浅析液氨罐区安全监控仪表设置

摘 要：简述了液氨的特性及危害性，氨罐区安全检测仪表温度计、压力变送器、液位计、有毒气体探测器等的设置。希望通过文章的分析，能够为相关人士提供一定的参考和借鉴。

关键词：液氨；罐区；安全监控仪表

氨是特别主要的一种化工原材料，被广泛应用到生产领域，只是在运输上不够便利，为了提高运输效率、便于储存，就会通过压力和冷却的方式，对氨气进行处理，通过加压或冷却的氨就变成了看得见的液态氨，也就是我们常说的液氨，也可以称无水氨，其存在形态是无色透明的液体。液氨化学性质明显，具有强烈的腐蚀性，同时，保存不好，还容易与空气发生反应，出现挥发现象，只有全面正确的处理，才能有效避免事故的发生，确保生产与运输的安全。本文主要通过对氨的理化特性、危害性、储存罐区安全监控分析，进一步提出相关的监控仪表设置措施与方法，以此，降低化学事故发生率，保证液氨储存安全可靠。

1 氨的理化特性和危害性

1.1 氨的理化特性

分子式NH3，分子量為17.03，熔点-77.7℃，沸点-33.5℃，气体密度0.7708g/l，相对蒸气密度（空气=1）0.59，相对密度（水=1）0.7（-33℃），临界压力11.40MPa，临界温度132.5℃，饱和蒸汽压1013kPa（26℃），爆炸极限15%～30.2%（体积比），自燃温度630℃，最大爆炸压力0.580MPa。易溶于水、乙醇和乙醚。

氨主要用作制冷剂及制取铵盐和氮肥。

1.2 氨的危害性

氨属于第2.3类有毒气体，8类腐蚀品，火灾爆炸危险性类别为乙类。极易燃，能与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热引起燃烧爆炸，与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应，低浓度氨对眼、粘膜有强烈刺激和腐蚀作用，高浓度氨可引起组织溶解性坏死、皮肤及上呼吸道粘膜化学性炎症及烧伤、肺充血、肺水肿甚至可引起反射性呼吸和心搏停止。氨时间加权平均容许浓度为20mg/m3，短时间接触容许浓度为30mg/m3，直接致害浓度为360mg/m3。

2 储存罐区安全监控仪表的设置

液氨常温储存选用卧罐或球罐，液氨储罐区就是由一个或若干个储存液氨的储罐组成的相对独立区域，储罐区的设置首先在场所选址、总图布置上要符合《石油化工企业设计防火规范》。在此主要讨论检测仪表的正确设置，要想设置好仪表，就需要提前设定参数，通过对比发现变化与差异，一般罐区监控预警参数多体现在关键部位，如罐内氨液位、温度、浓度、气象、压力等，这些工艺参数能够表明限值，如果仪表报警，则会达到指标限位数，使液位、温度、压力，氨气浓度、明火源和风速等情况一目了然，对超限情况及时处理。

罐内检测传感器和罐外检测传感器是监控储罐区监测传感器的主要部分。通过罐内检测传感器的操作，可以快速检测到罐内液位、压力和温度等工艺参数是否超限，有效避免出现冒顶或异温度等压力变化，确保参数的稳定性。罐外检测传感器用于明火、氨气体泄露及相关的环境危险因素等的监控。

氨罐温度检测，一般远传型选用隔爆铂热电阻，最好选用带套管的铠装热电阻，这样便于更换，就地指示型选用带套管的双金属温度计，温度计的安装位置，应保证在最低液位时能测量液相的温度并便于观察和维修。氨罐压力一般有设定值，若超过设定值，压力报警同时启动喷淋系统进行冷却，所以远传压力表选用智能式隔爆压力变送器，就地压力表选用氨用压力表。压力表的安装一定要保证可视、可见、可维护，一般安装压力表时，需要充分考虑到敏感压力问题，在最高液位能测量气相压力。如果仪表必须安装到顶部，则需要选好位置，多数为了方便查看，布置支罐顶平台。可以选用外置式超声波液位计、雷达液位计、磁致伸缩液位计等和差压变送器同时检测氨罐液位，监测和报警精度≤±5%，且应配备高、低液位报警回路，如果氨罐在400m3以上时还应配有液位与进出口紧急切断阀的联锁。进出口紧急切断阀选用气动阀，配24V DC供电的电磁阀，电磁阀选用常闭型。

根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》，氨属于有毒气体，所以罐区需设置有毒气体报警系统，系统供电采用不间断电源（UPS）供电。检测点的设置要符合以下两点：

（1）有毒气体检测报警仪宜布置在有毒气体释放源的最小频率风向的上风侧。

（2）有毒气体检测器与释放源的距离，当检测点位于释放源的最小频率风向的上风侧时，有毒气体检测点与释放源的距离不宜大于2m；当检测点位于释放源的最小频率风向的下风侧时，有毒气体检测点与释放源的距离小于1m。

氨气体检测器一般选用电化学型或半导体型，检测器的安装高度为高出释放源0.5～2.0m。检测器的输出信号一般为4～20mA的直流信号。有毒气体的测量范围宜为0～300%最高容许浓度或0～300%短时间接触容许浓度，氨的短时间接触容许浓度为30mg/m3。有毒气体检测报警系统宜为相对独立的仪表系统，有毒气体检测报警的数据采集系统，采用专用的数据采集单元或设备，不宜将有毒气体检测器接入其他信号采集单元或设备内，避免混用。根据装置的规模和特点指示报警设备（报警控制器）的设置可按下列方式设置：（1）氨气体检测报警系统与火灾报警系统合并设置；（2）指示报警设备采用独立的工业程序控制器、可编程控制器；（3）采用常规模拟仪表；（4）当氨气体报警系统与生产过程控制系统合并设计时，输入/输出卡件独立设置。一般设计中氨罐区控制系统与报警系统都是与生产控制系统合并设计，所以只要输入/输出卡件独立设置就可以。

氨罐区气象监测，一般设置风向风速仪、和环境温度的检测，信号送入罐区安全监控系统。

为了保证安全，需要在氨罐区设置视频监控和报警系统，对突然出现的不可控因素进行监控，特别是危险因素或初期火灾情况，可以通过远程监控及时了解，摄像头多数使用的是防爆型，合理设置位置，确保不留死角，设置数量与高度，要根据现场情况而定，防火堤对角布置摄像头，能够全面覆盖罐区，有效监控现场情况，高度需要根据监控要求，设置到顶部，增加视野，按使用目的不同，可以进行罐区安全系统联网或者单独配置报警装备，增加灵活性。

氨罐区火灾监测报警系统设置要符合《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013，在现场设置火灾报警按纽，在控制室设置声光报警控制装置。

氨罐区消防灭火装备的设置应符合《石油化工企业设计防火规范》GB50160，设置远程喷淋水自动灭火控制系统。

总之，氨作为一种重点监管的危险化学品，在储存、运输过程中一定要符合国家有关规定，需要严格各项操作标准，相关人员要有专业知识与业务能力，加强密闭保存力度，防止氨泄漏事故，同时还要远离火种和热源，确保生产、使用氨的场所安全可靠。

参考文献

[1]国家安全生产监督管理局.AQ3036-2010.危险化学品重大危险源 罐区现场安区监控装备设置规范[S].2011-05-01.

[2]GB50493-2009.石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范[S].

作者简介：田晓兰，女，工程师，学士学位，山西省化工设计院自动化与仪表专业。