劉小新，劉力魁，劉洋(恒力石化(大連)有限公司，遼寧 大連 116317)

0 引言

化工裝置不同于普通的裝置設備，其設計要求高，制約因素多，設計制造過程復雜，在進行設計、生產、操作的具體過程中都需要重視，綜合分析各方面影響因素。一般情況下，化工設備有較多的影響因素，包括前期設計制造問題和人員操作不當等，這些安全隱患因素在一定條件下都會導致化工裝置在運行生產過程中出現各種安全問題。對此，設計人員應高度重視，強化設計理念，在進行化工設計時需要綜合分析考量裝置在應用過程中的基本要求和工藝過程中的重要參數，制定科學的設計方案和對策，確保裝置性能良好，滿足相關要求。

1 化工裝置設計、運行中的安全問題

1.1 化工裝置物料問題

在化工裝置設計中需要用到大量的物料和設備，對此需要加強對物料和設備的管理?；の锪媳旧砭途哂幸欢ǖ囊兹夹浴⒁妆?、有毒性等危險特性，在設計和生產、應用的過程中容易出現各類安全問題，需要重視物料的存放環(huán)境和運輸條件。在具體進行化工裝置物料管理時會存在以下安全問題，如發(fā)生有毒有害氣體泄漏會造成嚴重的后果，尤其是對二甲苯、氫氣等涉及“兩重點一重大”的危險化學品，因具有特殊的化學性質，在特定的環(huán)境溫度和濕度影響下極易發(fā)生各種變化，或者直接和空氣接觸發(fā)生反應，產生有毒有害氣體。這些氣體如泄漏會對人體及周邊環(huán)境造成較大的影響，并產生一系列社會影響[1]。故需要慎重選擇專門的存儲方法和地點，更需要在平時加強科學管理與管控。

1.2 化工設備管理問題

在化工裝置中會涉及很多的動靜設備，這些設備管理和控制的好壞直接關系著化工裝置的穩(wěn)定、安全、高效運行。在化工裝置在正常運行中也會發(fā)生一些變化，故需實時監(jiān)控和強化對化工設備的管控。每一個化學反應都有一定的反應條件、環(huán)境要求，如果設備管理不到位會導致化學反應條件發(fā)生突變，無法生產出預期的化學反應物，意外條件發(fā)生時會出現具備危害性的化學反應。對此在具體設計時需要制定防范對策，設備運行時要加強控制，做好預防性檢測與維護工作，消除安全隱患，避免安全事故的發(fā)生。

1.3 化工線路問題

在化工裝置中需要配合用到大量的線路，包括提供電源的電力線路和操作設備的控制、信號電路，氣動裝置用的配氣氣路等。這些線路的走向直接關系著裝置的設計，關系著化工裝置控制性能和設備質量的好壞，不同的化工線路對于裝置有不同的要求，在當前化工裝置線路中存在的安全問題主要有：化工線路方案設計存在偏差，影響化學反應條件，導致化學反應過程無法有效控制，容易出現裝置操作失誤的問題，最終引發(fā)設備故障；在線路設計中會出現各種問題，線路易破損，無法滿足安全生產要求。其主要原因是設計人員沒有科學分析線路的特點，沒有進行科學設計。

1.4 化工管道問題

在化工裝置的運行需要多重專用管道，包括高壓蒸汽、生產用水的輸送管道，用于生產原料、半成品、催化劑、添加劑及產品輸送的化學品專用管線等。高壓蒸汽和化學品的輸送均具有一定危害性，輸送技術要求高、難度大、危險性大。如果管道出現各種跑冒滴漏的問題，會導致管道內部的各種物料產品擴散到外部環(huán)境中，最終導致出現各種安全事故，需要在設計時特別注意。一般情況下，化工生產用管道在企業(yè)內呈平行并列和彎曲形狀使用，在管道彎頭連接處、法蘭連接處都是容易發(fā)生各種安全隱患的薄弱處，對此需要格外重視[2]。

