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化工本質(zhì)安全設計有關(guān)問(wèn)題探討

發(fā)布時(shí)間：

2024-05-07 09:25

一、石油化工罐區基本控制要求

      1. 溫度檢測
① 每臺儲罐均應設置溫度測量?jì)x表。溫度測量應以?xún)薇倔w液相溫度為檢測目標，不得設在其它受環(huán)境影響擾動(dòng)大的接管上，其安裝位置應能在最低液位時(shí)仍能測量液相的溫度，且便于觀(guān)察和維護；
② 浮頂罐和內浮頂罐上的溫度測量?jì)x表宜安裝在罐底以上700mm～l000mm處，固定頂罐上的溫度測量?jì)x表宜安裝在罐底以上700mm～1500mm處，罐內有加熱器時(shí)，宜取上限，無(wú)加熱器時(shí)，宜取下限。
       2. 壓力檢測
① 每臺儲罐均應設置壓力測量?jì)x表；
② 壓力（含低壓）儲罐罐頂應設置就地壓力表和遠傳壓力儀表。就地壓力表與遠傳壓力儀表不得共用一個(gè)開(kāi)口；
③ 壓力測量?jì)x表的安裝位置應保證在最高液位時(shí)仍能測量到氣相的壓力，并便于觀(guān)察和維修。
       3. 液位檢測

① 每臺儲罐均應設置液位測量?jì)x表；

② 儲罐高高、低低液位報警儀表應采用液位連續測量?jì)x表或液位開(kāi)關(guān)；

③ 儲罐就地液位測量?jì)x表不應選用玻璃板液位計；

④ 容量大于100m3的儲罐應設置遠傳液位測量?jì)x表，并設定高、低液位報警。

⑤ 儲罐高液位報警的設定高度應為儲罐的設計儲存高液位（設計儲存高液位＝液相體積達到儲罐計算容積90%時(shí)的高度—儲罐10min～15min最大進(jìn)液量折算高度）；

⑥ 儲罐低液位報警的設定高度應為從低液位報警開(kāi)始10min～15min內儲罐出口輸油泵不會(huì )發(fā)生汽蝕的液位高度；

⑦ 外浮頂儲罐和內浮頂儲罐低液位報警的設定高度（距罐底板）宜高于浮頂落底高度0.2m及以上；

⑧ 裝置原料儲罐宜單獨設置低低液位報警測量?jì)x表；

⑨ 高高液位報警設定高度不應大于液相體積達到儲罐計算容積90%時(shí)的高度；

⑩ 下列儲罐應單獨設置高高液位報警儀表：

 Ø儲存I級和II級毒性液體的儲罐；

 Ø容量≥3000m3的甲B和乙A類(lèi)可燃液體儲罐；

 Ø容量≥10000m3的其他液體儲罐。

 

二、石油化工罐區本質(zhì)安全設計

 

      1. 安全聯(lián)鎖
① 高高液位聯(lián)鎖
Ø高高液位報警時(shí)，應聯(lián)鎖關(guān)閉儲罐進(jìn)料管道上的切斷閥；
Ø當儲罐作為其它生產(chǎn)裝置或儲運設施的中間儲罐時(shí)，高高液位聯(lián)鎖時(shí)還應快速開(kāi)啟另一個(gè)同類(lèi)儲罐進(jìn)料管道上的切斷閥，避免影響上游裝置或設施的正常生產(chǎn)。
① 低低液位聯(lián)鎖
Ø低低液位報警時(shí)，應聯(lián)鎖關(guān)閉儲罐出料管道上的切斷閥并停輸油泵；
Ø當儲罐作為其它生產(chǎn)裝置或儲運設施的中間儲罐時(shí)，低低液位聯(lián)鎖時(shí)還應快速開(kāi)啟另一個(gè)同類(lèi)儲罐出料管道上的切斷閥和輸油泵，避免影響下游裝置或設施的正常生產(chǎn)。
      2. 安全防護

① 甲B、乙A類(lèi)可燃液體和有毒液體罐區內的閥門(mén)集中處和排水井處，應設可燃氣體或有毒氣體探測器，可燃氣體或有毒氣體檢測報警系統設計應符合GB/T 50493-2019有關(guān)規定；

