计万向节管道充装系统,充装设备管道的静电接地、装卸软管及仪表和安全附件应配备齐全。c)《石油化工物料汽车装卸设施设计标准》(SH/T 3221)第6.3.1条的b)款规定:液化烃、液氨、液氢、液态二氧化碳、液氯和二氧化硫等毒性程度为极度和高度危害的液化气体物料不得采用软管管装卸车,应采用万向管道型装卸鹤管。
②判定情形:液化烃、液氨、液氯等易燃易爆、有毒有害液化气体的充装未使用万向管道充装系统的判定为重大隐患。如企业的天然气储罐装卸设施应使用万向管道充装系统,不得使用软管充装。
(8)光气、氯气等剧毒气体及硫化氢气体管道穿越除厂区(包括化工园区、工业园区)外的公共区域。a)《危险化学品输送管道安全管理规定》要求,禁止光气、氯气等剧毒化学品管道穿(跨)越公共区域,严格控制氨、硫化氢等其他有毒气体的危险化学品管道穿(跨)越公共区域。b)化工园区、工业园区内的剧毒气体及硫化氢气体管道穿越相邻企业的围墙(厂界)可不判定为重大隐患。但不建议穿越园区内的道路、公共管架等区域。
(9)地区架空电力线路穿越生产区且不符合国家标准要求。地区架空电力线电压等级一般为35kV以上,若穿越生产区,一旦发生倒杆、断线或导线打火等意外事故,有可能影响生产并引发火灾造成人员伤亡和财产损失。反之,生产厂区内一旦发生火灾或爆炸事故,对架空电力线也有威胁。
①判定依据:a)《石油化工企业设计防火标准(2018年版)》(GB 50160)第4.1.6条要求,“公路和地区架空电力线路严禁穿越生产区”,因此石油化工企业及其他按照《石油化工企业设计防火标准》设计的化工和危险化学品生产经营单位均严禁地区架空电力线穿越企业生产、储存区域。否则判定为重大隐患。b)其他化工和危险化学品生产经营单位则应按照《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016)第10.2.1条(即“架空电力线与甲、乙类厂房(仓库),可燃材料堆垛,甲、乙、丙类液体储罐,液化石油气储罐,可燃、助燃气体储罐的最近水平距离应符合表10.2.1的规定。35 kV及以上架空电力线与单罐容积大于200 m3或总容积大于1000m3液化石油气储罐(区)的最近水平距离不应小于40m”)的规定执行。只要符合要求的,可不判定为重大隐患。
②判定情形:架空电力线路是地区架空电力线路,非地区架空电力线路可不判定为重大隐患。穿越的不是生产区,是厂区或化工园区,则可不判定为重大隐患。
(10)在役化工装置未经正规设计且未进行安全设计诊断。
①判定依据:a)国家安全监管总局、国家发展改革委、工业和信息化部、住房城乡建设部联合下发的《关于开展提升危险化学品领域本质安全水平专项行动的通知》(安监总管三
〔2012〕87号〕要求,对未经正规设计的在役化工装置进行安全设计诊断,全面消除安全设计隐患。b)《国家安全监管总局、住房城乡建设部关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知》(安监总管三〔2013〕76号)明确要求,(危险化学品)建设项目的设计单位必须取得原建设部《工程设计资质标准》(建市〔2007〕86号)规定的化工石化医药、石油天然气(海洋石油)等相关工程设计资质;涉及重点监管危险化工工艺、重点监管危险化学品和危险化学品重大危险源的大型建设项目,其设计单位资质应为工程设计综合资质或相应工程设计化工石化医药、石油天然气(海洋石油)行业、专业资质甲级。c)对新、改、扩建危险化学品建设项目,必须由具备相应资质和相关设计经验的设计单位负责设计,在役化工装置进行安全设计诊断也应按照相应的要求执行。
②判定情形:a)在役化工装置未经正规设计且未进行安全设计诊断的,判定为重大隐患。b)在役化工装置安全设计诊断的单位不具备相应资质和相关设计经验的,判定为重大隐患。
(11)使用淘汰落后安全技术工艺、设备目录列出的工艺、设备。
①判定依据:a)《国家安全监管总局关于印发淘汰落后安全技术装备目录(2015年第一批)的通知》(安监总厅科技〔2015〕43号)。b)《国家安全监管总局关于印发淘汰落后安全技术工艺、设备目录(2016年)的通知》(安监总科技〔2016〕137号)。c)《推广先进与淘汰落后安全技术装备目录(第二批)》。d)《应急管理部办公厅关于印发《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录(第一批)>的通知》(应急厅〔2020〕38号)等相关文件被淘汰的工艺、设备。e)《应急管理部办公厅关于印发《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录(第一批)>的通知》(应急厅〔2020〕38号)中的“无火焰监测和熄火保护系统的燃气加热炉、导热油炉”为淘汰落后的装备。f)《应急管理部办公厅关于印发《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录(第二批)的通知》。其中“人工卸料平板离心机和人工卸料板框压滤机”拟列为淘汰落后的装备,拟更新为“内腔采用氮气保护的密闭式自动卸料离心机、密闭过滤洗涤二合一设备或密闭过滤洗涤干燥三合一设备”。
②判定情形:列入上述判定依据中的情形均判定为重大隐患。
(12)涉及可燃和有毒有害气体泄漏的场所未按国家标准设置检测报警装置,爆炸危险场所未按国家标准安装使用防爆电气设备。
