一直以來(lái),化工項(xiàng)目的罐區(qū)一般根據(jù)石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),而此規(guī)范,并沒(méi)有要求設(shè)置安全儀表系統(tǒng)。但是化工項(xiàng)目的罐區(qū)不同于一般的石油庫(kù)或者儲(chǔ)備庫(kù),它的特點(diǎn)是:?jiǎn)喂薰奕菪?、介質(zhì)種類(lèi)復(fù)雜、毒害介質(zhì)多。由于儲(chǔ)罐容量一般較小,儲(chǔ)罐的儀表設(shè)置都比較簡(jiǎn)單,介質(zhì)本身的危險(xiǎn)性往往被忽視。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,充分考慮了介質(zhì)的危險(xiǎn)性并兼顧投資要求,對(duì)于屬于重大危險(xiǎn)源介質(zhì)的儲(chǔ)罐設(shè)置了獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS),用于防冒罐的高高液位聯(lián)鎖控制。
1、設(shè)置SIS 系統(tǒng)的必要性
化工項(xiàng)目罐區(qū)的介質(zhì)種類(lèi)復(fù)雜,可燃毒害介質(zhì)多,發(fā)生事故后危害巨大。罐區(qū)一旦發(fā)生事故,將會(huì)對(duì)上下游的工藝都產(chǎn)生影響,連帶著相關(guān)裝置都需要停產(chǎn),損失不小。
減少罐區(qū)的安全事故可以更好的保證工廠的正常生產(chǎn),提高效益。不因節(jié)省初次投入而增大事故風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)行化工項(xiàng)目配套的罐區(qū)大多采用分散控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行操作控制及連鎖。DCS 系統(tǒng)具有控制功能完善多樣、易操作、易擴(kuò)展及維護(hù)方便等特點(diǎn),但是并不適用于安全控制。對(duì)于化工項(xiàng)目罐區(qū)要比一般油庫(kù)操作更加頻繁,誤操作的概率就更大。這時(shí)采用一套安全性更高的、容錯(cuò)能力強(qiáng)、具有故障自診斷功能、順序事件記錄功能(SOE)的安全儀表系統(tǒng)(SIS)就十分必要了。
2011 年8 月5 日,國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布第40 號(hào)令,要求“涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級(jí)或者二級(jí)重大危險(xiǎn)源,配備獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS)”。
2 確定SIS 系統(tǒng)的設(shè)置原則
2.1 對(duì)儲(chǔ)罐及介質(zhì)分類(lèi)
本項(xiàng)目共有儲(chǔ)罐55 座,儲(chǔ)罐規(guī)格從2 萬(wàn)立到200 立大小不等,其中球形儲(chǔ)罐24 座,立式圓筒形儲(chǔ)罐31 座。主要介質(zhì)涉及甲醇、乙烯、丙烯、丙烷、丁烯、己烷、剩余碳四、剩余碳五MTBE、正丁醇、異丁醇、2- 丙基庚醇、雜醇油、堿液等20 余種。
2.2 對(duì)于重大危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)
根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》(GB18218-2009),重大危險(xiǎn)源的辨識(shí)依據(jù)是物質(zhì)的危險(xiǎn)性及其數(shù)量[3] 。單元內(nèi)存在的危險(xiǎn)物質(zhì)為多品種時(shí),則按(1)式計(jì)算,若滿足式a,則定為重大危險(xiǎn)源:
式中:
q1,q2,…,qn —每種危險(xiǎn)化學(xué)品實(shí)際存在量,t;
Q1,Q2,…,Qn —與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對(duì)應(yīng)的臨界量,t。
罐區(qū)分析結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源構(gòu)成
2.3 確定各種介質(zhì)的重大危險(xiǎn)源分級(jí)
根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局第40 號(hào))的要求,對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行分級(jí) [2] 。
式中:
q1,q2,…,qn —每種危險(xiǎn)化學(xué)品實(shí)際存在(在線)量(單位:噸);
Q1,Q2,…,Qn —與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對(duì)應(yīng)的臨界量(單位:噸);
β1,β2…,βn— 與各危險(xiǎn)化學(xué)品相對(duì)應(yīng)的校正系數(shù);
α— 該危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源廠區(qū)外暴露人員的校正
系數(shù),本項(xiàng)目區(qū)外1000m 范圍內(nèi)無(wú)常住人口,故取0.5。
對(duì)本項(xiàng)目危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的分級(jí)情況見(jiàn)表2。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果及下表確定罐區(qū)構(gòu)成一級(jí)重大危險(xiǎn)源,其中涉及的介質(zhì)有甲醇、甲醇水等16 種介質(zhì)。對(duì)于儲(chǔ)存這些介質(zhì)的儲(chǔ)罐安全聯(lián)鎖設(shè)置獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS)。
3、儲(chǔ)罐儀表的設(shè)置
一般儲(chǔ)罐儀表的設(shè)置應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟、可選擇范圍廣、維護(hù)及校驗(yàn)方便、免維護(hù)或售后服務(wù)優(yōu)良等方面。結(jié)合介質(zhì)特性項(xiàng)目的投資情況、全項(xiàng)目的自動(dòng)化水平等綜合考慮。
本項(xiàng)目首先通過(guò)進(jìn)行危險(xiǎn)與可操作性(HAZOP)分析結(jié)果,確定各罐組的SIL 等級(jí),根據(jù)SIL 分級(jí)確定儲(chǔ)罐儀表的設(shè)置。以1 臺(tái)SIL1 級(jí)的乙烯儲(chǔ)罐為例, 見(jiàn)圖1。
