硝酸氨氧化工藝過(guò)程連續性強，自動(dòng)化控制程度高，生產(chǎn)過(guò)程具有高溫、高壓、強腐蝕的特點(diǎn)，存在火災爆炸危險性。經(jīng)過(guò)對27萬(wàn)噸硝酸裝置儀表SIL定級后，有13項儀表控制回路需要改進(jìn)。在儀表SIL安全定級改造未完成前，硝酸裝置需要嚴格執行安全管控措施，實(shí)時(shí)監控整個(gè)生產(chǎn)裝置，確保裝置安全穩定運行，避免事故發(fā)生。

一、裝置的爆炸危險性

在27萬(wàn)噸硝酸裝置生產(chǎn)中，氨、空氣經(jīng)催化劑的作用，在爆炸反應條件下進(jìn)行氧化反應，控制條件十分嚴格，在操作過(guò)程中，氨、氫（NH3、H2）易形成爆炸混合物，開(kāi)停車(chē)過(guò)程中易形成硝酸銨（NH4NO3）爆炸物，其爆炸危險性體現如下：

（1）氨氧化反應器系統火災爆炸危險性

①氨易于揮發(fā)，刺激性氣味濃，具有可燃性，在不同溫度、壓力下，具有不同的爆炸極限。必須注意，氨在混合氣中的含量不得超過(guò)11.5%，否則有發(fā)生爆炸的危險。

②氫氣的爆炸性

氫氣用于反應系統引燃氨燃燒，氫氣易燃易爆，爆炸下限為4%、上限為75%，操作處理不當，閥門(mén)未關(guān)或泄漏，極易形成爆炸混合物。

③硝酸銨的爆炸性

在氨氧化裝置停車(chē)后，如果未進(jìn)行清洗吹掃，殘存的硝酸和泄漏氨形成硝酸銨，在開(kāi)車(chē)的過(guò)程中，硝酸銨受熱或者檢修時(shí)碰撞，容易產(chǎn)生爆炸。

（2）鍋爐系統的爆炸危險

系統的作用是將氨氧化反應熱及時(shí)移走，副產(chǎn)3.8MPa、420℃的中壓蒸汽供蒸汽透平使用，多余蒸汽外送到公司中壓蒸汽總管上。鍋爐給水系統缺水、中斷或者循環(huán)泵斷電停運，高溫、壓力報警失靈，調節閥控制不能自動(dòng)開(kāi)關(guān)的情形下，汽包液體大量汽化，造成汽包系統超壓，鍋爐會(huì )發(fā)生爆炸；鍋爐爐管遭受?chē)乐貨_刷腐蝕，也可能發(fā)生爆管。

二、爆炸誘發(fā)條件

從工藝過(guò)程分析，該系統發(fā)生爆炸存在2種情形，其一是物理爆炸，即廢熱鍋爐缺水（突發(fā)性斷電、控制閥關(guān)閉）、超壓、超溫； 其二是化學(xué)爆炸，但化爆炸必須在爆炸物和存在引爆的能量，系統可能爆炸條件的情況如下：

1.廢熱鍋爐誘發(fā)因素

系統缺水（突發(fā)性斷電、控制閥關(guān)閉）、超壓、超溫等，導致鍋爐爆炸。

2.有化學(xué)爆炸可能的爆炸物

反應器內的氨、氫氣和內部可能殘存的硝酸與氨形成的硝酸銨；可能殘存于反應器內的原料液氨和壓縮機油；誘發(fā)條件是與系統相連運行的氨蒸發(fā)系統、氫氣管線(xiàn)的閥門(mén)內漏或未關(guān)嚴，氨空比失調；開(kāi)、停車(chē)后，氨氧化系統吹掃不徹底，導致在系統內殘存氫氣、氨、硝酸銨、有機物和雜質(zhì)；以及開(kāi)、停車(chē)操作程序存在錯誤等。

3.可能的引爆能源

有電點(diǎn)火源、鍋爐系統熱水循環(huán)熱源、系統旋轉構件松動(dòng)或變形時(shí)碰撞產(chǎn)生火花、液氨與強氧化劑二氧化氮作用放熱、物料輸送過(guò)程中產(chǎn)生靜電和檢修設備過(guò)程中使用明火等。

