重點化工企業(yè)全流程自動化控制配備和提升規(guī)范

重點化工企業(yè)全流程自動化控制配備和提升規(guī)范范圍本文件規(guī)定了重點化工企業(yè)全流程自動化控制配備和提升的總則、通用規(guī)定以及原料處理、反應工序、精餾精制、產(chǎn)品包裝、危險化學品儲運、公用工程的要求。本文件適用于重點化工企業(yè)全流程自動化控制的配備和提升工作。涉及到格氏反應的生產(chǎn)裝置可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GBZ230職業(yè)性接觸毒物危害程度分級GB/T42300精細化工反應安全風險評估規(guī)范GB50074石油庫設計規(guī)范GB50160石油化工企業(yè)設計防火標準GB/T50493石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準GB/T50770石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范GB/T50779石油化工建筑物抗爆設計標準GB51066工業(yè)企業(yè)干式煤氣柜安全技術規(guī)范GB/T51094工業(yè)企業(yè)濕式氣柜技術規(guī)范HG/T20507自動化儀表選型設計規(guī)范HG/T20508控制室設計規(guī)范HG/T20510儀表供氣設計規(guī)范SH/T3005石油化工自動化儀表選型設計規(guī)范SH/T3006石油化工控制室設計規(guī)范SH/T3007石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范SHS01036氣柜維護檢修規(guī)程DB32/T3617氯氣使用安全技術規(guī)范《關于公布首批重點監(jiān)管的危險化工工藝目錄的通知》（安監(jiān)總管三〔2009〕116號）《關于公布第二批重點監(jiān)管危險化工工藝目錄和調整首批重點監(jiān)管危險化工工藝中部分典型工藝的通知》（安監(jiān)總管三〔2013〕3號）《關于加強精細化工反應安全風險評估工作的實施方案》（安監(jiān)總管三〔2017〕1號）《關于印發(fā)蓄熱式焚燒爐（RTO爐）系統(tǒng)安全技術要求（試行）》的通知》（蘇應急〔2021〕46號）術語和定義下列術語和定義適用于本文件。重點化工企業(yè)keychemicalenterprise涉及重點監(jiān)管危險化工工藝的化工（含石油化工）、醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)。（以下簡稱“企業(yè)”）注：重點監(jiān)管危險化工工藝指安監(jiān)總管三〔2009〕116號和安監(jiān)總管三〔2013〕3號規(guī)定的18種化工工藝全流程wholeprocess與重點監(jiān)管危險化工工藝存在上、下游關系的生產(chǎn)過程（含配套裝置），包括原料處理、反應工序、精餾精制、產(chǎn)品包裝、危險化學品儲運及配套公用工程。有毒液體toxicliquid按GBZ230的規(guī)定，毒性程度劃分為極度危害（Ⅰ級）、高度危害（Ⅱ級）、中度危害（Ⅲ級）和輕度危害（Ⅳ級）的液體。[來源：GB50074-2014，2.0.38]有毒氣體toxicgas勞動者在職業(yè)活動過程中，通過皮膚接觸或呼吸可導致死亡或永久性健康傷害的毒性氣體或毒性蒸汽。