液氯重大危险源安全防控技术研究与应用

俞广亚

(河南神马氯碱化工股份有限公司，河南 平顶山 467001)

【环保与安全】

液氯重大危险源安全防控技术研究与应用

俞广亚*

(河南神马氯碱化工股份有限公司，河南 平顶山 467001)

液氯；重大危险源；安全防控技术

介绍了河南神马氯碱化工股份有限公司建立的液氯重大危险源安全防控体系。该体系实现液氯重大危险源的安全可控。

氯是重要的基础化工原料，广泛应用于石油化工、农药、医药等领域，在国民经济发展中占据着举足轻重的地位。但液氯属剧毒危险化学品，在生产、运输、储存、使用过程中稍有不慎，就会出现安全事故，造成人员伤亡及财产损失。因此，开发液氯重大危险源安全防控技术，建立和完善防控体系，非常必要和迫切。氯碱工业是基础化学工业，在国民经济中占有重要地位。近年来，氯碱行业发展迅速，企业规模不断扩大，技术进步日新月异，市场竞争日趋激烈。企业生存和发展面临的压力也越来越大。河南神马氯碱化工股份有限公司(以下简称“神马氯碱股份”)凭借着煤、电、盐的独特优势，逐步做大做强的同时不断坚持走科技进步之路，持续进行新技术的开发及应用，不断提高企业的核心竞争力。

1 安全防控技术实施的意义

在多年来的发展过程中，神马氯碱股份虽在液氯重大危险源安全防控方面进行了多次尝试，并取得了一些成绩，但还不能做到液氯的全面安全防控。

随着生产实践经验的积累和对工艺技术的深入研究，神马氯碱股份对现有的生产工艺条件有了新的认识，在此基础上提出了建立液氯重大危险源安全防控体系，实现液氯重大危险源的安全可控。

(1)实现液氯重大危险源风险值大大降低。

(2)通过与设计单位共同研制，在国内氯碱行业率先采用更安全的液氯双层储槽替换原有的单层储槽，大大降低了液氯储存风险。

(3)采用无密封气源、变频控制的双壳体磁力泵替代液下泵，使液氯包装更加安全。

(4)实施液氯重大危险源工艺指标在线监测、泄漏报警下线监控、现场视频在线监控，设置密闭厂房和负压事故氯自动连锁抽空系统，把风险限制在可控范围。

(5)事故氯系统的改造完善，并实现自动连锁，确保了事故氯气的完全吸收，零泄漏。

(6)事故氯系统采用双回路配合EPS供电，保证了该系统的全天候运行。

(7)采用声光预警提示和超装自动快速切断，确保了液氯包装的安全，杜绝了超装的危险。

实现上述目标，不仅可以使工艺更加优化，自动化程度高，操作更加简单，而且可以实现液氯重大危险源的安全防控。就神马氯碱股份而言，液氯重大危险源是该公司乃至平顶山市安全管理的重点和难点，在化工生产线中占居关键地位。经过近年来的技术改造，重点工艺技术、主要设备达到国内领先。相对而言，液氯重大危险源的防控技术水平不高、防控能力不足，成为制约神马氯碱股份安全及整体实力发挥的薄弱环节。因此，对液氯重大危险源防控技术的研究与应用意义巨大。通过组织技术人员广泛调研论证，大家一致认为管控网络建成将为神马氯碱股份带来明显的经济效益和社会效益。

2 现状

液氯生产工序是神马氯碱股份氯气平衡的关键，其运行状况对整个化工生产线的安全稳定运行具有重要影响。多年来，随着公司生产规模的不断扩大，液氯生产能力有了很大的提高，但与公司现有安全要求、生产规模和装置水平相比，该工序的自动化水平、技术水平、稳定性等方面均存在一定的不足，重大危险源的管控是一个薄弱环节。主要问题有以下7个方面。

(1)氯气系统稳压方式落后，手动调节，易造成氯气压力波动，使氯化氢及尾氯纯度波动，危机全线生产安全。

(2)液氯储存及包装厂房属于半敞开式，氯气泄漏时扩散速度快，控制难度大，易出现安全事故及社会危害。

(3)液下泵输送需要连续不断的干气进行隔离密封，不断产生的混合氯气须回收处理，物料浪费严重；在使用时，如果干燥空气质量不好(含水量高)，将对设备和管路产生腐蚀；另外，此泵的轴为柔性轴，细长，且与泵同长；此轴与液氯和密封混合气接触，容易被损坏，维修麻烦且成本高。

(4)事故氯原装置仅能满足紧急情况下生产系统事故氯吸收处理能力，处理时间在8 min以内。由于处置时间短，遇到紧急情况制碱线必须快速大幅降电流或紧急停车。该系统的处理能力也只能满足10万t/a烧碱装置的事故氯气处理，再加上钢瓶检验站及液氯包装须处理的氯气，该系统事故氯处理能力已不能满足事故氯气完全吸收、零泄漏的需要。

