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石化企业空分设备安全生产管理探讨(二)
 

3 主冷防爆
   主冷防爆由于其机理的复杂性、环节的多样性、后果的严重性成为空分设备安全生产管理的重中之重。
3.1 主冷碳氢化合物含量的控制指标
   中石化1989年制定了《关于空分设备液氧中乙炔及其他碳氢化合物控制指标的规定》,控制指标如表1所示。控制值的确定方法:①首先是根据《机械工程手册》(第二版)通用设备卷·气体分离与液化设备第11章“安全技术”1.4.1“液氧中危险杂质许可量的控制”中有关内容计算出来的某一数值,然后再根据流程及设备特点,结合实践经验加以修正确定;②定标中参考林德、日本和法国有关标准,即乙炔控制值靠近林德标准,总碳控制值靠近日本标准,单项碳氢化合物控制值靠近法国标准;③注意国内空分设备运行现状和部分生产厂的大气条件。

  该控制指标制定的原则规定,除乙炔外其它溶解度<50000×10-6以下的碳氢化合物,控制指标警戒值的计算依据为其许可含量(按溶解度的1/3~1/20)乘以安全系数。以乙烷为例,警戒值=(20000×10-6×0.5)×0.015=15×10-6
3.2 影响主冷碳氢化合物含量各过程环节的监控问题
影响主冷碳氢化合物含量的过程环节主要包括:大气、空压机出口气体、空冷塔循环水、分子筛纯化系统出口气体、增压机后冷出口气体、膨胀机出口气体、主冷操作等。
3.2.1 大气
  作为石化企业,大气中碳氢化合物含量普遍较高。若遇生产装置不正常,大量排放物料,或天气恶劣,高湿多雾,空气中的有害杂质将会成倍增加。
  (1)对大气质量每天分析1次,分析项目包括CmHn、NOx及SO2
  (2)设立风向标,随时掌握四季风向。
  (3)建立装置紧急排放联系制度,若生产装置不正常排放,通知调度,调度再通知空分设备操作员,加强对液氧的分析监测。
  (4)建立装置排放及气象台帐,有利于对碳氢化合物积聚的分析及控制。
3.2.2 空压机出口气体
  空压机如果有油烟泄漏至气侧问题,将会导致出口气体含有油烟,并且可能会在高温、高压下裂解成轻馏分,而分子筛对其又难以吸附,这些轻馏分就会进入冷箱,并积聚在内,对空分设备安全运行造成威胁。因此也应将空压机出口气体纳入监控体系进行定期检测。
3.2.3 空冷塔
   空冷塔要注意循环水水质情况,如浊度、COD、油含量和是否投加杀菌剂而产生泡沫等。浊度较高,会堵塞空冷塔筛板或填料换热通道,增大阻力;COD、油含量较高会毒化分子筛,引起主冷碳氢化合物含量超高;循环水带有泡沫,会造成出空冷塔气体带水,进入分子筛并造成淹塔事故,轻则需要停车加温,重则不能继续使用。鉴于这种情况,建议有条件的企业尽量采取闭路循环的方式,减少外界干扰。但要注意定期置换,以防水质不断变坏,形成恶性循环。
3.2.4 分子筛纯化系统
  (1)尽可能降低分子筛纯化系统入口的气体温度,以降低分子筛吸附水分负荷,提高分子筛吸附杂质的能力。
  (2)当大气条件恶化或装置紧急排放时,分子筛进行高温再生,并适当缩短运行周期, 可能降低碳氢化合物入塔量。
  (3)保证对分子筛再生的彻底性,如果分子筛再生不彻底,就会大大降低对CO2及CmHn的吸附率,形成恶性循环。
  (4)虽然分子筛净化流程对主冷的安全环境有了极大的改善,但亦经不起大气条件的恶化及长周期运行的考验,目前分子筛对CmHn的吸附效果又不是很理想。因此建议空分设备生产企业与分子筛厂家、研究设计院联合研制开发对C02、N2O,及。选择吸附性更强的专用吸附剂。
  (5)加强对分子筛纯化系统出口气体的监测,包括露点及C02、N2O和CmHn的含量,在线与离线分析相互结合。一般空分设备对分子筛纯化系统出口气体露点、CO2均配备了在线分析仪,而离线分析只有水分,没有C02。实际运行经验表明,配备C02实验室分析仪是必要的,尤其对于国产在线分析仪来讲。出口气体CO2含量的增加将直接导致主换热器阻力上升,最后被迫停车。在线分析为操作提供了运行趋势,由于其精度一般比实验室
分析仪要低,因此不能成为生产决策依据,需要通过实验室分析仪来加以验证,以确定是否需要停车,什么时候停车,为生产决策提供重要依据。
3.2.5 增压膨胀机
  (1)增压机后冷却器出口气体露点。一旦由于冷却器泄漏造成超标,主换热器阻力将会迅速上升,严重时造成主换热器内漏,因此做好出口气体露点的监控是必需的。鉴于增压机后冷却器的重要性,建议其管束材质选用不锈钢材质。
  (2)膨胀机出口气体有存在油、烟的可能性,其危害与空压机出口气体基本相同,唯一不同的是由于膨胀机出口温度较低,润滑油一旦漏人气侧便会凝固,堵塞通道。KDONAr-13000/6000/120型空分设备1999年便发生过1次此类故障。由于晃电造成空分设备停车,当时速关阀未能及时关闭,膨胀机继续运转,密封受损。再次开车,油进入气侧,通道堵塞,被迫停车清洗。
3.2.6 主冷操作
   (1)主冷应采取全浸式操作减少发生爆炸的危险性。防止烃类析出,减少发生爆炸的危险性。
   (2)保持至少1%的液氧排放量,使主冷液氧始终保持部分更新,将碳氢化合物的积聚消灭在萌芽之中。实际运行经验表明,主冷连续排放液氧,可以极大降低主冷积聚碳氢化合物的危险性,比间歇一次性大量排放效果要好得多。
   (3)主冷碳氢化合物含量一旦超标,应在主冷液面允许的情况下加大液氧排放量,视碳氢化合物含量情况,低时人罐,高时放空。
  
