化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁的相关探讨

王忠

摘 要：随着时代的进步，企业的发展也十分迅速。化工企业在生产的过程中，经常会遇到很多不稳定的材料以及使用工艺，对整体工作来说是非常不利的，会使安全事故的发生概率直线提升，因此化工企业中危险工艺自动化技术已经成为企业的主要研究方向。

关键词：化工企业;危险工艺;自动化控制;安全联锁

引言

为使化工生产装置及危险化学品的生产、使用等各方面的本质安全性能得到一个提升，让风险得到一定的降低，一些在生产过程中涉及危险工艺的化工企业需要在相关部门的监管下对不满足安全要求的化工生产过程进行自动化控制的改造和安全联锁的改造，如此才能够让生产过程变得更加安全可靠。目前，我国化工企业在生产过程方面需要用到很多危险工艺，这些企业对于整个生产过程的自动化控制及联锁的应用程度有所区别，很多生产装置的自动化水平达不到应有的安全标准，而且有些装置缺少紧急停车的自动联锁系统，以上都说明这些装置需要进行自动化控制和安全联锁的改造工作。

1自动化控制以及安全联锁方式

1.1可编程序控制器

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

1.2DCS集散控制系统

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

1.3ESD紧急停车系统

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

2自动化控制的实际应用

2.1化学反应器中的应用

化学反应器在化工企业中属于存有较高危险隐患的装置部分，其所采用的工艺有着严格的温度、液位、流量等要求，在化学反应器中其各个单元在实际的运作中有着较为复杂的工艺特点，在此情况下必须要采用相应的报警装置及安全联锁装置来对其进行防护，而自动化控制技术的应用主要有以下几个方面。第一，对化学反应器的流量进行控制，在化工企业的生产中其化学材料的配比有着严格的要求，在此情况下则需要对反应液的流量进行严格控制来防止其出现安全隐患，采用自动化控制则可以通过计算机技术及控制技术来对其进行科学的控制，使其流量控制标准化程度提高，避免出现人为操作失误;第二，对化学反应器的温度进行控制，通过自动化控制技术可以实现对反应器温度进行自動调节的目的，当温度与标准要求不符时自动化控制系统则会进行紧急切断，防止安全事故的发生。

2.2聚合反应器中的应用

在聚合反应器中选择自动化控制系统，其目的是加强对压力调节的自动化控制，包括实时监测反应器的压力状态和参数设置，使反应器保持稳定的运行状态。同时，若在生产过程中出现超压问题，自动化控制技术可自动、及时地采取相应措施，例如基于安全联锁机制关闭其进料口，并且能及时自动地加入聚和反应终止剂，暂停生产运作并通过其他系统关联进行泄压，自动开启冷却降温功能、同时实现安全卸放功能的自动化控制，物料泄放出来之后能够实现安全回收。

2.3蒸馏塔中的应用

在混合液的分离提纯工艺中，所涉及的技术主要为蒸馏技术。通过自动化控制实现对蒸馏塔系统的调节参数和被调节参数的监测和报警，及时提醒或中止因参数缺少或过量引起的蒸馏异常，保证蒸馏质量和安全施工。

2.4换热器中的应用

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

2.5危险物料储罐

在对危险物料的储存设备进行设计时，应严格控制其液位、压力和温度等各项指标，在任何一个指标超出限值时及时做出提示并中止工作。对这些设备进行安全措施保障的设置，例如在储罐顶部设置氮封装置、喷淋水等降温装置，用以防出现泄露或高温高压等危险状况;通过在设备隔堤内设置可燃或有毒气体报警检测器，实时监测周围超标的易燃或和有毒气体。另外，在工作场所还要配置一定量的灭火设备，实现一定的防火灭火能力。

3安全联锁的改造

3.1对危险工艺风险因素进行分析

第一，需要对化工企业生产中所应用的各类原料及产品的性质进行分析，以此来判断这些在生产中所需应用的材料的化学及物理性质，并分析其所带来的危险程度，利用其危险系数作为依据来进行安全联锁改造;第二，对化工企业生产中所应用的危险工艺风险系数进行分析，其主要是对化工生产中所涉及的流程、步骤存在的危险性进行分析，确认工艺过程中有几步化学反应及主要危险;第三，对反应器、储罐等主要危险设备的新旧程度、生产、储存装置的现有状态进行分析。

3.2制定安装安全联锁改造方案

第一，采用PLC可编程序控制器、DCS集散控制系统和ESD紧急停车系统，要与软件公司合作;依据工艺流程，工艺控制点及工艺控制参数等确定自动控制及安全联锁控制点。第二，采用安全仪表系统（SIS）系统，依据工艺控制点、工艺控制参数。主要设备等确定安全联锁控制点。第三，易燃物体储罐安全控制，根据储罐内介质及储存量确定安全联锁控制及安全设施位置和数量。第四，自动控制及安全联锁装置的安装、调试，必须由具备能力有资质的单位承担，企业应当选派人员参与安装调试工作，培养自己的技术人才。

结语

综上所述，化工企业在一些不满足安全要求的危险工艺装置中安装自动化控制和安全联锁系统，可以让事故发生率及其造成的危害程度得到有效的控制，进而可以让一些重大的人身伤害事故得到有效的避免，还能够为企业带来更高的经济利益，所以为了让工艺参数得到稳定，让生产产品的质量得到保证，同时还能够减轻工作人员的劳动强度，一定要去落实自动化控制和安全联锁改造的工作，让安全生产落实到生产过程的每一步。

参考文献

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