3.管线配置的安全考虑
通常用于管道工程的橡胶支撑物不能用于设备,设备重心之下的水平连接法兰需要用钢性板支撑。柱塞阀的邻近也需要有支撑物。聚四氟乙烯波纹管不能用来连接不同心的管道。支撑板、垫片和管接头的材料性能,制造说明书会有确切的说明。
管件和阀门配置的简单和易于识别,是安全操作的重要因素。对于不稳定液体的传递,管件、阀门和控制仪表的配置应该防止液体静止在运转的泵中。
对于气体和液体,其设计应该考虑沿与设定相反方向流动的可能性。在化工案例中,有大量回流的情形,如:
(1)从贮罐或下游管线回流进入已关闭的设备;
(2)从设备回流进入有压力降的辅助设备的管线;
(3)泵的故障引起回流;
(4)反应物沿副反应物的物料管线回流。
在设备管线配置中,对于只是间歇使用的设备,推荐应用不用时断开的软管与过程设备连接。对于常设的设备管线,如果设备压力降低至过程正常压力之下,管线应该有低压报警;如果设备压力升高至过程正常压力之上,则应该有高压报警。在设备管线上应该安装止逆阀,以防止管线中流体的回流。过程管线上的止逆阀发生故障会造成严重的后果,因此,建议安装两个不同类型的止逆阀,尽可能把相同形式的损坏减至最小程度。如果回流的结果导致剧烈的反应或设备的过压,止逆阀不足以提供可靠的保证,这时需要高度可靠的断开或关闭系统。
对于泵体或设备极有可能泄漏以及大量物料从设备无限制流出的情形,应该考虑安装远程操作的紧急隔离阀。液化石油气容器的所有过程排放管线,也推荐采用自动闭合阀或遥控隔离阀。对于操作的情形,遥控隔离阀应用于充气管线、加料管线,比普通隔离阀有明显的优势。
三、单元装置和设施的安全设计
1.装置的安全设计
装置、仪表和辅助设施是用来完成各种化学过程或单元操作的,组合在一起构成了一个完整的制造单元。设计时的许多决定对工厂安全有着重要的作用。在设计阶段广泛采用的两个重要概念是“故障自动保险”和“二次概率设计”。故障自动保险要求,当装置、仪表或过程控制回路出现故障时,系统恢复到最小危险状态。二次概率设计是指,当操作失误或设备出现故障时会启动备用设备,预防危险出现或降低危险的作用。这方面的典型例子有:
(1)容器的压力释放装置;
(2)设备或建筑物的爆炸卸荷设施;
(3)贮罐周围的围墙防护;
(4)紧急关闭系统;
(5)过程参数高限或低限启动的关闭装置;
(6)报警装置,例如火险、过程参数高限或低限的报警。
2.辅助工程设施安全
电气设备在易燃气氛中应该作为火源处理。除电力外,化工厂操作还需要以下辅助工程款项:
(1)蒸汽;
(2)过程用水和锅炉用水;
(3)消防用水;
(4)冷却水;
(5)压缩空气;
(6)惰性气体。
对于上述款项的主要考虑是要有充足的供应量以满足预期的最大量的需要;其次是这些设施的可靠性,以及关闭时备用设备或紧急贮存器的提供。
排水系统的恰当设计是必要的。易燃液体,有时是与救火消防水的混合物的排放不畅,在有关易燃液体泄漏的大量损失中,是起重要作用的因素。排水系统的优化设计应该是,一旦易燃液体泄漏出来,就立即排离加工单元,导入蓄污池。
装置的抗污染也是重要的。例如,应用蒸汽灭火一般是起稀释泄出物的作用,消防蒸汽供应线应该与正常蒸汽供应线隔离开,消除烃类泄出物渗入正常蒸汽的任何可能性。压缩空气的过程污染可以应用物理隔离的方法避免。地面水和污水也必须隔离排放。对于惰性气体,既要保证日常操作和紧急状态下充足的供应量,又要防止被污染。
对于加工易燃液体或气体的区域,应该尽可能采用敞开结构。这既可以有助于气体或蒸气泄漏物的扩散通风,又可以提供最大可能的爆炸排放面积,而且还有利于救火。粉尘捕集装置和过滤器也应该设置于没有其他过程的敞开区域。