② 儀表電纜在防火堤外敷設時(shí)可采用電纜槽盒、電纜溝或直埋，電纜溝內應充沙填實(shí)；

③ 儀表電纜在防火堤內敷設時(shí)宜采用電纜溝、直埋或全封閉耐火槽盒，電纜溝內應充沙填實(shí)。采用電纜溝或直埋敷設時(shí)，儀表電纜出地面后，宜采用帶蓋板的全封閉耐火槽盒或采取了防火措施的保護鋼管敷設至現場(chǎng)儀表；

④ 儀表電纜穿越防火堤時(shí)，應采用帶蓋板的全封閉耐火槽盒或采取了防火措施的保護鋼管從防火堤頂部跨越，或采用電纜溝或直埋方式從防火堤地面以下穿過(guò)。

 

三、重大危險源罐區本質(zhì)安全設計

 

      1. 儲存易燃氣體、毒性氣體、易燃液體和劇毒液體的一、二級重大危險源罐區，應定期開(kāi)展HAZOP分析和SIL評估，并設置獨立的氣體檢測系統(GDS)、安全儀表系統(SIS)、視頻監控系統和雷電預警系統(應急管理部的“四個(gè)系統”)。
      2. 一、二級重大危險源儲罐的壓力高報警檢測元件應獨立設置。
      3. 就地液位測量?jì)x表采用磁翻板液位計時(shí)，在寒冷及嚴寒地區應采取伴熱或保溫措施；就地液位測量?jì)x表采用雷達或伺服液位計的罐旁指示儀時(shí)，應另設一種不同類(lèi)別的遠傳液位測量?jì)x表。
      4. 一、二級重大危險源儲罐的遠傳液位測量?jì)x表應設置2套連續液位測量?jì)x表。
      5. 一、二級重大危險源儲罐的高高液位聯(lián)鎖檢測元件應獨立設置，且能在線(xiàn)校驗，可采用連續測量?jì)x表，也可采用液位開(kāi)關(guān)。高高液位聯(lián)鎖檢測元件應與另外2套連續測量?jì)x表的高高液位信號組成“三取二”聯(lián)鎖切斷儲罐進(jìn)料。
      6. 防火堤內儀表電纜（包括信號電纜和電源電纜）應采用耐火電纜，采用接線(xiàn)箱時(shí)儀表接線(xiàn)箱應安裝在防火堤外。
      7. 緊急切斷閥應設在儲罐液相進(jìn)、出口管道靠近罐本體的位置，且不得用于工藝過(guò)程控制。一、二級重大危險源儲罐緊急切斷閥的閥體應采用鍛鋼和火災安全型，并進(jìn)行100%無(wú)損檢測和100%壓力試驗，閥體泄漏等級至少應達到GB/T 13927中的D級或GB/T 4213中的V級。
      8. 緊急切斷閥應具有自動(dòng)關(guān)閉功能和手動(dòng)關(guān)閉功能。手動(dòng)關(guān)閉包括遙控手動(dòng)關(guān)閉和現場(chǎng)手動(dòng)關(guān)閉，現場(chǎng)手動(dòng)關(guān)閉的操作開(kāi)關(guān)應設置在防火堤外，且距離緊急切斷閥和泵的距離應大于15米。
      9. 緊急切斷閥可采用閘閥、球閥或三偏心蝶閥，閥門(mén)全開(kāi)或全關(guān)的額定全行程時(shí)間既要考慮儲運工藝操作需要，又不能因行程時(shí)間太短、閥門(mén)動(dòng)作太快引起管道“水擊”或震動(dòng)，造成緊急切斷閥和管道損壞或壽命縮短。氣動(dòng)和電液緊急切斷閥的額定全行程時(shí)間不宜短于lOsX閥門(mén)通徑mm/100mm，電動(dòng)緊急切斷閥的額定全行程時(shí)間不宜短于20sX閥門(mén)通徑mm/100mm。
    10.緊急切斷閥的執行機構可采用氣動(dòng)型、電液型或電動(dòng)型，并滿(mǎn)足下列要求：