(5)事故氯供电系统虽然使用了双回路供电，但双回路电源却无法实现事故氯系统的全天候运行。如果供电回路出问题，事故氯装置将无法运行。

(6)液氯重大危险源危害大，巡检点多，现场配管复杂、巡检劳动强度大，自动化水平低，全靠人工操作及巡检，无法实现对重大危险源的实时监控，存在安全漏洞。

(7)液氯包装自动化水平低，全靠人工操作，包装压力波动大，不易控制，影响包装安全。操作工易出现操作失误，发生超装事故，安全系数低。

3 研究的主要过程

充分研究液氯重大危险源安全防控现状，进行深入分析找出原因，确定装置配置的合理方案，在对现有公用工程能力核算的基础上进行改造，分析项目对环境的影响及应采取的环保措施、安全卫生措施和消防措施，拟定项目实施规划，做投资估算并进行财务评价[1]。个人风险分析对比见图1、图2。

图1 未采取安全措施前的个人风险等值曲线图Fig.1 Individual risk contour curve before safety measures are taken

采取安全措施和未采取安全措施的个人风险比较分析结果为：采取措施后，能显著降低个人风险。采取安全措施前，10-5个人风险等值线覆盖较大范围，且超出厂区；采取安全措施后，10-5个人风险等值线基本缩减为厂区内很小区域，因此神马氯碱股份厂内操作人员作业风险基本可以接受。

这说明企业目前采取的安全措施对于降低企业风险是有效的。另外,用危险源的潜在生命损失值来比较采取安全措施前后的对比情况。危险源的潜在生命损失值，表示由于重大危险源发生火灾、爆炸、中毒等意外事故，造成单位时间内潜在的生命损失值(PLL)。

图2 采取安全措施后的个人风险等值线图Fig.2 Individual risk contour curve after safety measures are taken

社会风险分析对比如图3、图4所示。

图3 企业未采取安全措施前的社会风险曲线图Fig.3 Social risk contour curve before enterprise takes safety measures

图4 企业采取安全措施后的社会风险曲线图Fig.4 Social risk contour curve after enterprise takes safety measures

PLL值可按下式计算：

(1)

式中：

PLL为重大危险源的潜在生命损失值，人/a；

Pi为危险源的第i个事故情景发生的概率,%；

Ni为危险源的第i个事故情景造成的死亡人数,名；

S为危险源事故情景的个数，个。

据式(1)计算，可得重大危险源的潜在生命损失值，从而分析出装置的总体社会风险值。

4 方案确定

液氯重大危险源安全防控，以优化设施、设备、工艺及控制条件，以液氯重大危险源的安全可控，事故无害化处理及多项条件试验为依据，确定工艺方案。

通过创新安装使用双层储槽，实施生产厂房密闭改造及自动化连锁控制，同时对实施双数据采集监测、氯气泄漏监测及视频监控，并布设与事故氯连接的负压抽空管道，确保有氯气泄漏时第一时间有探察报警，并进行自动吸收处理；液氯输送采用零泄漏变频控制的双壳体磁力泵；液氯包装系统采用包装预警与超装连锁切断双重保险的安全控制方式；氯气处理采用自动切换的EPS供电装置与正常双回路供电的三保险配合。再加装晃电保护器的动力设备，确保事故氯系统的全天候运转，实现了事故氯气的完全吸收、零泄漏。

实施DCS 操作、视频监控及氯气监测报警集中自动连锁控制，形成了液氯重大危险源安全防控网，实现监测、检测、预警、连锁及处置于一体的防控体系。

5 安全效益、社会效益

由于液氯重大危险源安全防控技术的建成应用，实现液氯储存及充装安全系数的进一步提高，大大降低了液氯生产、储存、充装危险性风险值，使液氯生产更加安全稳定，防止了氯气泄漏事故的发生，杜绝氯气泄漏及处理不完全的社会及人员安全问题，增强事故的处理能力，最大限度地防止安全事故的发生，使液氯生产处于可控状态，为企业的安全生产提供了可靠保障，从而达到可持续发展的要求；同时，也改变了氯碱行业高污染形象，实现了企业的安全发展及社会的和谐，有较大的安全效益和社会效益，符合安全与节能、可持续发展及建设节约型社会的国家产业发展政策，其安全效益和社会效益显著。

[1] 中国安全生产科学研究院.河南神马氯碱化工股份有限公司定量风险评价报告[R].河南，2010-08.

[编辑：费红丽]

Researchandapplicationofsafetymonitoringtechnologiesforliquidchlorinemajorhazardinstallations

YUGuangya

(Henan Shenma Chlor-Alkali Chemical Co,,Ltd,Pingdingshan 467001,China)

liquid chlorine; major hazards installation; safety monitoring technology

The safety monitoring system for liquid chlorine major hazard installations established in Henan Shenma Chlor-Alkali Chemical Industry Co.,Ltd. is introduced. The system realizes controllable safety of liquid chlorine major hazards installations.

TQ506

B

1008-133X(2017)07-0030-03

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俞广亚(1976—)，男，工程师，现任河南神马氯碱化工股份有限公司氯碱厂副厂长，一直从事安全生产管理工作。

2017-02-17