①判定依据:a)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493)、《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》(GB/T3836.1)和《爆炸性环境第16部分:电气装
第二章化工运行安全技术置检查和维护(规范)》(GB 3836.16)。b)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》要求,化工和危险化学品企业涉及可燃气体和有毒气体泄漏的场所应按照法规标准要求设置检测报警装置,检测报警装置设置的内容包括检测报警类别,装置的数量和位置,检测报警值的大小、信息远传、连续记录和存储要求,声光报警要求,检测报警装置的完好性等。c)《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》(GB/T 3836.1)和《爆炸性环境第16部分:电气装置检查和维护(规范)》(GB 3836.16)对防爆区域的分类进行了明确的界定,对防爆区域电气设备的选型、安装和使用提出了明确要求。
②判定情形:a)企业可能泄漏可燃和有毒有害气体的主要释放源未设置检测报警器,判定为重大隐患。b)企业设置的可燃和有毒有害气体检测报警器种类错误(如检测对象错误、可燃或有毒类型错误等),视为未设置,判定为重大隐患。c)企业可能泄漏可燃和有毒有害气体的主要释放源设置了检测报警器,但检测报警器未处于正常工作状态(故障、未通电、数据有严重偏差等),判定为重大隐患。d)爆炸危险场所使用非防爆电气设备的,判定为重大隐患。e)爆炸危险场所使用的防爆电气设备防爆等级不符合要求的,判定为重大隐患。f)可燃和有毒气体检测报警系统未投用的判定为重大隐患。
(13)控制室或机柜间面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧不满足国家标准关于防火防爆的要求。
①判定依据:a)《石油化工企业设计防火标准(2018年版)》(GB 50160)和《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016),具有火灾、爆炸危险性的化工和危险化学品企业控制室或机柜间应满足以下要求:其面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧的安全防护距离应符合《石油化工设计防火标准(2018年版)》(GB 50160)中表4.2.12防火间距要求,且控制室、机柜间的建筑、结构满足《石油化工建筑物抗爆设计标准》(GB/T 50779)和《石油化工控制室设计规范》(SH/T 3006)等提出的抗爆强度要求;面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧的外墙应为无门窗洞口、耐火极限不低于3h的不燃烧材料实体墙。b)《危险化学品安全专项整治三年行动计划方案》(安委〔2020〕3号)规定:涉及甲乙类火灾,爆炸危险性的生产装置区内设置的控制室、交接班室原则上不得布置在装置区内,确需布置的,应按照《石油化工控制室抗爆设计规范》(GB 50779),在2020年底前完成抗爆设计、建设和加固。具有甲乙类火灾危险性、粉尘爆炸危险性、中毒危险性的厂房(含装置或车间)和仓库内的办公室、休息室、外操室、巡检室,2020年8月前必须予以拆除。
②判定情形:a)控制室或机柜间处于爆炸危险区范围内的或防火间距不符合要求的,判定为重大隐患。b)控制室或机柜间面向(与装置间无其他建筑物;包括斜面向,如控制室窗户面向
正南但西南方面有火灾,爆炸危险性装置;不考虑与装置的距离大小)具有火灾、爆炸危险性装置一侧的外墙有门窗洞口的判定为重大隐患。
(14)化工生产装置未按国家标准要求设置双重电源供电,自动化控制系统未设置不间断电源。
①判定依据:本条判定标准的主要要目的是从硬件角度出发,通过对化工生产装置设置双重电源供电以及对自动化控制系统设置不间断电源,提高化工装置重要负荷和控制系统的安全性。涉及的标准主要有《供配电系统设计规范》(GB 50052)和《石油化工装置电力设计规范》(SH/T 3038)。
②判定情形:a)企业一级负荷未设置双重电源的,判定为重大隐患。b)来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱,一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时,只要另一个电源仍能不中断供电,则可不判定为重大隐患。c)来自同一个电网但其间的电气距离较远,一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时,只要另一个电源仍能不中断供电,则可不判定为重大隐患。d)DCS等自动化系统未设置不间断电源(UPS)的,判定为重大隐患。需要注意的是关于双重电源的定义:因地区大电力网在主网电压上部是并网的,用电部门无论从电网取几回电源进线,也无法得到严格意义上的两个独立电源。所以这里讲的双重电源可以是分别来自不同电网的电源,或者来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱,或者来自同一个电网但其间的电气距离较远,一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时另一个电源仍能不中断供电。一级负荷的供电应由双重电源供电,而且不能同时损坏,只有必须满足这两个基本条件,才可能维持其中一个电源继续供电。双重电源可一用一备,亦可同时工作,各供一部分负荷。正因为在实际中很难得到两个真正独立的电源,电网的各种故障都可能引起全部电源进线同时失去电源,造成停电事故。一级负荷中特别重要的负荷的供电除由双重电源供电外,尚需增加应急电源。特别重要负荷要由与电网不并列的、独立的应急电源供电。双重电源和两回线路意义略有不同。二者都要求线路有两个独立部分,但前者还强调电源的相对独立。
