夏博研
(中国化学品安全协会,北京 100000)
近年来,在技术不断进步的今天,我国化工行业的发展迅猛,化工行业的生产方式发生了明显的变化,给各个化工企业创造了巨大的效益。化工企业现代化发展趋势下,各类化工仪表的作用越来越突出,经由生产领域多种仪表的科学使用,也就可以对生产过程中的各个参数加以科学控制,使得化工生产可以高效开展,最大程度上提升整体的化工企业的生产效率和效益。正是由于化工仪表在生产中的突出作用,人们对化工仪表防爆设计提出了新的要求,专业设计人员在仪表设计中,都应该将防爆设计作为关键的设计内容。
在整个化工生产作业中,化工仪表已然成为了生产中不可或缺的要素,各类化工仪表的生产过程中可以对各种生产设备和流程加以监控,不断对设备的运行情况加以实时监测,经由示数和临界示数,也就可以最终显示设备的运行情况。一旦在生产过程中设备出现了异常运行的情况,化工仪表就可以自动对其所采集到的设备信息加以全面分析,根据数据分析结果来进行故障类型的确定、精准定位,给故障处理提供切实依据,因此,化工仪表参数准确反映地是设备的运行状态,以化工生产领域的压力表为例,因为在化工生产过程中,很多的生产作业都要在特定的压力条件下开展,对压力指标的控制尤为关键,而压力表的使用恰好可以对设备压力加以实时监测,一旦所监测到的压力数值超出了额定标准,仪表中的相应模块会立即发出相应的预警,进而提醒相关人员注意,立即进行相应的处理。近年来,我国化工行业进入了崭新的发展阶段,各个化工企业的生产水平显著提高,与此同时,也就对化工仪表提出了新的要求,各个化工仪表的设计中,防爆设计已然成为了新的要求,国家陆续出台了相应的防爆标准,各个化工仪表的设计中,都应该坚持相应的防爆设计标准,最大程度上提升化工生产中的安全性,减少各类生产事故的发生[1]。
对于化工企业的生产作业而言,爆炸事故的发生一般要具备相应的条件,如果要有效减少各类的爆炸事故,在化工生产领域应针对爆炸产生机理,对各个要素加以科学控制。通常情况下,在化工企业的化工仪表防爆设计中,需结合化工企业的生产特性,在生产区域的特定区域内设计出一个区域,而此区域是不会存在爆炸气体的,将特殊的化工仪表安装在该区间内,减少仪表爆炸事故。在密封的箱体内,如果要提高防爆等级,一般可以在其中充入低爆炸系数的特殊气体。现阶段的很多化工企业中,均采用的是在线分析仪表的防爆方式,这一分析方式下,通过对计算机、PLC等各类仪表数据和信息的分析结果,来判定仪表的爆炸风险,采取恰当的控制方式来抑制爆炸事故的发生。
爆炸范围同样是爆炸事故中需关注的重点环节,通过对爆炸范围加以人为控制,从最大程度上对爆炸事故的危害范围加以限定,尽量避免爆炸出现以后的大范围影响[2]。在爆炸范围的分析方面,经由特殊的爆炸区域控制,可以在仪表爆炸事故出现的瞬时,就将爆炸影响范围降至最小。设计工作中,隔爆型防爆方法Exd十分有效,在利用这一理念提高仪表防爆和安全系数时,在仪表外部要利用坚硬的外壳来包裹,随后在此基础上再开展有针对性的设计和安装,发挥坚硬外壳的保护功效。一旦在生产过程中化工仪表内部出现了爆炸事故,爆炸力度相对较小,整体的影响范围也相对有效,处于坚硬外壳外的危险性气体不会在爆炸作用下出现更为严重的事故。防爆设计中,专业设计人员要严格依据特定的设计规范来开展有针对性的设计,但有些情况下,从爆炸范围控制的角度来开展相应的设计,势必会导致化工仪表的重量和体积有所扩大,设计工作进行时,应做好相应的细节优化和处理。
在爆炸事件的发生上,引爆源是引发爆炸的直接因素,对引爆源的控制同样至关重要,经由引爆源的科学控制,可以从源头上提高仪表安全性,如果没有引爆源,爆炸事故永远不可能发生,化工仪表设计中,引爆源控制上,主要是要安排专人来进行火花的消除和降温,一些化工生产空间中,安全栅技术可以使得仪表电能量受到严格的限制,爆炸危险性显著降低。
在当下的化工生产领域,为提升各个化工仪表的防爆设计水平,相关设计人员在总体的设计工作中,应加强防爆设计管理,使得各个化工仪表的使用功能和性能能够符合相应的标准,并具备极好的防爆能力。化工仪表设计中,最好选用隔爆型仪表,因为这类仪表的防爆性能良好,仪表的安全系数高,可以避免使用中出现各种的安全事故。为避免化工仪表使用中出现爆炸事故,在防爆设计时应选取最为恰当的防爆设计方法,在先进设计理念的指导下,选用科学的防爆维护设备。整体的设计工作开展时,防爆设计应严格按照总体的使用需求和工艺标准来开展有针对性的设计。隔爆型化工仪表应用时,因为其特殊的防爆设计,完全可以使得整体的生产安全性得以保障,因为隔爆型化工仪表采用的是防爆外壳,对爆炸事故的发生起到了一定的控制作用。
