黃潤(rùn)滋

(廣西柳化氯堿有限公司，廣西 柳州 545600)

液氯貯槽為重大危險(xiǎn)源，每個(gè)槽能貯存幾十噸液氯，若使用、管理不當(dāng)會(huì)造成泄漏或爆炸，將給人身安全和環(huán)境帶來(lái)巨大危害。在生產(chǎn)中，要高度重視液氯貯槽。只有確保液氯的安全，企業(yè)才能正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)液氯系統(tǒng)的聯(lián)鎖，能有效預(yù)防液氯事故的發(fā)生；液氯發(fā)生泄漏后，通過(guò)自動(dòng)控制采取的補(bǔ)救措施把危害降到最低。

1 氯氣泄漏處理方法

當(dāng)發(fā)生氯氣泄漏時(shí)，可通過(guò)以下措施進(jìn)行處理。

(1)通風(fēng)：在液氯貯槽發(fā)生少量泄漏時(shí)，可以通過(guò)關(guān)閉向內(nèi)抽風(fēng)風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)向外通風(fēng)風(fēng)機(jī)，降低氯氣在空氣中的濃度，從而避免高濃度帶來(lái)的危害。

(2)關(guān)閉總閥門(mén)：關(guān)閉貯槽進(jìn)出口閥門(mén)，防止更多液氯泄漏。

(3)聲光報(bào)警：通過(guò)報(bào)警器發(fā)出的聲音和閃光警示危險(xiǎn)，提示有氯氣泄漏，盡快撤離/請(qǐng)勿靠近。

2 實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制的整體設(shè)計(jì)方案

在考慮以下因素的情況下，采用了ECS-300 DCS來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。①盡可能減少成本。在原有的DCS基礎(chǔ)上增加探頭和程序，材料少、成本低。②便于監(jiān)控。采集的信號(hào)均顯示，隨時(shí)可以了解貯槽情況。③安全穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)緊密聯(lián)鎖形成自動(dòng)控制，防護(hù)補(bǔ)救措施全、反應(yīng)速度快。④使用方便。隨時(shí)可以按工藝要求選擇投入/解除聯(lián)鎖，便于檢修等工作。

ECS-300 DCS是中控WebField系列控制系統(tǒng)之一，能實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的常規(guī)模擬儀表控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)，在ECS-300系統(tǒng)中,根據(jù)控制I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)確定控制機(jī)柜、卡件、機(jī)籠、交換機(jī)、電源繼電器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等，表1為總體I/O信息,位號(hào)總計(jì)128。

表1 總體I/O信息

2.1 氯氣泄漏時(shí)采取的聯(lián)鎖控制原理和方法步驟

在每個(gè)液氯貯槽外圍安裝多臺(tái)氯氣濃度檢測(cè)儀，并設(shè)定氯氣在空氣中體積分?jǐn)?shù)≥3×10-6時(shí)超標(biāo)報(bào)警。

當(dāng)檢測(cè)到氯氣在空氣中的濃度達(dá)到報(bào)警值時(shí)觸發(fā)聯(lián)鎖，然后采取相應(yīng)的應(yīng)急措施(關(guān)系聯(lián)鎖如圖1所示)；只要達(dá)到觸發(fā)條件，則發(fā)生以下聯(lián)鎖：①停止向內(nèi)抽風(fēng)，②有毒氣體報(bào)警儀報(bào)警，③啟動(dòng)事故風(fēng)機(jī)，④打開(kāi)噴淋閥，⑤關(guān)閉氯氣液化機(jī)組，⑥關(guān)閉貯槽輸出閥門(mén)及進(jìn)口總閥，⑦電鈴響。