1.5 其他危險因素

化工裝置類型多，危險隱患也較多。當前化工裝置中的危險因素主要包括：第一，中毒危險。化工原材料具有一定的毒性和危害性，如果長期接觸對人體產生較大的危害性；第二，火災及爆炸危險。火災及爆炸會造成企業(yè)重大損失、人員傷亡，是危害化工生產的重要災害性風險；第三，化學反應危險；第四，負壓及超高壓操作風險；第五，高溫操作風險；第六，低溫操作風險；第七，腐蝕風險；第八，泄漏風險。

2 化工裝置設計、運行中對安全問題的控制措施

2.1 加強裝置設計技術管理

裝置科學合理設計，是裝置安全運行的第一保障，故首先要做到。(1)做好日常設計技術管理，優(yōu)化設計流程，制定設計方案和設計規(guī)范要求，制定崗位操作規(guī)程，編制工藝卡片，整理技術文件；(2)加強現場紀律的檢查，制定考核方案，對紀律執(zhí)行進行檢查，加強對生產崗位基礎資料的管理，做好崗位操作數據的記錄，編寫交接班日記、做好技術臺賬，加強相關工藝技術資料的管理；(3)組織技術分析，編制設計日報周報月報季報等報表，加強組織技術的測試、裝置工藝的標定；(4)做好技術分析和技術難題處理，發(fā)現問題，制定對策，確保生產裝置和儲運系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行；(5)對比和分析、采集國內外技術設計資料、技術發(fā)展資料，根據化工企業(yè)實際情況，推廣、應用最新的技術、材料；(6)設計者學習、研究、借鑒國內外先進的工藝技術管理經驗、方法等，采用現代化的方法和手段，通過信息資源的共享和利用，提高技術操作和管理水平；(7)定期組織開展技術例會、設計大會，分析技術管理過程中的各種弊端問題，動員設計人員交流、分享、學習技術管理經驗，滿足技術管理基本要求[4]。

2.2 加強裝置條件分析

為了確?；ぱb置運行條件符合設計要求，保障充足，需要做好以下幾方面工作：(1)在化工裝置生產運行和工序投料過程中都需要使用外供物料，需加強對外供物料的檢查，在下游裝置和后期工序預處理時禁止采用未進行安全認證的相似物料和替代料；(2)對后期裝置設備安裝進度需要提前，確保其安裝時間充足，便于和此工序產出物料存儲處理系統(tǒng)保持一致；(3)可將試車計劃網絡中的關鍵線路供需工序引入到一般線路中，以此提高試車效率，縮短時間；(4)加強對新裝置的外觀分析，加強缺陷分析，對裝置設計、生產、安裝、調試、操作各個環(huán)節(jié)中的問題及時解決，將隱患排查并消除在化工投料之前；(5)加強對操作人員的崗前培訓和測試，并控制化工投料、安全生產時間，減少化工投料過程中的原料和燃料的消耗，提高安全和經濟性保障[3]。

2.3 明確化工裝置生產開、停車的條件

設備開、停車是設備運行狀態(tài)的重大轉變，容易造成意外和事故出現。為此需特別注意以下幾點：(1)根據企業(yè)領導者和管理者的要求、日常生產方案下達指令，執(zhí)行命令；(2)處理好上游裝置和下游裝置與系統(tǒng)之間的位置關系、作用關系；(3)確保裝置內蒸汽、氮氣、空氣、循環(huán)水等介質的使用平衡和消耗平衡；(4)分析裝置的特點和性能，定期對設備進行檢修，制定檢維修管理制度；(5)科學分析事故發(fā)生率，在危險狀態(tài)下需要做好安全預警和應急指揮處理；(6)加強信息反饋和傳遞；(7)科學安裝裝置，有效發(fā)揮裝置的作用和功能；(8)制定降本增效方法措施；(9)連接裝置開停車網絡；(10)確保蒸汽、瓦斯、氮氣的平衡；(11)制定裝置用汽消耗指標；(12)明確開停車流程；(13)安排污水處理；(14)及時識別和分析裝置開停車過程中的危險因素和環(huán)境變化因素。