(15)安全阀、爆破片等安全附件未正常投用。
①判定依据:《石油化工企业设计防火标准(2018年版)》(GB 50160)第5.5条泄压排放和火炬系统对化工和危险化学品企业具有泄压排放功能的安全阀、爆破片等安全附件的设计、安装与设置等提出了明确要求。安全阀、爆破片等安全附件同属于压力容器的安全卸压装置,是保证压力容器安全使用的重要附件,其设置的合理性、性能的好坏、完好性的保障直接关系到化工和危险化学品企业生产、储存设备和人身的安全。
②判定情形:a)未按国家标准设置安全阀、爆破片、紧急泄压阀或者未正常投用的判定为重大隐患。
第二章化工运行安全技术b)安全阀、爆破片的上、下游手动截止阀关闭的,应判定为重大隐患。c)安全阀、爆破片的上、下游手动截止阀开启,但未设置铅封的,不判定为重大隐患。d)安全阀铅封损坏,校验标识牌缺失,但能提供有效校验报告的,可不判定为重大隐患。e)爆破片未定期更换的,可不判定为重大隐患。f)安全阀排气口的开口方向有误,导致阀芯锈蚀损坏、安全阀失效的,判定为重大隐患。
(16)未建立与岗位相匹配的全员安全生产责任制或者未制定实施生产安全事故隐患排查治理制度。
①判定依据:《危险化学品安全法》第五条规定:生产、储存、使用、经营、运输危险化学品的企业、学校、科研机构、医疗机构、检测机构、检验机构等单位(以下统称危险化学品单位)应当实行全员安全生产责任制,构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制,加强安全生产标准化、信息化建设,其主要负责人对本单位的危险化学品安全生产工作全面负责。
②判定情形:a)未制定安全生产责任制,判定为重大隐患。b)安全生产责任制中,缺少企业主要负责人、管理层、安全管理机构或安全管理人员及与生产有关的重点单位(安全、生产技术、设备、生产车间等)的安全职责的,判定为重大隐患。缺少其他单位的安全职责,不判定为重大隐患。c)企业主要负责人和安全管理机构或安全管理人员的安全职责有1至2条不符合《安全生产法》要求的,其他有关单位或人员的安全职责不全面的,或与其行政职责不相符的,不判定为重大隐患。d)未制定安全事故隐患排查治理制度的,判定为重大隐患。e)未开展隐患排查治理工作,判定为重大隐患。f)安全事故隐患排查治理制度内容不完善、隐患排查治理工作中存在问题的,不判定为重大隐患。企业要注意区分判定重大隐患:a)未建立、未制定、无主要人员安全职责的,判定为重大隐患。b)已建立、已制定、有主要人员安全职责的,但是不完善的,不判定为重大隐患。
(17)未制定操作规程和工艺控制指标。
①判定依据:《安全生产法》规定,生产经营单位的主要负责人应负责组织制定本单位安全生产规章制度和操作规程。《危险化学品安全法》规定,生产、储存危险化学品的企业应当建立包括工艺操作、特殊作业、设备管理、储存条件、开停车和检维修、变更等全部生产作业环节在内的过程安全管理制度,明确责任人、岗位职责和操作规程,并组织有效实施。
因此,化工和危险化学品企业的各生产岗位应制定操作规程和工艺控制指标。制定操作规程管理制度,规范操作规程内容,明确操作规程编写、审查、批准、分发、使用、控制、修改及废止的程序和职责。编制的各生产岗位操作规程的内容应至少包括开车、正常操作、临时操作、应急操作、正常停车和紧急停车的操作步骤与安全要求;工艺参数的正常控制范围,偏离正常工况的后果,防止和纠正偏离正常工况的方法及步骤;操作过程的人身安全保障、职业健康注意事项;制定工艺控制指标,如以工艺卡片的形式明确对工艺和设备安全操作的最低要求;操作规程、工艺控制指标应科学合理,保证生产过程安全。
②判定情形:化工和危险化学品企业未制定操作规程和工艺控制指标,或制定的操作规程和工艺控制指标不符合要求的,应纳入重大事故隐患进行管理。a)企业未制定操作规程,或操作规程非常笼统的,判定为重大隐患。b)企业未明确工艺控制指标,或工艺控制指标严重不符合实际工作的,判定为重大隐患。c)操作规程、工艺卡片及岗位操作记录等资料中有关数据,工艺指标严重不符,偏差较大的,判定为重大隐患。d)企业制定了操作规程和工艺控制指标,但没有发放到基层岗位,基层员工不清楚操作规程内容及工艺控制指标的,视同未制定操作规程和工艺控制指标,判定为重大隐患。e)企业重大变更后未及时修改操作规程、工艺卡片的,判定为重大隐患。但企业一般变更后未及时修改操作规程、工艺卡片的,不判定为重大隐患。f)企业未制定操作规程管理制度、未编制工艺卡片(但明确了工艺控制指标)的,不判定为重大隐患。企业要注意区分判定重大隐患:a)未建立,未明确,严重不符,不清楚,重大变更未修改,判定为重大隐患。b)一般变更未修改,明确了工艺指标的,不判定为重大隐患。c)未按照关键工艺控制指标操作,关键工艺指标的报警、联锁失效,关键工艺报警未及时处置,判定为重大隐患。