① 采用彈簧復位單作用氣動(dòng)執行機構時(shí)，氣缸應加裝易熔塞。當氣缸溫度達到或超過(guò)易熔塞熔點(diǎn)時(shí)，易熔塞熔化泄放氣缸內壓力，另一側氣缸內的彈簧推動(dòng)活塞將閥門(mén)關(guān)閉；

② 采用雙作用氣動(dòng)執行機構時(shí)，應配置事故空氣罐，氣缸應加裝易熔塞。當氣缸溫度達到或超過(guò)易熔塞熔點(diǎn)時(shí)，易熔塞熔化泄放氣缸內壓力，儲氣罐內的壓縮空氣推動(dòng)另一側氣缸內的活塞將閥門(mén)關(guān)閉；

③ 電液型執行機構應采用全封閉帶蓄能器集成式液壓結構，具備閥門(mén)全開(kāi)或全關(guān)故障位置，保證閥門(mén)在火災狀態(tài)下處于安全位置；

④ 電動(dòng)型執行機構應配應急電源（如 UPS、EPS、應急發(fā)電機組等）。當工藝對切斷閥有防火保護要求時(shí)，執行機構及其附件應安裝防火保護罩。

 

四、高火災風(fēng)險區本質(zhì)安全設計

 

1. 高火災風(fēng)險區本質(zhì)安全設計有關(guān)術(shù)語(yǔ)

① 高火災可能性設備
 Ø液化烴泵；
 Ø殼程中工藝介質(zhì)為液化烴的換熱設備；
 Ø操作溫度高于自燃點(diǎn)的烴類(lèi)換熱設備或泵。
② 高火災風(fēng)險區
高火災可能性設備外壁上方7.6米及左右兩側各2米的空間。
③ 儀表主電纜
以機柜室或控制室為起點(diǎn)，以現場(chǎng)儀表或接線(xiàn)箱為終點(diǎn)的儀表電纜。
④ 儀表主電纜槽
電纜槽內儀表主電纜數量超過(guò)30根的電纜槽。
2. 高火災風(fēng)險區儀表本質(zhì)安全設計
① 高火災風(fēng)險區域內不應敷設儀表主電纜槽；
② 高火災風(fēng)險區域內安裝的現場(chǎng)儀表應通過(guò)接線(xiàn)箱與控制系統連接，儀表接線(xiàn)箱不宜安裝在高火災風(fēng)險區域內；
③ 與高火災可能性設備無(wú)關(guān)的儀表主電纜不應在高火災風(fēng)險區域內敷設，與高火災可能性設備無(wú)關(guān)的儀表分支電纜不宜在高火災風(fēng)險區域內敷設；
④ 儀表主電纜或分支電纜必須在高火災風(fēng)險區域內敷設時(shí)，應采用電纜溝或直埋方式，儀表電纜可選擇聚乙烯外護套鋼帶鎧裝電纜；
⑤ 儀表主電纜槽必須在高火災風(fēng)險區域敷設時(shí)，應采用耐火槽板或其它防火保護措施，也可采用不燃燒材料的實(shí)體隔板（如花紋鋼板）將電纜槽與高火災可能性設備隔開(kāi)。

 

五、SIS本質(zhì)安全設計有關(guān)問(wèn)題

 