2.4 及時處理化工裝置日常生產停車問題

日常生產停車是指在化工裝置在試車過程中，因為裝置檢修、預見公共工程供應可能不正常、工序發(fā)生變化等問題引起的主動停車和意外停車，對于該問題的處理需要采取以下幾點方法：

(1)編制停車方案，加強對停車操作人員的培訓和管理，確保每一個人都了解方案；

(2)加強對停車操作票證、工藝操作票證等檢查和落實，及時下發(fā)到相應的崗位中；

(3)準備好停車用具、勞動防護用品、專用停車工具、對講機等通信工具、安全防護服等；

(4)編制停車后的衛(wèi)生清潔方案，繪制停車閥位圖；

(5)編制停車記錄表。

2.5 做好化工裝置平面布置設計

明確布置設計任務，主要對廠房平面圖和立體圖進行設計，明確設計要求，生產設備選擇要求、電氣儀表設施等安裝要求，滿足生產流程要求，在平面上和空間上進行組合、配置，確保布局良好合規(guī)，滿足生產工藝、操作、維修、安裝要求，以此保證經濟效益目標的實現，并縮減空間范圍。對車間廠房布置設計，具體包括車間工段、設施、車間場地范圍的平面布置；對車間設備布置設計，具體包括生產設備、電氣儀表設施的布置。在具體進行車間布置設計時需要做好以下幾點工作：

(1)繪制廠區(qū)總平面布置圖；

(2)把握各裝置之間的作用關系，把握輔助車間、生活設施、車間和外道路、鐵路、碼頭、輸電、消防之間的關系，并把握車間防火、防雷、防爆、防毒、衛(wèi)生等設計要求和國家標準、行業(yè)規(guī)范；

(3)了解車間裝置生產工藝，繪制管道圖和儀表流程圖，了解相關裝置數據信息，原材料和成品、半成品數據信息、運輸要求、存儲要求等；

(4)了解車間各種設備的特點和要求，后期安裝、維修、檢查、使用、操作需要的時間和空間、位置等。比如人們可以根據設備操作和設計要求選擇設備裝置是否需要進行露天安裝、是否需要定期檢修、是否需要更換；

(5)了解車間裝置操作的配電、儀表控制和辦公、生產、生活設施之間的關系；

(6)了解車間設備表和車間成員表[5]。

2.6 確保裝置運行符合安全要求

(1)減少投進物料數量。為了更好地在化學反應過程中精準控制反應速率，提高反應轉化率，需要控制和調節(jié)化學反應需要的時間，以此減少各種副產物的產生，確?；どa的安全和穩(wěn)定。

(2)在化學反應中，反應設備本身的安全與反應過程的控制有著直接的關系，如果在化學反應中發(fā)生了各種超溫、超壓的問題會導致設備出現故障問題，導致安全事件、事故的發(fā)生。故在化學反應中需要及時調整反應參數信息，避免反應裝置出現各種超溫、超壓的問題。

(3)及時合規(guī)處理三廢。在化學反應過程中會產生大量的副產品和廢棄物，這些物料的科學處置和利用直接關系著化工企業(yè)生產效益的提升。同時一些廢物不僅不具備在生產價值，還具備危害性，對環(huán)境會產生污染且和環(huán)境發(fā)生作用后也會產生危害性。對此，在化工裝置設計的過程中人們還需要處理好廢棄物的排放和利用問題，需要根據相關指標在處理后進行規(guī)范排放，在保護現場環(huán)境的同時也可以確?，F場化工裝置設計的安全與可靠。

(4)確保裝置的安全和穩(wěn)定?；ぱb置設計的目的是保證化工設備的安全，在設備操作中會涉及很多的工藝流程，需要保證設備的安全。很多化工裝置在制造的過程要針對性地選擇具備防腐性能、抗氧化性能的材料，確保設備的安全與可靠。