(18)未按照国家标准制定动火、进入受限空间等特殊作业管理制度,或者制度未有效执行。
①判定依据:本条判定标准的主要目的是促进化学品生产经营单位在设备检修及相关作业过程中可能涉及的动火作业、进入受限空间作业以及其他特殊作业安全进行。涉及的国家标准是《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)。未按照国家标准制定动火作业、受限空间作业等特殊作业管理制度或者制度未有效执行,包括特殊作业未履行审批手续,在易燃易爆介质重大危险源罐区内的动火作业未按特级动火作业办理审批手续,动火作业和受限空间作业未按规定进行气体分析,特殊作业过程无人监护或者监护人未经专项培训合格,特殊作业时以水封或者仅关闭阀门代替盲板作为隔断措施等情形。
第二章化工运行安全技术
②判定情形:a)未编制特殊作业管理制度的,判定为重大隐患。b)开展特殊作业未办理作业许可证的,判定为重大隐患。c)开展动火作业(易燃易爆场所)、进入受限空间作业未进行作业分析的,未进行危险源辨识的,判定为重大隐患。d)特殊作业现场安全管控措施严重缺失的,判定为重大隐患。e)特殊作业审批程序错误(如动火作业先批准、后动火分析等,不是指有关时间填写错误),弄虚作假,判定为重大隐患。f)特殊作业管理制度内容不完善,作业许可证内容不健全,作业许可证填写不规范等,不判定为重大隐患。
(19)新开发的危险化学品生产工艺未经小试、中试、工业化试验直接进行工业化生产;国内首次使用的化工工艺未经过省级人民政府有关部门组织的安全可靠性论证;新建装置未制定试生产方案投料开车;精细化工企业未按规范性文件要求开展反应安全风险评估。
①判定依据:a)《危险化学品生产建设项目安全风险防控指南(试行)》(应急〔2022〕52号)
5.3.6条规定,新建危险化学品生产建设项目采用的生产工艺技术应当来源合法、安全可靠;属于国内首次使用的化工工艺,应经过省级人民政府有关部门组织的安全可靠性论证;建设项目需有符合相应资质要求的设计单位承担设计。5.3.7条规定,精细化工项目应按规定进行反应安全风险评估,并确定反应工艺危险度等级。涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺的精细化工生产建设项目应进行有关产品生产工艺全流程的反应安全风险评估,并对相关原料、中间产品、产品及副产物进行热稳定性测试和蒸馏、干燥、储存等单元操作的风险评估。6.3.2条规定,实验室技术首次工业化生产的,应在小试、中试、工业化试验基础上,经过工艺危险性分析方能开展工程设计。不得在已建成投用的生产装置上进行新工艺的中试和工业化试验。严禁未经许可以工业化试验装置代替工业化生产装置运行。b)《危险化学品安全法》第四十四条规定,研制开发单位进行危险化学品新工艺、新技术、新产品开发,应当加强研制开发过程的安全管理,确保研制开发过程安全,不得将未经小试、中试、工业化试验的新工艺、新技术直接用于工业化生产。c)《精细化工反应安全风险评估规范》(GB/T 42300)规定,反应安全风险评估对象为国内首次使用并投入工业化生产的新工艺,新配方,从国外首次引进且未进行过反应安全风险评估的工艺;现有的工艺路线、工艺参数或装置能力发生变更且未开展反应安全风险评估的工艺;因为反应工艺问题发生过生产安全事故的工艺;属于精细化工重点监管的危险化工工艺及金属有机物合成反应(包括格氏反应)。d)新建危险化学品在新建项目前期设计阶段的立项论证、可行性研究、工艺概念设计及工艺包设计中,应当初步确定选用的工艺技术,这决定了建设项目的本质安全水平。如果选用的首次开发工艺技术没有完备的小试、中试、工业化试验基础支撑,不能证明其技术的安全可靠性,就可能存在潜在的事故风险。新工艺安全风险未知,若没有安全可靠
性论证,逐级放大试验,严密的试生产方案,风险很难辨识,管控措施很难到位,容易发生“想不到”的事故。
②判定情形:a)新开发的危险化学品生产工艺未经小试、中试、工业化试验直接进行工业化生产的判定为重大隐患。b)国内首次使用的化工工艺未经过省级人民政府有关部门组织的安全可靠性论证的判定为重大隐患。应认真研判是否属于国内首次使用的化工工艺。其中国内产能最大单套装置属于国内首次使用的化工工艺。c)新建装置未制定试生产方案投料开车的判定为重大隐患。d)精细化工企业未按国家标准开展反应安全风险评估,未对原料、中间产品、产品及副产物等物料进行热稳定性测试,未应用评估结果完善安全管控措施的判定为重大隐患。注意应正确理解“未应用评估结果完善安全管控措施”,包括:a)未落实《反应安全风险评估报告》中给出的建议。b)小试、中试、工业化试验生产中的反应温度、压力、投料顺序、物料配比等与《反应安全风险评估报告》中的描述不一致(工艺参数调整)等,均可视为未应用评估结果完善安全管控措施。
(20)未按国家标准分区分类储存危险化学品,超量、超品种储存危险化学品,相互禁配物质混放混存。
①判定依据:本条判定标准的主要目的是着力解决危险化学品储存场所存在的危险化学品混存堆放、超量超品种储存等突出问题,遏制重特大事故发生。涉及的主要标准规范为有《危险化学品仓库储存通则》(GB 15603)、《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016)、《易燃易爆性商品储存养护技术条件》(GB 17914)、《腐蚀性商品储存养护技术条件》(GB 17915)和《毒害性商品储存养护技术条件》(GB 17916)等。