[來源：GB/T50493-2019，2.0.2]縮略語BPCS（BasicProcessControlSystem）基本過程控制系統(tǒng)GDS（GasDetectionSystem）可燃和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)FC（FailClosed）故障關閉FL（FailLast）故障保持FO（FailOpen）故障開啟HAZOP（HazardousandOperation）危險與可操作性分析LOPA（LayerofProtectionAnalysis）保護層分析P&ID（Piping&InstrumentDiagram）管道及儀表流程圖SIL（SafetyIntegrityLevel）安全完整性等級SIS（SafetyInstrumentationSystem）安全儀表系統(tǒng)UPS（UninterruptiblePowerSupply）不間斷電源RTO（RegenerativeThermalOxidizer）蓄熱式焚燒爐總則企業(yè)全流程自動化控制配備和提升應以控制風險為目的，滿足安監(jiān)總管三〔2009〕116號和安監(jiān)總管三〔2013〕3號提出的安全控制基本要求。企業(yè)應對全流程開展危險與可操作性分析（HAZOP）和保護層分析（LOPA），并應根據(jù)分析結果實施全流程自動化控制的配備和提升。企業(yè)應按照安監(jiān)總管三〔2017〕1號和GB/T42300的要求完成反應安全風險評估。涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過氧化工藝的企業(yè)應完成全流程（不含公用工程）反應安全風險評估，同時對相關原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品及副產(chǎn)物進行熱穩(wěn)定性測試和蒸餾、干燥、儲存等單元操作的風險評估。企業(yè)應采納反應安全風險評估報告提出的反應工藝危險度等級和評估建議并制定相應的對策措施。企業(yè)應委托具備規(guī)定資質的設計單位進行全流程自動化控制設計。5.5除應執(zhí)行本文件外，尚應符合國家現(xiàn)行的有關標準的規(guī)定。通用規(guī)定BPCS的主要工藝流程應與P&ID和現(xiàn)場一致，BPCS、SIS的邏輯關系應與P&ID和現(xiàn)場相符。BPCS及SIS的參數(shù)設置應與操作規(guī)程一致并符合設計要求。BPCS和SIS應設置管理權限，崗位操作人員不應有修改自動化控制系統(tǒng)工藝指標、報警閾值、聯(lián)鎖閾值和摘除聯(lián)鎖的權限，修改自動化控制系統(tǒng)工藝指標、報警閾值、聯(lián)鎖閾值和摘除聯(lián)鎖必須履行變更管理流程。企業(yè)應定期維護和測試BPCS、SIS、GDS等，保證系統(tǒng)完好并處于正常投用狀態(tài)。企業(yè)應設置區(qū)域性控制室或中央控制室，并符合GB50160、HG/T20508或SH/T3006等要求；具有火災、爆炸危險性的已建生產(chǎn)裝置、儲存設施的控制室和機柜間，布置在裝置區(qū)內的，應按照GB/T50779進行抗爆評估、加固。重點監(jiān)控工藝參數(shù)應傳送至控制室集中顯示。自動化控制系統(tǒng)應具備遠程調節(jié)、信息存儲、連續(xù)記錄、超限報警、安全聯(lián)鎖、緊急停車等功能。記錄的電子數(shù)據(jù)保存時間不少于180天。液位、壓力、溫度、流量等測量儀表的選型、安裝等應符合SH/T3005、SH/T3007或HG/T20507等要求。