(5)根據化工設備操作要求，優(yōu)化設計結構，對于設備的型號、安全等級、參數等信息加強控制，根據相關規(guī)范要求設計，保證設備質量符合要求[6]。

2.7 明確安裝設計順序

在化工裝置設計制造完成后，需要進行設備安裝。在具體安裝時需要遵循化工裝置生產線設計原則，綜合分析各種設備之間銜接的可靠性、可操作性，一般先需要安裝操作要求高、安裝難度大、設備規(guī)模大的設備，后安裝操作要求低、難度小、設備規(guī)模小的設備，便于為大型設備預留充足的吊裝操作空間[7]。

2.8 加強對安裝焊接質量的控制

化工設備焊接質量不但直接關系著化工設備制造質量，也直接關系到設備的安裝與設備后期的運行安全。為了打造化工設備精品，避免發(fā)生生產安全事故，需在設備制造和安裝全過程和全周期加強對焊接工藝質量進行專門的監(jiān)控。在具體進行產品焊接的過程中需要嚴格根據相關工序進行，加強環(huán)節(jié)控制，做好質量測試工作，通過層層控制及時消除焊接隱患。在此過程中要通過自檢、互檢、專檢的多重檢測對焊接質量進行科學鑒定、識別和分析。在檢驗完成進行產品安裝時也需要制定可靠的方案，根據安裝焊接工藝方案制定工藝操作的細節(jié)要求，進行焊接安裝，確保降低焊接風險，焊接操作符合工藝要求，確保焊接安裝的質量。

2.9 科學制定化工裝置運行安全技術要求

化工裝置操作、試行流程復雜，涉及危險因素多，工藝參數選擇要求高、高溫高溫、過程控制難度大、安全隱患大、控制要點多，對此在化工裝置設計完成后，在正式開車運行前，需要加強對化工裝置的檢查，對化工生產裝置進行安全測試和驗收，以此確保化工生產裝置各方面都符合化工生產安全運行條件。通過安全測試后，才可確保設備具備安全、規(guī)范運行的質量條件。具體可以從以下幾個方面進行：

(1)在具體測試和運行裝置時需要明確安全檢查基本內容和要求，了解試壓測試應用方法、化工設備相關知識和化工生產專項技能要求；

(2)了解化工裝置試運行方法和內容，了解化工投料運行的要求，了解化工裝置安全生命周期管理和驗收要求；

(3)學習試壓測試技能，進行設備單機測試、化工單元操作運行測試、系統(tǒng)聯(lián)動試車；

(4)編寫化工裝置操作規(guī)程、安全規(guī)程、制作生產運行方案，確定化工裝置現場管理細則。

2.10 加強設備安全檢查

裝置開車前也需要對設計效果，試行情況進行檢查，確?；ぱb置符合安全生產和操作要求，一般需要檢查以下幾方面工作：

(1)檢查設計詳圖、安裝記錄、產品質量控制等資料的完整性、及時性；

(2)檢查安裝和試運行完成情況。檢查裝置是否全部安裝施工完成，施工現場是否存在安全隱患，廢棄物是否清理完成；

(3)根據設計要求對施工進行預檢查，根據安全運行要求設計安全預檢查表，規(guī)范性的開展檢查工作；

(4)提高試車檢驗裝置檢修的可靠性。試車的目的是對檢修后的設備功能和性能進行再測試，當前試車常用的方法包括單體試車、分段試車、聯(lián)動試車[8]。

3 結語

綜上所述，在化工裝置設計的過程中會遇到多種安全問題，故此在進行裝置設計時需要提高重視，要準確把握產品生產特點和要求，做好相關設計；從整體出發(fā)，重視各個設備操作過程中的危害性，制定防范措施，及時處理隱患，降低安全事件、事故的發(fā)生率；在選擇不同的反應裝置和化工路線時也需要加強重視，制定科學的設計方案，提高設備的安全性能，為化工生產的安全、穩(wěn)定進行奠定基礎。