②判定情形:a)未将危险化学品储存在专用仓库内,判定为重大隐患。b)危险化学品专用仓库未按国家标准分区分类储存危险化学品的,判定为重大隐患。c)超量、超品种储存危险化学品,判定为重大隐患。d)相互禁配物质混放混存、禁配物质混放混存的,判定为重大隐患。第八节危险化学品重大危险源安全监控《危险化学品重大危险源安全监控技术规范》(GB 17681)规定,危险化学品重大危险源安全监控系统包括基本过程控制系统、安全仪表系统、气体检测报警系统、电视监视系统、雷电预警系统、接地电阻监测系统中的一个或多个。这是对危险化学品重大危险源安全监控的软硬件设施在设计、施工、质量验收、运行与检维修、报警管理与优化等方面
第二章化工运行安全技术提出的技术要求。鉴于篇幅,本节只介绍和安全技术相关的技术要求。
一、基本要求
(1)危险化学品重大危险源安全监控系统(简称“系统”)应满足适用标准规范要求,保障安全性和可靠性。
(2)系统应与危险化学品重大危险源主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。
(3)系统应具备各类监控参数的信息采集、实时展示、操作控制、连续记录、报警预警、信息存储等功能,支持查询各类监控信息的实时数据、历史数据、报警数据,视频图像信息储存时间不应小于90天,其他监控信息储存时间不应小于1年。系统应有人值守。
(4)系统应具备通过标准通信协议、接口规范、数据编码共享监控信息的功能,并保障网络安全和信息安全。
(5)BPCS、SIS、GDS控制器的供电回路至少一路应采用UPS供电,UPS的后备电池组应在外部电源中断后提供不少于30 min的供电时间。
(6)系统应满足安装场所的防火、防爆、防雷电、防静电、防腐蚀、防振动、防干扰、防水、防尘等方面要求。
(7)系统的设置与危险化学品重大危险源事故应急预案应相互适应。
二、技术要求(一)生产单元监控要求
(1)应根据物料特性、工艺过程、操作条件及过程危险性分析的结果,确定生产单元需要监控的关键工艺参数,如物位(液位、料位、界位、气柜高度)、温度、压力、流量或特定介质浓度等。报警值应满足生产安全控制要求。
(2)安全联锁应根据生产过程、工艺特点、过程危险性分析和风险评估结果设置,并考虑对上下游装置安全生产的影响。且应显示安全联锁投用状态。安全联锁可能涉及切断进出料、停车等,需考虑联锁动作后对上下游装置造成的影响。(二)储运单元监控的基本要求
(1)储罐应设置液位、温度检测仪表。
(2)低压储罐、氮封常压储罐、压力储罐、全冷冻式储罐应设置压力测量就地指示仪表和压力远传仪表。压力仪表的安装位置,应保证在最高液位时能测量气相压力并便于观察和维修。
(3)储罐进出物料管道上应设置远程控制的开关阀。
(4)易燃易爆介质装车和卸车场所防静电接地装置、防溢液装置报警信号应联锁停止物料装车和卸车,并应远传至控制室,同时应能在现场发出声光报警。
(5)应将远程控制的开关阀开关状态信号远传至控制室显示,系统应具有判断开关状态正确与否的功能,并对错误状态予以报警。
(6)气柜应设上下限位报警装置,设有进出口管道自动切断装置的应与限位报警信
号联锁。(三)常压和低压储罐区监控的基本要求
(1)储罐应至少设置2套液位连续检测仪表,或1套液位连续检测仪表和2个液位开关。采用多套液位检测可保证测量可靠性和安全联锁。
(2)应在系统中设置高液位报警、低液位报警、高高液位报警、低低液位报警,并应符合下列规定:
①报警设定值应符合SH/T 3007的有关规定;外浮顶储罐和内浮顶储罐的低低液位报警设定值不应低于浮盘落底高度。
②高高液位报警应联锁关闭储罐进口管道上远程控制的开关阀,并对进料泵采取防憋压措施;低低液位报警应联锁切断出料。
(3)设有氮气密封保护系统的甲g、乙、类易燃液体储罐,应控制氧气浓度不大于极限氧浓度的50??
(4)未设氮气密封保护系统的甲g、乙、类易燃液体储罐,储罐内可燃气体检测值大于介质爆炸下限的50??,储罐应停运检修、改造浮盘系统或加装氮气密封保护系统。当采用在线检测方式时,第一级报警阈值应小于或等于介质爆炸下限的25第二级报警阈值应小于或等于介质爆炸下限的50??(四)压力式储罐区监控要求
(1)压力式储罐应至少设置2套液位连续检测仪表和1个高高液位开关,或设置3套液位连续检测仪表。液位连续检测仪表应具备液位就地指示、高低液位报警、高高和低低液位报警功能,高高液位报警应联锁关闭储罐进料管道上的紧急切断阀,并对进料泵采取防憋压措施;低低液位报警应联锁切断出料。高液位报警和低液位报警时操作人员应采取相应措施来防止液位进一步升高或降低。高高液位联锁切断进料,以避免溢罐;低低液位报警联锁切断出料,以避免抽空、汽蚀。
(2)高液位报警设定值不应大于储罐的设计储存高液位;低液位报警设定值应满足从报警开始15min内泵不会汽蚀的要求。
(3)高高液位报警设定值不应大于液相体积达到储罐计算容积90??的高度。
(4)压力式储罐的压力报警高限应至少设置两级,第一级报警阈值应为正常工作压力的上限,第二级报警阈值应为下列计算值的较小值:
①正常工作压力的上限值与安全阀设定压力值之和的50??
②安全阀设定压力值的90??
