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高度重视RTO装置的爆炸安全风险

发布时间:

2024-01-29 10:49

近几年,RTO装置的事故频发,本文从自控角度分析RTO装置几个风险集中点,供大家参考。RTO装置最大的风险是废气含量超过爆炸极限,装置发生闪爆。风险管控措施是检测到混合气体浓度超标,联锁打开排放阀,同时停风机。看着联锁设计很完善,但是这里存在几个很关键的问题:

1、用于废气浓度检测的仪表能否准确。

2、检测到浓度超标后放空阀能否打开。

首先说用于废气浓度LEL仪表是否能检测准确的问题,作为一个资深仪控专业人士,我敢肯定的说这个表检测是不可能准确的。原因有以下几个方面,大部分用于检测VOS气体的仪表是FTA原理(甚至有不少RTO装置使用可燃气体报警器来测量),这种仪表是利用燃烧VOCs气体产生的热量来检测的,仪表的标定只能使用一种气体,而废气中往往含有多种气体,每种气体燃烧产生的热量不一,不可能和标定气体完全一样,导致仪表检测是不可能完全准确的。

这个和我们常用的可燃气体报警器是相同的问题,解决方案是:用热值较低的气体作为标准气体来标定,让仪表显示偏高,提前联锁来保证RTO的安全。标定气体千万不能错了,否则RTO装置爆炸了,仪表还没报警。下表为各种气体燃烧热值比较。

保证仪表用热值较低的气体标定就可以了吗?其实还远远不够,对于这个仪表来说,最难的不是测量准不准的问题,而是取样问题。如何把VOCs管道中样气快速的抽取,送给仪表去测量,这是最大的问题,也是最容易忽略的问题,仪表采不到样,再好的仪表也是摆设。为什么RTO装置管道中仪表采样比较困难,因为管道中是负压,而仪表安装于大气压环境下,从负压环境中快速的取样比较难。目前大部分使用的是仪表风引射取样,这种取样方式理论上是可以的,但是运行起来,先不论浪费多少仪表风能耗,就取样稳定来说,与仪表风压力,仪表风净化质量、VOCs管道负压数值等等一系列因素相关。

总之大部分并不可靠,取不出样的情况常有发生,安全保护中断。

解决这个问题可以在采样处做流量拦截、利用管道中气流的推力把VOCs气体推入仪表中,把仪表的检测出口管线接到系统压力最低的风机入口处,由于管道中存在气阻,取样处的压力一定高于风机入口处压力,加上漏斗式拦截取样设备,造成气流对取样处气体的推力,基本可以解决取样难的问题。(以下为示意图,一般检测仪表有三台,取样器也有三个,此图仅仅是示意图)

每个企业解决取样问题方法不一,可能会有更好的方法,总之,取样问题是核心问题,即使用专用泵抽,也要保证管道中样气快速进入仪表。

解决取样问题就可以了吗?还不够,要确保管道中样气的混合均匀。由于VOCs管道较粗,各VOCs挥发处可燃性气体含量不一,在VOCs管道中气体混合不均匀,很有可能出现仪表检测数据正常,而管道中存在局部可燃气已经超标的现象,这种情况也可能造成RTO闪爆,这就要求在管道中要加混合器,使得管道中气体混合均匀,否则即使仪表检测准确又有何用。

  仪表能准确的检测到可燃气体含量就安全了吗?远远不是,检测到可燃气体后一定要快速打开排空阀,防止达到爆炸极限的气体进入RTO发生爆炸,这就要求联锁的可靠性。有人要求RTO联锁要达到SIL2,这基本是不可能的,没有人会为RTO设置一套SIS系统,再说就算设置一套SIS,SIF回路要达到SIL2还是非常难的。主要问题是快速排放阀,快速排放阀的口径较大,这种阀门有个特点,就是可靠性差,动作慢(不要相信阀门的SIL证书,皇帝的新装)。切换阀有个共同的特征,就是验证时可靠性较高,实际使用时,可靠性最差。加上RTO装置的特殊性,这个阀门关键时候很可能掉链子,和是否有SIS没有关系。那么怎么办呢,买高质量的切断阀是一种办法,另外缩短Ti(Test Interval)时间以保证此联锁可靠性,缩短Ti时间是保证联锁可靠性的有效手段。另外此阀门设计最好是双杠单作用形式,能大大的提高联锁的可靠性(在气缸弹簧失效时继续打开)。

VOCs管道的接地非常的关键,如果接地不好,很有可能直接在管道中爆炸。另外RTO装置基本已经全部实现自动化控制,减少人员在现场暴露频率也是安全的一个有效保护。

总之RTO装置运行风险还是比较高的,认识风险才能有效的避免风险。

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