马钢苯加氢油库罐区设置ESD紧急停车系统

方 超

(马钢集团办公室 安徽马鞍山 243000)

1 马钢苯加氢生产现状

马钢苯加氢装置于2012年3月建成投产，油库区域内含16个贮槽，其中3个轻苯贮槽容积均为4500立方米，在日常生产时，轻苯贮槽可能存在以下安全隐患：

1)在输送轻苯过程中，进出口管道阀门若发生断裂，无法在第一时间切断轻苯贮槽进料，造成重大安全事故。

2)在输送轻苯过程中，贮槽内轻苯液位高度一旦超过设计高度，大量轻苯会通过贮槽顶部呼吸阀进行喷洒泄漏，造成重大安全事故。

出现以上安全隐患是由于在苯加氢建设期间国家安监局未对油库区域设计ESD安全联锁进行规定；然而安监总管三(2016)62号《遏制危险化学品和烟花爆竹重特大事故工作意见》的规定：凡是构成一级、二级重大危险源，未设置紧急停车(紧急切断)功能的危险化学品罐区，一律停止使用。因此，苯加氢油库区域轻苯贮槽增设ESD安全联锁切断装置势在必行。

2 改造方案分析与探讨

2.1 油库区域紧急切断装置改造方案确定

2.1.1 净化分厂轻苯输送管道改造

苯加氢生产所需要的原料轻苯是净化分厂通过管道输送到苯加氢油库区域内3个容积均为4500立方米的轻苯贮槽内。在净化分厂轻苯输送泵出口压力和轻苯输送泵电源的增加联锁保护系统，当轻苯输送泵出口压力超过一定的压力时停泵。由于净化分厂轻苯输送管道距离较远，轻苯贮槽若发生泄漏无法第一时间进行有效切断，因此该改造方案存安全隐患。

2.1.2 油库区域内重要贮槽进出口管道增加紧急切断装置

根据国家安监局相关安全要求同时结合苯加氢油库罐区生产现状，对油库区域轻苯槽ABC、纯苯槽AB进出口管道进行改造增加紧急切断装置。考虑到《危险化学品重大危险源安全管理办法》第二十九条规定：“重大危险源半径30m范围内严禁明火和散发火花。确因工作需要动用明火或进行可能散发火花的作业，应办理“一级动火工作票”，在检测可燃气体浓度符合规定后方可动火。”该改造方案在实施过程中需要动火作业，现苯加氢油库储罐虽采用内浮顶储罐，但罐顶与罐壁周围开设有通气孔，在实际使用中，当浮盘下降时，由于粘附在罐壁上的油膜蒸发等原因，浮盘与拱顶间的空间，仍会有油蒸气积聚并通过罐壁通气孔不断排出，所以未经过放空、置换、蒸煮的储罐都会从通气孔不断溢出可燃气体，因此该改造方案危险系数高，同时改造费用较大。

2.1.3 油库区域轻苯槽的两根DN80的轻苯管道增加紧急切断装置

根据国家安监局相关安全要求同时结合苯加氢油库罐区生产现状，利用在净化分厂到苯加氢油库轻苯槽的两根DN80轻苯管道上现有的质量流量计法兰处，各增加一个紧急切断阀，使之分别与三个轻苯槽的液位联锁，在DCS实现高液位报警及紧急切断功能，这样不仅避免了油库区域的动火作业，同时节省了大量改造费用。

图1 油库轻苯槽、管道流程图

2.2 油库ESD紧急切断装置硬件选型及功能实现

易燃易爆场所下，紧急切断阀的基本作用与基本性能：

2.2.1 基本作用：在危急状态下，安全、迅速切断、隔离危险源，降低危险延伸及范围扩大。

2.2.2 基本性能：

1)切断可靠性；

2)耐火性能；

3)切断响应时间；

4)关断过程对流体的阻断性能；

5)开启状态下对流体的输送影响；

6)自动防故障装置；

7)阀位指示；

8)就地手动复位；

9)复位开关；

10)抗冲击性能；

图2 切断阀安装位置示意图

综上分析：

1)在净化分厂到苯加氢油库轻苯槽的两根DN80的轻苯管道上个增加两台气动切断球阀，仪表位号为XV-51511，XV-51512。

2)两台切断阀相关信号接至 DCS 系统3号控制器的数字量输入、输出备用通道上，利用备用的接线端子。

2.3 油库ESD紧急切断装置软件功能实现

1. XV-51511，XV-51512 联锁关系如下：当轻苯槽液位计 LISA-51501A-C≥19.5m 时，关闭 XV-51511、XV-51512。

2.净化轻苯进油库轻苯槽切断阀XV-51511、XV-51512日常处于“联锁投用”状态。

3.在“联锁投入”情况下，轻苯大槽液位LIA_51501A、B、C任意一个高于19.5 m时，切断阀XV-51511、XV-51512的电磁阀同时失电，切断阀处于关闭状态。

4.只有当轻苯槽液位低于19.5米时，点击流程图画面上的“复位”键后，再操作“命令：开”，打开切断阀。

5.切断阀及电磁阀的开关状态，在流程图上阀的颜色可以显示出来,绿色代表“开”，红色代表“关”，黄色代表“故障”。

3 预防措施及控制手段

为避免输送轻苯过程中因紧急切断对轻苯输送泵的损害，净化分厂轻苯输送泵出口压力和轻苯输送泵电源的增加联锁保护系统，当轻苯输送泵出口压力超过一定的压力时停泵。具体的压力联锁参数为：第一净化分厂，轻苯输送泵出口压力0.8 MPa；第二净化分厂，轻苯输送泵出口压力0.9 MPa。

图3 改造前油库紧急切断装置控制界面

图4 改造后油库紧急切断装置控制界面

4 结论

通过在净化分厂到苯加氢油库轻苯槽的两根DN80的轻苯管道上个增加一个紧急切断阀，使之分别与三个轻苯槽的液位联锁，在DCS实现高液位报警及紧急切断功能。如果轻苯贮槽发生泄漏，ESD系统第一时间实现紧急切断功能，避免苯大量泄漏事故的发生，确保人身、装置的安全。