圖1 聯(lián)鎖邏輯關(guān)系簡(jiǎn)圖

只要觸動(dòng)聯(lián)鎖，就會(huì)對(duì)整個(gè)運(yùn)行裝置的影響非常大，首先會(huì)跳停液氯貯槽整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，而且會(huì)大量噴水。因此，對(duì)觸發(fā)聯(lián)鎖的采集信號(hào)尤為重要，既要確保能在發(fā)生事故及時(shí)觸發(fā)聯(lián)鎖采取措施消滅隱患，又要確保不會(huì)誤報(bào)而引起系統(tǒng)跳停。為了確保聯(lián)鎖采集信號(hào)的準(zhǔn)確度，采用2臺(tái)或3臺(tái)氯氣濃度檢測(cè)儀為一組。液氯貯槽為重大危險(xiǎn)源，以2臺(tái)為一組。如果只有1臺(tái)檢測(cè)儀報(bào)警，很有可能是誤報(bào)；2臺(tái)相鄰檢測(cè)儀同時(shí)報(bào)警，要經(jīng)過(guò)確認(rèn)是否達(dá)到觸發(fā)聯(lián)鎖的程度，即確認(rèn)是否為重大危險(xiǎn)源。如果是液氯貯槽就觸發(fā)聯(lián)鎖跳停；如果在液化機(jī)組或充裝平臺(tái)，則3臺(tái)相鄰的檢測(cè)儀同時(shí)報(bào)警，才觸發(fā)聯(lián)鎖跳停。信號(hào)采集關(guān)系如下。①當(dāng)單獨(dú)的某一臺(tái)檢測(cè)儀檢測(cè)到氯氣濃度超標(biāo)時(shí)，僅報(bào)警，不作任何處理。②當(dāng)相鄰2臺(tái)檢測(cè)儀同時(shí)報(bào)警，根據(jù)安全級(jí)別觸發(fā)聯(lián)鎖。例如，當(dāng)檢測(cè)儀1與檢測(cè)儀2(見(jiàn)圖2)同時(shí)報(bào)警時(shí)，則滿足條件A(1∩2=A)，由于該處為重大危險(xiǎn)源投入了聯(lián)鎖，即觸發(fā)聯(lián)鎖跳停；消除隱患后，手動(dòng)確定停風(fēng)機(jī)。③當(dāng)相鄰3臺(tái)檢測(cè)儀發(fā)生超標(biāo)報(bào)警時(shí)，直接觸發(fā)系統(tǒng)聯(lián)鎖。例如，當(dāng)檢測(cè)儀1、2、3同時(shí)報(bào)警時(shí)，滿足條件F(1∩2∩3=F)即可觸發(fā)聯(lián)鎖跳停。

圖2 聯(lián)鎖控制介面圖

以上方案可以避免某臺(tái)檢測(cè)儀出現(xiàn)問(wèn)題誤報(bào)或氯氣少量泄漏而觸發(fā)聯(lián)鎖對(duì)正常的系統(tǒng)帶來(lái)跳停損失，也達(dá)到了真正發(fā)生氯氣泄漏事故時(shí)能夠快速準(zhǔn)確地觸發(fā)聯(lián)鎖。

2.2 液氯貯槽液位過(guò)高或過(guò)低時(shí)的聯(lián)鎖保護(hù)

2.2.1 貯槽液位過(guò)高聯(lián)鎖

如果液氯貯槽已滿，但是還繼續(xù)從液化器輸送液氯，有可能因壓力過(guò)高而導(dǎo)致貯槽發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)想。因此，在系統(tǒng)中增加聯(lián)鎖控制。

最簡(jiǎn)單直接的辦法就是貯槽快滿的時(shí)候關(guān)閉進(jìn)料閥。設(shè)計(jì)方案中，設(shè)定滿量程的80%時(shí)高報(bào)，90%時(shí)高高報(bào)。高報(bào)時(shí)，僅提醒，不動(dòng)作；當(dāng)達(dá)到高高報(bào)時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)聯(lián)鎖，關(guān)閉全部輸送閥門(mén)，保證貯槽安全。

2.2.2 貯槽液位過(guò)低聯(lián)鎖

當(dāng)貯槽液位過(guò)低時(shí)，如果不采取任何措施可能會(huì)發(fā)生液氯倒流，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。設(shè)定方案為當(dāng)液位低于10%觸動(dòng)聯(lián)鎖，關(guān)閉對(duì)應(yīng)貯槽的閥門(mén)。

2.3 DCS聯(lián)鎖程序的實(shí)現(xiàn)

為滿足維護(hù)等要求，在各個(gè)聯(lián)鎖環(huán)節(jié)都設(shè)定好聯(lián)鎖/切除按鈕。

整個(gè)組態(tài)編程包括兩部分。①有毒氣體報(bào)警儀的聯(lián)鎖控制;②液位聯(lián)鎖控制(液化機(jī)組全停,液氯HV-5505總閥關(guān),各個(gè)液氯貯槽出口閥門(mén)部分關(guān)或全關(guān),急停、復(fù)位)。部分DCS聯(lián)鎖控制組態(tài)如圖3所示。

圖3 部分DCS聯(lián)鎖控制組態(tài)圖

3 應(yīng)用效果

柳化氯堿液氯工序自2019年12月投入聯(lián)鎖控制系統(tǒng)以來(lái)，液位控制穩(wěn)定，裝置安全運(yùn)行。2020年1月6日，枊化氯堿大修期間，設(shè)備檢修人員對(duì)液氯貯槽C的出料閥進(jìn)行更換，因少部分液氯殘留在管道表面，導(dǎo)致微量氯氣外泄而觸發(fā)了聯(lián)鎖。此次事故證明該聯(lián)鎖控制的設(shè)置是成功的。