有可靠的儀表空氣系統(tǒng)時，開關閥（緊急切斷閥）應首選氣動執(zhí)行機構，且采用FC或FO型；工藝要求采用FL型時，應選用雙作用氣缸執(zhí)行機構，配有儀表空氣罐，閥門保位時間不低于48小時；無儀表氣源、有一級負荷的電源系統(tǒng)時，可選用電動閥；工藝、轉動設備有特殊要求時，也可選用電液開關閥。安全儀表系統(tǒng)應符合GB/T50770要求，并滿足安全儀表功能及其風險降低要求，安全完整性等級（SIL）為2級及以上的，測量元件、邏輯控制器、執(zhí)行元件應獨立設置。BPCS與SIS的電源應滿足一級供電負荷要求，并應配備UPS，UPS供電時間不低于30min。涉及有毒氣體的生產(chǎn)、使用、儲存設施發(fā)生泄漏或其他應急狀況時，其應急處置系統(tǒng)應具備聯(lián)鎖啟動功能。處于備用狀態(tài)的有毒氣體應急處置系統(tǒng)應設置遠程和就地一鍵啟動功能，引風機宜設置備用，備用風機應具備自啟動功能。吸收劑循環(huán)泵應設置備用，備用泵應具備低壓或低流量自啟動功能，用電負荷應為一級負荷。工藝過程涉及的調配、配制等宜采取自動化控制和操作。原料處理涉及可燃、有毒等原料相變工藝過程（如熔融、氣化、升華等）的設施，應設置溫度/壓力遠傳、超限報警，并與熱（冷）媒或泄放系統(tǒng)等聯(lián)鎖。動量輸送設備的進料、出料、切換、啟停操作（不包括特殊要求的不能自啟的動設備）等應通過BPCS實現(xiàn)遠程控制。涉及固體原料連續(xù)輸送工藝過程的，應采用機械或氣力輸送方式?？扇脊腆w采用機械輸送時應設置故障停機聯(lián)鎖系統(tǒng)?？扇夹苑蹓m的氣力輸送應采用氮氣等惰性氣體輸送并設置氣體壓力自動調節(jié)裝置，且應設置氧含量在線監(jiān)測。能與空氣形成爆炸性混合物的物料不得使用真空吸料，并嚴禁使用壓縮空氣進行壓料操作。存在突然超壓或發(fā)生瞬時分解爆炸危險、因物料爆聚或分解造成超溫、超壓的物料儲存設施（包括伴有加熱、攪拌操作的設施），應設置溫度、壓力、攪拌電流等工藝參數(shù)的檢測、遠傳、報警，溫度、壓力應與熱（冷）媒或泄放系統(tǒng)聯(lián)鎖。使用盤管式或套管式氣化器的液氯全氣化工藝，其自動化控制應符合DB32/T3617的規(guī)定要求?？扇家后w或有毒液體的裝置儲罐（裝置的原料、中間產(chǎn)品或助劑的儲罐）應設置高、低液位/重量報警，液位應與進料聯(lián)鎖。裝置高位槽應設置高液位/重量報警，液位應與進料聯(lián)鎖或設溢流管道。反應工序當一個反應設備涉及兩個或以上不同的化工工藝，應采取順序控制方式，或分別設置獨立的自動化控制程序并具備切換控制的功能。分批加料的反應設備應設溫度/壓力遠傳、報警，反應溫度/壓力與熱（冷）媒或泄放系統(tǒng)聯(lián)鎖。進料管線宜設置手動遙控和自動緊急切斷閥。屬于同一種重點監(jiān)管危險化工工藝、多個反應設備串連使用的，各反應設備應設反應溫度/壓力遠傳、報警。任一反應設備溫度/壓力應與總進料及熱（冷）媒或泄放系統(tǒng)聯(lián)鎖。涉及重點監(jiān)管危險化工工藝的反應過程中需要通過調節(jié)冷卻系統(tǒng)控制或者輔助控制反應溫度的，應設置自動化控制回路，實現(xiàn)反應溫度升高時自動提高冷卻劑流量；調節(jié)精度要求較高，簡單控制回路不能滿足要求時，應設串級控制回路實現(xiàn)冷卻劑流量自動化調節(jié)。工藝過程涉及熱媒、冷媒切換操作的，應設置自動化控制閥。設有攪拌系統(tǒng)且具有超壓或爆炸危險的反應設備，應設攪拌電流遠傳指示。