800、1000m3液氨球罐安全标准化控制系统技术改造

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摘要：本文简介了液氨仓库的工艺，液氨的的理化性质和危险性，液氨球罐的危险性和 液氨的存储安全要求，从特殊的生产工艺和设备的安全运行出发，应用了相应的控制方案，满足了工艺的需要，应用较为成功。

关键词：液氨、液氨球罐 危险性 联锁控制系统

中图分类号：X9-65

一、引言

液氨是解化工艺生产主要成品，液氨球罐是液氨成品存放的设备。 液氨又称为无水氨，是一种无色液体。具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。氨气是一种无色透明而具有刺激性气味的气体，气氨加压到0.7―0.8MPa时就变成液氨，同时放出大量的热，相反液态氨蒸发时要吸收大量的热，所以氨可作致冷剂，接触液氨可引起严重冻伤。危险性类别：第2、3类有毒气体，8类腐蚀品。火灾爆炸危险性类别为乙类。与氟、氯等能发生剧烈反应。氨与空气混合到一定比例时，遇明火能引起爆炸，其爆炸极限为15.5～25%。氨具有较高的体积膨胀系数如：满量充装液氨的钢瓶，在0―60℃范围内，液氨温度每升高1℃，其压力升高约1.32―1.80MPa，因而液氨气瓶超装极易发生爆炸。因此，液氨的存储有严格安全要求，氨区应设置相应安全标志，修建围墙或围栏将氨区隔离，禁止非专业人员随意进出。球罐之间的防火间距宜0.5-1.0倍球罐直径。氨区应设置氨泄露检测仪及防晒、冷却水喷淋降温装置或良好的绝热保温措施。液氨储罐周围设置防火堤等。

二、671工艺和仪表控制系统改造前简介

2.1 工艺简介

671工号是煤气站、氨水精馏回收和液氨贮存仓库三个工艺控制在一起，煤气站装置主要是接收670工号吹除气和671工号贮罐气（驰放气），回收其中的氨和气体作生活煤气使用，并负责回收氨水的销售，送电站、蒸氨、两洗、681、瑞气、801、尿素使用。氨水精馏回收装置是将洗涤生活煤气产生的浓度为（22～25）%的氨水以及中空岗位产生的浓度为8%的氨水，通过用中压蒸汽加热使氨水中的氨析出，氨水进入精馏塔精馏，得到99.8%的气氨，再用循环水冷却，将气氨冷凝成液氨。蒸氨后的稀氨水，经两级换热并经水冷器冷却降温后，送至吸氨塔循环或软水槽使用。得到的液氨，经孔板流量计计量后送至7#液氨球罐贮存。液氨仓库装置接收前段生产合成来的成品液氨，经计量槽，驰放惰性气体后，通过流量计计量、调节阀控制计量槽液位并送入液氨球罐中安全贮存，合理供应各需用单位，每小时结算收支量，提高氨纯度，回收贮罐气。

2.2 仪表控制系统简介

仪表控制系统是常规盘装仪表控制系统，接线乱，主要是电动Ⅲ仪表和智能控制仪表，盘装仪表多，控制简单，故障率高，控制方式老化，控制方式修改机动性差，与现代化管理的要求不相符。

三、自动化仪表控制系统的改造

为了实现生产最优化控制，降低仪表故障率，实现生产过程集中监视、操作和管理。2009年底对该控制系统进行改进，在KT DCS集散控制系统上进行扩容，增设一个控制站、两台操作站，将671、煤气站工号控制参数全部引入DCS控制系统进行控制，液氨球罐所有温度、压力、液位等工艺参数都引入主控制室DCS系统进行控制监控报警，该改造工作完工投入使用。主控制室内设有工业电视监控硬盘录像系统，球罐出入口液氨管用双阀现场手动控制，在气相上设安全阀，另配备有防渗围堰、应急泵、两侧分别配备消防栓、远程控制喷淋水、、工业电视摄像头、避雷针等安全设施。

四、存在的问题及解决方法

4.1 存在的问题

该次改造自动控制系统不完善，存在安全隐患。在控制方案中，液氨球罐出入口阀没有自动远程控制和紧急切断阀，没有紧急联锁控制装置，由于液氨球罐收支出入口阀门是现场手动控制，自动化程度低，一旦发生事故时要紧急关断出入口阀门，需操作人员到现场进行关断，时间严重滞后，如果发生泄漏，还会危及到操作人员的人身安全，如果情况紧急处理不及时，还可能造成更大安全的事故。800、1000 m3液氨球罐控制存在很大的安全隐患。

4.2 解决方法

800、1000 m3液氨球罐安全自动化控制解决方案是在原有控制方案的基础上，增设液氨球罐安全联锁控制装置，增设出、入口紧急切断阀。安全联锁控制装置设计是采用球罐液位检测信号来自动控制球罐收支，当液位大于80%时，入口阀自动关断，球罐停止进液；当液位低于20%时，出口阀自动关断，球罐停止出液；同时可远程手动控制出、入口的开关； 增设紧急停车按钮，当工艺发生异常需要紧急停车时，按下紧急停车按钮，800、1000 m3液氨球罐的所有入口、出口切断阀全部关断。

经过DCS控制系统程序组态，现场新增切断阀和控制系统安装、接线，调试合格，液氨球罐安全联锁装置联动调试合格，交付工艺使用，投入运行。

五、结束语

800、1000 m3液氨球罐安全自动化控制装置改造后，于2010年低投入运行，在使用中大大的减轻了操作人员的劳动强度，实现了液氨球罐收支的远程自动控制，在使用的过程中，当液氨球罐温度、压力，超过控制值时，能及时的发出声光报警，提醒操作人员注意，及时操作控制，出现液位高或低时，能紧急关断球罐的入口或出口阀，保证了球罐的安全。800、1000 m3液氨球罐安全自动化控制装置自投入运行，已安全运行至今。

参 考 文 献：

[1] 乐嘉谦 、王立奉 《化工仪表维修工》 . 北京 ：化学工业出版社 ，2004.

[2] 陈飞燕、陈秀环、付广跃《WebField ECS-100教程》浙江中控计算股份有限公司，2009