化工企业危险工艺自动控制应用探析

化工工艺对于城市的发展，经济的进步具有重要意义，但是其具有高度的危险性，传统的控制方式存在着诸多的不足，实现自动化控制，提升其安全性对当今形势的化工工艺发展具有重要意义。

一、我国危险的化工工艺改造现状分析

化工工艺的危险性是毋庸置疑的，其生产装置也存在着潜在的危险，一旦操作不当就会引发危险，因此，必须强化人们对危险的辨识能力，加强危险工艺的操作技术，控制危险装置的安全性，提高生产管理的水平，改善整个行业的本质安全，这对提高生产质量具有重要意义。随着科技的发展，我国的大部分化工企业的生产工艺水平迅速提高，对一些具有强放热反应的装置配备自动报警系统、连锁等安全的设施，改善了整个生产工艺的安全性，可靠性，参与推动危险工艺自动化改造工作的工程技术人员和安全管理人员也注意到，由于目前还没有出台有关涉及危险工艺生产装置自动化控制的国家标准或行业标准，推行过程中遇到了一些在技术上有争议的问题，所以，有必要进行工艺的改造，同时对传统的改造范围进行调整，使其与现代生产相适应，不断地完善和发展。

二、危险工艺范畴分析

1.具有危险性的生产装置

与硝化、氟化、磺化、氯化、氧化、裂解、重氮化等危险工艺相关的生产装置都具备潜在的危险性。

2.储存物质的设备

一些化学产品具有易燃、易爆、高毒的特征，其储存的装置都具有一定的危险性，或者是一些液化砌体具有高危性，必须采取必要的安全控制措施。

三、化工工艺危险性特点概述

1.高温高压下极容易爆炸

一旦达到爆炸所需的温度与气压，爆炸的极限就会扩大，一旦接触到氧气，就会在设备或者管道中爆炸，造成重大损失。

2.泄露导致爆炸

化工工艺所生产的产品均属高温高压产品，气体物料一旦从设备管线泄露会迅速膨胀，与空气中的氧气混合，形成爆炸物，一旦碰到静电或者火花就会引发大的爆炸。

3.积碳燃烧爆炸

气体压缩机等转动设备再高温下运行会导致油挥发出现裂解，管道内会形成积碳，其会自燃导致爆炸。

4.物理爆炸

所谓的物理爆炸就是在高温高压下设备金属材料会发生一定的蠕变，改变金相组织，钢材腐蚀会加剧，导致设备疲劳腐蚀，机械强度减弱，引起的爆炸。

5.液氮泄露导致的中毒爆炸

如果发现液氮大规模的泄露，就会形成低温云团，引起中毒事件，遇到明火还会发生爆炸。

四、比较普及的自动化控制方式

1.自动控制与安全联锁的作用

化工生产离不开高温、剧毒、高压、易爆、腐蚀等危险因子，这是必然的，自动化操作可以实现对工艺参数的严格控制，同时也避免了由于手动操作而带来的不安因素，降低劳动强度，改变传统的作业环境，可以更好地实现高质、高效、长期的安全运行质量。

2.较为常见的自动控制机安全联锁形式

化工装置属高危作业，因此，必须实行温度、压力、流量的自动控制系统，实行自动报警、联锁停车、实现化工工艺生产过程中的自动控制。目前的生产工艺水平下，常用的工艺过程自动化控制及安全联锁主要包括：

2.1分布式的工业控制微机系统

这一系统俗称DCS，也被称为分散控制系统，主要利用现代的网络通讯技术，将分布在现场的控制点、采集点与操作中心进行连接，实现集中管理的目的。

2.2可编程序控制器

也就是所谓的PLC，主要被应用于逻辑控制，顺序控制，在一些领域已经取代了继电器，在小规模范围内，可以实现过程控制。

2.3现场总线控制系统

俗称FCS，是基于现场总线的开放型自动化系统，被广泛的应用于多个控制领域，这是工业控制发展的必然方向，尤其是本质安全型的总线，比较适用于一些高危险性的工艺场所，降低危险性。

2.4各种总线结构的工业控制设备

俗称OEM,其以配置灵活，扩展方便，具有较强的适应力，可以实现集中控制。

五、改造危险工艺自动化控制的对策

1.对危险工艺单元进行定性和定量的分析

化工生产装置自动控制是技术相当复杂，全面的掌握系统的工艺特征，尤其是热力学的数据、动力学参数是实现自动化控制的基础，对于涉及到强烈反应的危险工艺单元，要对其热量做到心中有数，在缺乏动力学参数的情况下，至少应参照类似的反应体系，借助能量衡算建立一个简化的动力学模型，最终找到一个相对更加安全可靠的工作领域。唯有如此，实现自动化控制才更加可信，对于一些在异常情况下，会发生爆炸的装置，必须结合其具体的生产工艺，对其潜在危险性进行控制，对一些较为敏感的参数要采取实时监控的措施。

2.对相邻的情况进行全面的分析

如果在危险工艺单元选用DCS，那么该如何设置其他单元，很多化工企业在面对这一情况时都显得无奈，可以对整个车间的布局进行调整，将危险的工艺单元选在一个边缘的区域，降低对其他单元的影响，同时要采取隔离措施，在危险工艺单元相邻处布置危险相对较小的设备，操作与观测频率较低的设备，以此加以缓冲，此外，还应对原有的疏散通道进行调整，避免紧急疏散时通过危险性较高的区域。

3.调整安全规范操作规程与安全管理制度

采用自动控制工艺后，整个管理体系都发生了变化，要对传统的工艺进行改革，一些管理办法要进行重新的修订，使其适应现代工艺控制发展的要求。

六、结束语

综上所述，我们对化工企业的危险性有了新的认识，对实现自动化控制后的管理也有了新的认识，只有不断地提高管理水平，加强控制，才能实现现代化工企业的发展。

参考文献：

[1]牛正玺，冯西平.浅析化工安全中几个重要概念的误区[J].科技资讯，2009(27).

[2]黄同林.化工企业高危险工艺装置危险性分析及自动控制和安全联锁方式.江西化工，2009(3).