1. SIS應獨立于其它控制系統（包括DCS、SCADA、CCS、GDS等）獨立設置。基本過(guò)程控制系統不應執行SIL1及以上的安全儀表功能（SIF）。

2. SIS應采用故障安全型。當SIS內部產(chǎn)生故障時(shí)，SIS應能按設計預定方式將過(guò)程轉入到安全狀態(tài)。

3. SIS可實(shí)現一個(gè)或多個(gè)SIF。當多個(gè)不同SIL等級的SIF在同一個(gè)SIS內實(shí)現時(shí)，SIS的共用部分應符合各SIF中最高SIL等級的要求。

4. SIS的安全技術(shù)要求可通過(guò)安全要求規格書(shū)（SRS）進(jìn)行表述。SRS應包括對SIS實(shí)現的所有SIF及與之相關(guān)的SIL等級要求,以及SIS的硬件要求、應用程序的安全要求等。

5. SRS應明確SIS實(shí)現的每個(gè)SIF回路或子系統的設計安全要求、功能要求、SIL等級、檢驗測試周期和測試方法等，每個(gè)SIF回路的檢驗測試周期和測試方法都應結合生產(chǎn)裝置的安全運行和檢修期確定，SIS或安全子系統的檢驗測試間隔宜與生產(chǎn)裝置的停車(chē)檢修時(shí)間間隔相同，確?？蓪?shí)施性。

6. SIS的邏輯控制器采用可編程電子系統時(shí)，應具有硬件和軟件自診斷功能（國標未提及功能安全認證和SIL證書(shū)要求，但設計時(shí)要考慮驗證的需要）。

7. SIS測量?jì)x表優(yōu)先采用模擬量，SIF回路的中間環(huán)節應盡可能少，安裝在爆炸危險區域的測量?jì)x表和執行器優(yōu)先選用隔爆型。

8. SIS測量?jì)x表不應采用現場(chǎng)總線(xiàn)或其它通信方式作為輸出信號。

9. SIS現場(chǎng)儀表、取源點(diǎn)、信號電纜和現場(chǎng)接線(xiàn)箱等，均應獨立設置，冗余測量?jì)x表和執行器的信號電纜宜分配在不同的接線(xiàn)箱。

10.SIS與其他控制系統共用設備時(shí)，SIS應具有優(yōu)先權，共用設備的回路供電應由SIS提供，其他控制系統失效或控制指令不能影響SIS的功能安全，不能降低SIF目標的SIL等級。

11.SIS中安全完整性等級為SIL2或SIL3的SIF回路，現場(chǎng)儀表應采用“三取二”或“二取二”硬件配置，模擬量輸入測量?jì)x表應設置信號偏差報警。

12.SIS緊急停車(chē)按鈕的觸點(diǎn)應采用“三取二”配置。

13. 參與“三取二”或“二取二”聯(lián)鎖的輸入/輸出信號，應分配在不同的輸入/輸出卡件上。

14. SIS輸入信號為閥門(mén)的回訊開(kāi)關(guān)時(shí)，回訊開(kāi)關(guān)宜冗余配置；SIS輸入信號為手動(dòng)開(kāi)關(guān)、按鈕或繼電器時(shí)，輸入信號應使用同一設備的多對觸點(diǎn)。

15. 每個(gè)測量?jì)x表宜設置獨立的維護旁路開(kāi)關(guān)，緊急停車(chē)信號不應設置旁路開(kāi)關(guān)，SIS輸出信號回路嚴禁設置旁路開(kāi)關(guān)。

16. SIS不應接入無(wú)線(xiàn)儀表和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，SIS不應與工廠(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò )直接相連，與SIS無(wú)關(guān)的設備或網(wǎng)絡(luò )不應接入SIS網(wǎng)絡(luò )或利用SIS網(wǎng)絡(luò )傳輸數據。

17. SIL1安全儀表功能，測量?jì)x表和控制閥宜與基本過(guò)程控制系統分開(kāi)；SIL2和SIL3安全儀表功能，測量?jì)x表和控制閥應與基本過(guò)程控制系統分開(kāi)。

18. SIS邏輯控制器(SIL1～SIL3)應與基本控制系統分開(kāi)，且冗余配置。

19. 邏輯控制器的中央處理單元、輸入單元、輸出單元、電源單元、通信單元等應為獨立的單元，應允許在線(xiàn)更換單元而不影響邏輯控制器的正常運行。

20. 安全完整性等級為SIL1的SIF回路，如果聯(lián)鎖誤動(dòng)作造成的后果嚴重程度為1級～4級，SIF回路的現場(chǎng)測量?jì)x表應采用“三取二”或“二取二”配置（模擬量測量?jì)x表應設置信號偏差報警），不得采用單點(diǎn)聯(lián)鎖（中石化單點(diǎn)聯(lián)鎖治理管理規定）。

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