(5)储存对氧含量敏感物质的储罐单元应设在线氧含量检测仪表。(五)全冷冻储罐区监控要求
(1)储罐液位检测仪表的设置和液位控制应符合下列规定。
①应至少设置3套液位检测仪表,其中至少2套应为液位连续检测仪表,用于液位测量和高低液位报警、高高液位报警及联锁、低低液位报警及联锁。
②储罐的低低液位报警设定值不应小于泵不发生汽蚀的最低液位高度与储罐7天蒸发量所对应的液位高度之和,低低液位报警应联锁停泵并关闭泵的出口阀门。
③储罐的低液位报警设定值不应小于低低液位与储罐15min最大体积外输量对应的
第二章化工运行安全技术液位高度之和,储罐达到低液位时应报警。
④储罐的高高液位报警设定值不应大于设计高液位与储罐充装15 min最大充装体积流量所对应的液位高度之和。高高液位报警应联锁关闭储罐进料管道上远程控制的开关阀和联锁停运进料泵。
(2)全冷冻式储罐应设置满足正常操作压力、高压、低压及负压监测需要的压力检测仪表,并应符合下列规定:
①根据压力检测调节蒸发气体压缩机负荷。
②设置高压力报警,并打开蒸发气压力控制阀使蒸发气排至安全泄放系统。
③设置高高压力报警,并联锁切断低温液体进料。
④设置低压力报警,并启动低压补气设施。
⑤设置低低压力报警,并联锁停蒸发气压缩机和(或)切断液相出料。
(3)储罐温度检测仪表的设置应符合下列规定:
①内罐应设置多点温度检测仪表,相邻2个测温传感器之间的垂直距离不应大于2m。
②气相空间应设置温度检测仪表。
③内罐罐壁及底部应设置监测预冷及升温的温度检测仪表。
④内罐外壁侧环形空间底部应设置监测泄漏的温度检测仪表,温度达到低限值时应报警。(六)仓库监控要求
(1)仓库应根据储存介质特性、包装物和容器的结构形式、环境条件等因素确定监控参数,如温度、湿度、烟气、风机运行状态、可燃气体浓度、有毒气体浓度或火焰等。
(2)存储对温度和(或)湿度有特殊要求的危险化学品仓库,应按照《易燃易爆性商品储存养护技术条件》(GB 17914)的规定,根据存储工艺要求设置相应的温度和(或)湿度检测和调节设备设施。GB 17914中对于商品的储存温湿度做了具体要求,应据此设置相应的温度和(或)湿度检测和调节设备设施。
(3)仓库中储存的危险化学品可能因蓄热而引发事故时,应监测物料温度。
(4)硝酸铵具有遇火、高温、猛烈撞击发生爆炸的危险特性,因此,固体硝酸铵仓库安全监控应满足GB 44022的规定。
(5)仓库中储存介质可能释放出可燃气体和(或)有毒气体时,应在仓库外墙上设置机械通风设备。泄漏气体比空气轻时,机械通风设备应安装在外墙上部;泄漏气体比空气重时,机械通风设备应安装在外墙下部。事故换气次数不应小于12次/h。当仓库内气体泄漏二级报警时,系统应联锁启动机械通风设备应急排风;应分别在仓库内外部设置机械通风设备的启停按钮。(七)仪表自控
(1)生产单元、储存单元应配备满足安全生产要求的BPCS。BPCS应具备对危险化学品重大危险源的温度、压力、流量、物位、组分浓度等过程变量的连续测量、监视、报警、控制和联锁功能,并应同时具备连续记录、生成数据报表、数据远传通信、信息存储和信息集成等功能。
(2)涉及有毒气体、液化气体、剧毒液体的一级或二级危险化学品重大危险源的生产单元、储存单元(仓库除外)应配备SIS。除此之外的危险化学品重大危险源的生产单元、储存单元(仓库除外)应根据SIL评估结果确定是否配备SIS,当SIL定级报告确定该生产单元、储存单元(仓库除外)具有SILI及以上的SIF时,应配备符合SIL要求的SIS。
(3)SIS的独立性应满足SIF的要求。
(4)在使用或产生有毒气体、甲类可燃气体或甲类、乙。类可燃液体的重大危险源生产单元、储存单元内,应按区域控制和重点控制相结合的原则,设置GDS(气体探测系统)。
(5)具有可燃气体释放源,释放时空气中可燃气体易于积聚且浓度有可能达到报警设定值的场所,应设置可燃气体探测器。具有有毒气体释放源,释放时空气中有毒气体易于积聚且浓度有可能达到报警设定值并有人员活动的场所,应设置有毒气体探测器。既属于可燃气体又属于有毒气体的单组分气体释放源存在的场所,应设置有毒气体探测器。
(6)可燃气体和有毒气体同时存在的混合释放源场所,释放时当空气中可燃气体浓度可能达到报警设定值,而有毒气体不能达到报警设定值时,应设置可燃气体探测器;释放时当空气中有毒气体可能达到报警设定值,而可燃气体浓度不能达到报警设定值时,应设置有毒气体探测器;释放时当空气中的可燃气体浓度和有毒气体浓度可能同时达到报警设定值时,应同时设置可燃气体探测器和有毒气体探测器。
(7)可燃气体和(或)有毒气体释放源周围应设置检测点:
①气体压缩机和液体泵的动密封。
②手动液体采样口和气体采样口。
③手动切水口。
④储罐区、装车和卸车区物料进出连接法兰或阀门组。
⑤其他经评估需要监测气体泄漏的场所。
(8)以下重点场所可燃和(或)有毒气体探测器的布置应符合如下规定。
①液化烃、甲。或乙、类液体等产生可燃气体的液体储罐的防火堤内;当防火堤内隔堤的高度超过气体探测器的安装高度时,隔堤分割的区域内应设气体探测器。