将石油化工企业的仪表防爆设计作为研究对象,为全面提升各类化工仪表的作用,应根据爆炸性介质的特点来进行仪表设备的科学选择,以爆炸性介质的类型、级别和组别,保障化工仪表设备与安全生产目标的完全符合。只有在介质标识基础上,才可以进行设备标识的确定,对石油化工行业而言,本质安全仪表、防爆型仪表的应用范围相对较广,相比较而言,本质安全仪表在生产领域的应用范围较广,具有极高的环境适应性,在仪表选择时,不需要特殊考虑爆炸性气体成分,而防爆型仪表主要是利用外壳来进行爆炸混合物冲击力的抵抗,可以在爆炸发生的过程中将爆炸影响范围控制在合理的范围内。本质安全防爆系统内包含了很多的要素,其内部的各种安全仪表仪器和电缆,都具有非常高的安全性,但本质安全仪表、电缆和安全栅是其中的重要构成,根据当下本质安全防爆系统在各个化工企业中的应用情况,高危现场中,各类一次检测仪表、两线制变送器的防爆等级都相对更高,符合化工行业中关于防爆设计的规定。安全栅主要有齐纳式安全栅和隔离式安全栅之分,在生产领域的应用中,齐纳式安全栅存在诸多的不足之处,且适用范围十分有限,而隔离式安全栅虽然具有多种优势,但是其成本却高,从长远发展的角度来看,人们更倾向于采用隔离式安全栅。
化工仪表系统中,安全栅是主要界限,在安全栅支持下,可以将整个生产系统中的电路分为两种类型,即本质安全与非本质安全电路。当安全栅借助本质安全电缆同现场对应仪表实行连接之后,便由此形成了完整的电路,并且此电路便为本质安全电路;将安全栅本安端使用蓝色加以标记,同非本安端电路的接线导线分别安装在汇线槽内,再装设独立的保护套管来确保两者之间的相互独立性。在本安侧配线套管之中不应进行其他电源线的布设,本安防爆设计就是整体防爆,设计人员在总体的设计工作开展时,需处理好每个方面的防爆设计细节工作,对其加以优化改进,主要涵盖了现场设施设备、安全栅等设计。若是现场设备的配置较为简单,那么在设计期间便不用实行本安认证,只用和已获取认证的安全栅实行配合,提升本安防爆回路的总体设计水平。在0区中,采用Exia等级的本安防爆技术极为有效,这一技术在化工仪表的防爆设计中同样有着良好的设计效果。本质安全型仪表设备如果按照安全程度、场所等的区别来细分,主要包含了Exia、Exib两种,相比较而言,Exia的防爆等级更高,当处于正常运作的状态之下,或是电路存在两处故障的背景下,电路配件通常不会出现燃烧或者爆炸的情况。在ia型电路设计中,因为工作电流都处于100 mA以内,也就可以在0、1、2区中取得理想的运用效果。Exib级本质安全仪表当处于正常工作环境下或是电路只存在1处故障问题时,电路配件发生燃爆的几率异常低。在Ib型电路中,工作电流没有超过150 mA,在1、2区的应用完全符合防爆标准。对于化工生产作业中的隔爆防爆系统,设计工作中需考虑的因素相对较多,如果要保障系统本身的安全性,防爆设计进行时,直接开展隔爆外壳的使用就可以达到防爆设计标准,而不需要再进行本安电缆、安全栅的设置和使用。即使在化工仪表的使用过程中部分仪表出现了火花或是温度提升至了较为危险的水平,也能够实现对于仪表的有效保护,整体设计原理和隔爆型电路以及电机较为类似,为了取得理想的设计效果和满足相应的目标,设计人员在开展设计工作时,要加强对外壳配合面间隙、长度的有效规划,经由相应的计算来保障设计水平。本安和隔爆性控制柜本身就具有极高的防爆等级,化工生产作业进行中,安全区域内直接应用这些配置就可以保障正常的生产任务实施,本质安全型防爆技术在应用时,多采用的是PLC控制系统或者DCS控制系统,并且在柜中配置对应的安全栅,当仪表实际使用之时,自危险区域中传递而来的信号在通过安全栅之后,将会直接和控制系统的输入/出模块相连,信号接收更为便捷,更有利于指令的发送与接收。
近年来,伴随着化工行业的快速发展,人们对化工仪表的防爆设计提出了极高的标准,为使得各类化工仪表的使用均可以符合相应的标准,在开展仪表设计时,应将防爆设计作为重点性的设计工作,全面提升化工仪表的使用性能和安全系数。