(4)考虑增设液氧吸附器,液氧通过吸附器使部分积聚的碳氢化合物得以吸附净化,减少爆炸的可能性。
4 安全管理体系
  现介绍几种在石油石化行业普遍采用的安全管理体系或方法。
  (1)HSE管理体系。HSE管理体系是石油、石化行业普遍推行的安全管理体系,其全称为安全、环境与健康管理体系。HSE管理体系是一种事前进行风险分析,确定自身活动可能发生的危害和后果,从而采取有效的防范手段和控制措施防止其发生,以便减少可能引起的人员伤害、财产损失和环境污染的有效管理方式。无论是施工还是操作,事先都要从物的不安全状态、人的不安全行为、管理缺陷等几方面对可能产生的安全、健康、环境危害进行识别,据此采取有效的措施,来降低风险度,防患于未然。
  (2)危险点源管理。根据国家危险化学品管理规定的要求,确定空分设备界区内几处比较危险的区域(如氧压机、液体贮槽、冷箱等)作为危险点源来进行管理,悬挂危险点源标识牌,确定重点检查内容及参数,每周组织管理人员进行联合检查,对存在的问题立即提出整改意见,使危险点源始终处于重点监控状态下。(3)关键设备特维机组管理。根据流程及生产上的特点,确定比较重要的动设备作为特维机组进行机、电、仪、管、操五位一体的特护管理,各专业每天根据制定的巡检内容进行巡检挂牌,发现问题及时处理,每周对运行情况进行总结、会诊,掌握关键机组的运行状态及趋势,据此采取必要措施来避免事故或延长机组运行周期。实践证明,该管
理模式起到了较好的效果。
5 结束语
  空分设备安全生产管理任重而道远,需要不断地摸索、总结,借鉴同行业成功经验,吸收运用新产品、新技术、新理念。本文只是对空分设备安全生产管理相关问题进行了粗略探讨,仅供参考。

 
(发布日期:2007/2/28)
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