②对于液化烃、甲B或乙。类液体的装车和卸车设施,铁路装车和卸车站台的地面上,每个车位应设1台探测器,且探测器与装车、卸车口的水平距离不应大于10m;汽车装车和卸车鹤位与探测器的水平距离不应大于10m。
③液化烃灌装站,封闭或半敞开的灌瓶间,灌装口与探测器的水平距离不应大于
7.5m;敞开式储瓶库房沿四周每隔15~20m应设一台探测器;当四周边长总和小于15m时,应设一台探测器;缓冲罐排水口或阀组与探测器的水平距离不应大于7.5m。
④封闭或半敞开的氢气灌瓶间,应在灌装口上方的室内最高点易于滞留气体处设探测器。
⑤明火加热炉与可燃气体释放源之间应设可燃气体探测器。
⑥设在爆炸危险区域2区内的在线分析小屋,应设可燃和(或)有毒气体探测器,同时应布置氧气探测器。
第二章化工运行安全技术
⑦控制室、现场机柜室的空调新风引风口等可燃和(或)有毒气体有可能进入建筑物的地方,应设可燃和(或)有毒气体探测器。
⑧有人进入巡检操作且可能积聚比空气重的可燃气体和(或)有毒气体的工艺阀井、管沟等场所,应设可燃和(或)有毒气体探测器。
⑨释放源处于露天或敞开式厂房布置的设备区域内,可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不应大于10m;有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不应大于4m。
⑩释放源处于封闭式厂房或局部通风不良的半敞开厂房内时,可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不应大于5m;有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不应大于2m。?比空气轻的可燃气体和(或)有毒气体释放源处于封闭式厂房或局部通风不良的半敞开厂房内时,除了应在释放源上方设置探测器外,还应在厂房内最高点气体易于积聚处设置可燃和(或)有毒气体探测器。
(9)在生产过程中可能导致环境氧气浓度变化,出现欠氧、过氧的有人员活动受限空间或封闭场所,应设置氧气探测器。当相关气体释放源为可燃气体或有毒气体释放源时,氧气探测器应与相关可燃气体、有毒气体探测器一起设置。
(10)GDS应独立于BPCS和SIS。当可燃气体和(或)有毒气体探测器联锁回路具有SIL等级要求时,探测器应独立于GDS设置,探测器输出信号应送至SIS,气体探测器联锁回路配置应符合GB/T 50770的有关规定。当气体探测器不直接参与BPCS联锁、SIS联锁,也不参与消防联动时,气体探测器联锁应在GDS中设置。
(11)可燃气体探测器的测量范围和报警设定值应符合下列规定:
①点型可燃气体探测器的测量范围应为0~100LEL。
②线型可燃气体探测器的测量范围应为0~5LEL·m。
③点型可燃气体探测器的一级报警设定值应小于或等于25LEL;二级报警设定值应小于或等于50LEL。
④线型可燃气体探测器的一级报警设定值应为1 LEL·m;二级报警设定值应为2LEL·m。
(12)有毒气体探测器的测量范围和报警设定值应符合下列规定:
①有毒气体探测器的测量范围应为0~300OEL。
②当有毒气体探测器的测量范围不能满足GB 17681 6.4.3.12条a)款要求而采用IDLH时,其测量范围上限不应超过30IDLH。
③有毒气体探测器的一级报警设定值应小于或等于100OEL;二级报警设定值应小于或等于200OEL。
④当有毒气体探测器的测量范围不能满足GB 17681 6.4.3.12条a)款要求而采用IDLH时,一级报警设定值应小于或等于5IDLH;二级报警设定值应小于或等于10%IDLH。
(13)可燃气体和有毒气体的报警应按照生产单元、储存单元内的工艺单元进行报警分区。可燃气体区域报警功能和有毒气体区域报警功能应区别实现。
(14)可燃气体和有毒气体的检测报警信号应送至至少一处24h有人值守的控制室显示报警;可燃气体二级报警信号、GDS报警控制单元的故障信号应送至消防控制室。
(15)在现场有安装空间的情况下,气体探测器的布点及安装位置应符合下列规定:
①气体探测器的布点及安装位置应符合生产单元、储存单元对气体或液体蒸气泄漏的监测要求。
②气体探测器应安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰、易于检修的场所。探测器安装地点与周边工艺管道或设备之间的净空不应小于0.5m。
③检测比空气重的可燃气体或有毒气体时,气体探测器的安装高度应距地坪(或楼/框架地板)0.3~0.6m内。
④检测比空气轻的可燃气体或有毒气体时,气体探测器的安装高度应在释放源上方
0.5~2.0m内。
⑤检测比空气略重的可燃气体或有毒气体时,气体探测器的安装高度应在释放源下方0.5~1.0m内,且距地坪(或楼/框架地板)0.3m以上。
⑥检测比空气略轻的可燃气体或有毒气体时,气体探测器的安装高度应在释放源上方0.5~1.0m内。
⑦环境氧气探测器的安装高度应距地坪(或楼/框架地板)1.5~2.0m内。