攪拌系統(tǒng)故障停機信號或攪拌電流應與進料、熱（冷）媒或泄放系統(tǒng)聯(lián)鎖。設有外循環(huán)冷卻系統(tǒng)的反應設備，應設置備用循環(huán)泵，并具備自動切換功能；僅設有外循環(huán)冷卻系統(tǒng)且未設置備用泵時，循環(huán)泵故障信號應與緊急停車系統(tǒng)聯(lián)鎖。應設置循環(huán)泵電流遠傳指示或電機啟停指示，外循環(huán)系統(tǒng)故障信號應與進料及熱（冷）媒或泄放系統(tǒng)聯(lián)鎖?？刂剖覒O緊急停車按鈕，現(xiàn)場宜設就地緊急停車按鈕。控制系統(tǒng)緊急停車按鈕和重要的復位、報警等功能按鈕應在輔操臺上設置硬按鈕，就地緊急停車按鈕宜分區(qū)域集中設置在操作人員易于接近的地點。液態(tài)催化劑采用計量泵自動滴加至反應設備的，緊急停車時或反應溫度/壓力聯(lián)鎖動作時應聯(lián)鎖自動停止滴加泵。帶壓反應工況的反應設備應在催化劑自動滴加管道上靠近反應設備設置聯(lián)鎖切斷閥。連續(xù)添加固態(tài)催化劑的應采用自動添加方式。自動添加方式確有難度的，應設置密閉添加設施，不應采用開放式人工添加催化劑。固體原料連續(xù)投入反應設備（非一次性投入）并作為主反應原料的，應設置加料斗、機械加料裝置，反應溫度/壓力應與進料聯(lián)鎖。因物料爆聚、分解造成超溫、超壓，可能引起火災、爆炸的反應設備，應設報警信號和泄壓系統(tǒng)。精餾精制連續(xù)進料或出料的精餾（蒸餾）塔應設液位自動化控制回路，通過調節(jié)出料量實現(xiàn)液位自動化調節(jié)。精餾（蒸餾）塔應設塔釜液位就地和遠傳指示，并設高、低液位報警；應設置塔釜溫度遠傳指示、超限報警和自動化控制回路，塔釜溫度應與熱媒聯(lián)鎖；塔頂冷凝（卻）器宜設置冷媒中斷報警。塔頂操作壓力大于0.03MPa的蒸餾塔、汽提塔、蒸發(fā)塔等應設置壓力就地/遠傳指示及泄放系統(tǒng)。塔頂操作壓力大于0.1MPa的蒸餾塔、汽提塔、蒸發(fā)塔等的塔頂壓力應與進料、熱媒或泄放系統(tǒng)聯(lián)鎖。塔頂操作壓力為負壓的應設置壓力高報警。再沸器的熱媒管道上應設置壓力或溫度就地/遠程指示和控制閥。塔頂餾出液的回流罐應設就地和遠傳液位計，并設高、低液位報警。使用外置回流控制塔頂溫度的應設置溫度自動化控制回路，通過調節(jié)回流量控制塔頂溫度。使用內置回流的，應設置液位檢測和控制。反應產(chǎn)物因酸解、堿解（僅調節(jié)PH值的除外）、萃取、脫色、蒸發(fā)、結晶等涉及加熱工藝過程的，當熱媒溫度高于設備內介質沸點的，應設置溫度自動檢測、遠傳、報警，并與熱媒或泄放系統(tǒng)聯(lián)鎖。產(chǎn)品包裝涉及可燃固體、液體、氣體或有毒氣體包裝或爆炸性粉塵的包裝作業(yè)場所，應采用自動化包裝等措施；當采用自動化包裝確有困難時，包裝作業(yè)場所當班操作人員應控制在9人以下。液氯、液氨等液化氣體氣瓶充裝應設電子衡稱重計量和超裝報警系統(tǒng)，超裝信號應與自動充裝緊急切斷閥聯(lián)鎖，并設置手動閥。液態(tài)物料采用自動計量稱重灌裝系統(tǒng)的，超裝信號應與氣動球閥或灌裝機槍口聯(lián)鎖?？扇?、有毒及強腐蝕性液體槽車充裝應設置自動批量控制器，或具備高液位停止充裝、稱重計量聯(lián)鎖功能。易燃易爆物料充裝系統(tǒng)應與接地系統(tǒng)、泄漏檢測報警系統(tǒng)聯(lián)鎖。有毒物料充裝系統(tǒng)應與泄漏檢測報警系統(tǒng)聯(lián)鎖。