(16)在现场安装的电子式仪表,防护等级不应低于GB/T 4208规定的IP65;在现场安装的气动仪表及就地仪表,防护等级不应低于IP55;在仪表井、阀门井及水池内安装的仪表,防护等级应为IP68。(八)气象监测仪
(1)危险化学品重大危险源企业每个厂区应至少配备1套气象监测设施,监测风速、风向、大气压、环境温度和环境湿度等参数,采样频次不应少于1次/h。
(2)气象监测仪应安装在距地面5~15m高处、空气清洁且流动良好、便于安装维护的非爆炸危险场所。
(3)气象参数报表中应能统计并记录当日、当月、当年各气象参数的最大值、最小值和平均值。(九)电视监视系统
(1)电视监视系统应具有与其他系统进行联网的接口,应能联动显示报警区域的图像。
(2)电视监视系统应采用独立的网络结构,容纳全部视频信号输入,支持在显示输出终端选择输入信号,并具备扩展功能。电视监视系统的视频服务器网络协议应采用TCP/IP,支持固定IP及动态IP用户联网。
(3)具有智能分析功能的电视监视系统应能识别人员侵入、值班室脱岗、初期火灾等异常,电视监视系统摄像机获取的火灾报警信息应接入火灾自动报警系统。
(4)电视监视系统应支持检索图像记录,并具有逐帧回放及防篡改功能,显示及记录的图像应附带时间、监控区域的位置信息。
(5)电视监视系统的图像信号传输延迟响应时间应小于或等于0.4s。
(6)摄像机的设置个数和位置,应根据现场的实际情况而定,摄像机应有效监视下
第二章化工运行安全技术列场所:
①压缩机、机泵、炉区等对生产操作和安全影响重大的重要设备及区域。
②易发生易燃易爆有毒有害气体、液体泄漏和火灾的部位。
③储罐顶部和储罐底部阀组区。
④重要巡检修通道、厂区及装置区进出通道、人员集中场所。摄像机的图像拾取范围、灵敏度、帧率、图像效果、视场角、环境照度等应符合SH/T3153的规定,并应满足现场安全监控的需要。
(7)带电动云台的摄像机应以监视主目标为主,同时还应兼顾周边场所,并应具有延时自动归位主目标的功能。
(8)防爆旋转云台或防爆直线云台与摄像机的连接电缆应采用内置结构;配有防爆旋转云台摄像机的解码与信号转换、避雷设备等应内置在防爆护罩或防爆云台内。(十)防雷防静电
(1)大型油气储存企业、地属多雷区或强雷区的二级以上石油库应设置雷电预警系统。注:大型油气储存企业是指单罐罐容不小于100000m3且总库容不小于1000000m3的原油库;单罐罐容不小于5000m3且总库容不小于50000m3的成品油库;单罐罐容不小于10000m3且总库容不小于100000m3的液化天然气接收站;单罐罐容不小于1000m3且总库容不小于10000m3的液化石油气储存企业。
(2)雷电预警系统不能替代雷电保护装置。
(3)雷电预警系统应具备下列基本功能:①实时监测地面雷电特征参数;②雷电临近预警;③雷电历史数据统计、查询。
(4)雷电探测模块应自带抗雷击、过电压保护措施。
(5)雷电预警过程应包含预警启动、预警持续、预警结束阶段。
(6)雷电预警提前时间不应小于10min,平均有效报警率不应低于80??
(7)土壤腐蚀严重地区或强雷区储存单元的易燃易爆介质地上储罐,应设置接地电阻在线监测系统,实时监测每座储罐的接地点接地电阻值,接地电阻值不应大于10Ω。
(8)接地电阻在线监测系统应由接地电阻检测仪、通信网络系统、监控系统及连接线缆等部分组成。
(9)给系统供电的线路在跨越不同的防雷分区时,应在首端或末端装设与被保护设备耐压水平相适应的过电压保护装置。当采用电涌保护器时,应实时监测电涌保护器及其后备保护装置的运行状态。
三、运行与检维修
(1)应建立系统台账,内容包括设备设施基本信息、运行和检维修记录等。
(2)应制定系统管理制度,内容涵盖运行、巡检、维护、检定、检维修等。
(3)系统投用前应根据标准规范、设计文件、设备使用说明书等资料编制操作规程。
(4)应对系统管理和操作人员进行培训,掌握操作技能。操作、维修、维护人员应按照规定取得相应的特种作业资格证书。
(5)不应未经审批停用危险化学品重大危险源安全监控、报警设备设施,不应破坏、停用采集设备,不应无故停电、断网、离线,或者篡改、隐瞒、销毁其相关数据、信息。
(6)系统停用与恢复、改变控制逻辑、增加删除监控参数、调整工艺参数报警阈值和联锁阈值、联锁的摘除与恢复均应执行变更管理。不应摘除或旁路系统联锁以强制维持设备或装置运行,联锁触发后应及时查明原因,并逐一消除联锁触发条件,不应强行复位。经审批后安全联锁临时摘除不应超过1个月,期间应采取有效措施确保安全。
(7)应定期对系统进行检测、检验,并进行经常性维护、保养,保证系统有效、可靠运行。维护、保养、检测应做好记录,并签字确认。
(8)查验设计文件、操作规程、系统实时参数、维修保养记录等,证实满足要求。
四、报警管理与优化
(1)应对报警进行分级管理,各级别的报警在报警声音和画面显示方面进行区分设置。
(2)应建立报警处置流程,及时响应报警,查明原因,采取措施防控风险。不应未经确认关闭报警信号。
(3)应统计分析报警数据,根据报警频率、持续时间等建立报警管理指标,查找和分析高频报警原因,优化报警管理。
(4)查验操作规程、报警分析处置记录、系统历史数据等,证实满足要求。