危險化學品儲運容積大于等于100m3的可燃液體儲罐、有毒液體儲罐、低溫儲罐及壓力罐均應設置液位連續(xù)測量遠傳儀表和就地液位指示，進出口管道上應設置自動控制閥，液位與進出料閥形成自動化控制回路并設高、低液位報警。浮頂儲罐和有抽出泵的儲罐應設低低液位聯(lián)鎖切斷。儲存Ⅰ級和Ⅱ級有毒液體的儲罐、易燃或有毒介質壓力罐、容量大于或等于1000m3的甲、乙A類可燃液體的儲罐和容量大于或等于3000m3的其他可燃液體儲罐的液位應與進料聯(lián)鎖。構成危險化學品重大危險源的液體儲罐均應設置高、低液位報警，進出口管道上應設置自動控制閥，液位應與進出料形成自動化控制回路，并設置進出口緊急切斷閥。氣柜應設上、下限位報警裝置，并宜設進出管道自動聯(lián)鎖切斷裝置。氣柜安全設施應滿足GB51066、GB/T51094、SHS01036等要求。涉及有毒氣體、液化氣體、劇毒液體、雙氧水的一級、二級重大危險源的危險化學品罐區(qū)應設獨立的安全儀表系統(tǒng)?？扇家后w和劇毒液體儲罐應配備兩種不同原理的液位計或液位開關，安全儀表系統(tǒng)高液位聯(lián)鎖測量儀表和基本控制回路液位計應分開設置。壓力儲罐應設壓力就地測量儀表和壓力遠傳儀表，并使用不同的取源點。壓力儲罐液位測量應設一套遠傳儀表和就地指示儀表，并應另設一套專用于高高液位或低低液位聯(lián)鎖切斷儲罐進（出）料閥門的液位測量儀表或液位開關。除工藝特殊要求外，普通無機酸、堿儲罐應設置高、低液位報警信號遠傳。設有加熱、噴淋降溫或冷卻盤管的儲罐應設置液相溫度檢測和報警設施，應具備自動控制熱（冷）媒的功能。設有進料或者出料切斷閥的儲罐應具備遠程緊急切斷功能。距液化烴和可燃液體（有緩沖罐的可燃液體除外）汽車裝卸鶴位10m以外的裝卸管道上應設便于操作的緊急切斷閥。液氯、液氨、液化石油氣、液化天然氣、液化烴等易燃易爆、有毒有害液化氣體的充裝，應使用金屬萬向管道充裝系統(tǒng)，并在裝卸鶴管口處設置拉斷閥。公用工程蒸汽管網(wǎng)應設壓力遠傳，并宜設總管流量遠傳和壓力高、低報警。產(chǎn)生蒸汽的汽包應設置壓力、液位檢測和報警，汽包設置雙液位就地和遠程顯示，并設置液位自動化控制和高、低液位聯(lián)鎖。蒸汽過熱器應在過熱器出口設置溫度控制回路，必要時設置溫度高高聯(lián)鎖。冷凍鹽水、循環(huán)水或其它低于常溫的冷卻系統(tǒng)應設置溫度和流量/壓力檢測，并設置溫度高和流量/壓力低報警。循環(huán)水泵應設置故障停機報警，循環(huán)水總管壓力/流量低低信號和聯(lián)鎖停機信號應遠傳報警。導熱油爐出口溫度應設置自動化控制回路，出口溫度應與燃料流量聯(lián)鎖。導熱油管進入加熱單元處應設置緊急切斷閥。使用天然氣的導熱油爐、加熱爐應有火焰檢測裝置，燃氣導熱油燃燒器應設置自動點火裝置和熄火保護裝置。控制室應設置儀表供氣系統(tǒng)的監(jiān)視與報警功能，包括氣源總管壓力指示、低限壓力報警。儀表氣源裝置在送出總管上應設置在線露點儀，并符合HG/T20510的規(guī)定要求，信號送控制室。當采用備用壓縮機組時，應采用自動切換方式；當備用壓縮機組不具備自動切換時，應設置備用氣源罐，備用氣源罐大小需滿足備用空壓機啟動時間內儀表用氣要求。RTO應設置自動化控制系統(tǒng)，并符合蘇應急〔2021〕46號的規(guī)定要求。參?考?文?獻[1]GB17681易燃易爆罐區(qū)安全監(jiān)控預警系統(tǒng)驗收技術要求[2]GB/T20438電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全標準