三、安全控制措施

針對硝酸裝置潛在的火災爆炸危險性以及誘發(fā)條件，從設備、工藝和管理方面，實(shí)現安全控制措施：

（一）開(kāi)、停車(chē)過(guò)程中安全措施

裝置開(kāi)車(chē)前要做好開(kāi)車(chē)準備工作，調節閥、儀表、聯(lián)鎖調校試驗合格，才能進(jìn)行裝置開(kāi)車(chē)。

（1）氨蒸發(fā)系統

1、嚴格控制氨蒸發(fā)器的液位（LICA-31001），控制氨氣壓力（PRCA-31002），避免由于液位超高，液氨帶入氧化爐，造成氨氧化爆炸。

2、嚴格控制氨過(guò)熱器出口氣氨溫度（TICA-31035），要求氨氧化系統點(diǎn)火時(shí)，氨氣溫度大于80℃（低低聯(lián)鎖值60℃，低報警值80℃，操作指標100～140℃），避免出現氨氣帶液現象。

3、正常操作期間注意監控NO.1氨蒸發(fā)器（C31001A）工作情況，蒸發(fā)溫度≤20℃，若液位正常，TI-31001出現上升趨勢時(shí)，應及時(shí)對氨蒸發(fā)器進(jìn)行排污，避免油污被氨氣帶到鉑網(wǎng)上，增加氨氧化爆炸危險性。

（2）氨氧化系統

1、在系統的開(kāi)、停車(chē)過(guò)程中，需要對系統進(jìn)行吹掃、置換和氣密性試驗（按操作規程開(kāi)停車(chē)即可），防止系統形成硝酸銨和產(chǎn)生泄漏，消除可能爆炸物。

2、氨氧化系統點(diǎn)火前，要對氫氣進(jìn)行置換；要對氨氣進(jìn)行置換，升溫升壓到點(diǎn)火指標要求；要根據一次空氣量調節氨濃度。

3、氧化爐點(diǎn)前5分鐘，要按要求完成以下步驟：

①關(guān)省煤器的鍋爐水預熱閥，調整鍋爐水循環(huán)流量在850m3/h。

②啟動(dòng)鍋爐給水泵，打開(kāi)HV-31004到100%閥位（飽和蒸汽流量>18t/h），調試TV-31033閥，觀(guān)察蒸汽溫度是否會(huì )下降，現場(chǎng)確認噴水流量計有3m3/h左右流量，視情況打開(kāi)汽包排污閥，穩住汽包液位。

③啟動(dòng)噴水泵，向低壓反應水冷凝器、氧化氮分離器各噴水2m3/h，向氧化氮壓縮機噴水。

④關(guān)氨回收閥，開(kāi)氨放空閥HV-31005到65%閥位，調穩氨濃度。

⑤檢查現場(chǎng)無(wú)泄漏，各閥門(mén)在開(kāi)車(chē)位置，帶聯(lián)鎖的泵在自動(dòng)位置。

⑥檢查每張操作畫(huà)面，各監控點(diǎn)指標正常。檢查聯(lián)鎖投入情況。檢查調節閥設置（手動(dòng)/自動(dòng)）情況。

4、氧化爐點(diǎn)過(guò)程中

①要按“氧化爐點(diǎn)火通氨步驟”進(jìn)行；

②稀酸分離器液位控制要有專(zhuān)人現場(chǎng)監護。

③主控人員要監護好稀酸分離器溫度、氨濃度、氨溫等帶聯(lián)鎖工藝控制點(diǎn)，當工藝偏離操作范圍時(shí)，要及時(shí)調整。

5、點(diǎn)火以后的操作

①點(diǎn)火后及時(shí)檢查氫氣是否切斷。要打開(kāi)汽包出口閥，汽包液位上升很快大于70%時(shí)，需打開(kāi)汽包南面排污閥降低液位小于70%。（避免蒸汽帶水到汽輪機）

②點(diǎn)火后15分鐘應關(guān)閉汽包底部蒸汽預熱閥；而汽包的飽和蒸汽出口管上的預熱閥需保持開(kāi)狀態(tài)。

③密切關(guān)注過(guò)熱蒸汽出口溫度的升降情況，嚴格控制過(guò)熱蒸汽不得超過(guò)500℃，此時(shí)外供蒸汽壓力低于自產(chǎn)蒸汽，輸出蒸汽溫度的操作控制不易平穩，調節控制過(guò)程中要緩慢耐心。

④點(diǎn)火后，應及時(shí)對氧化氮分離器中酸的NH4+進(jìn)行取樣分析，當NH4+≤50mg/l時(shí)停止低壓反應水冷凝器和氧化氮分離器的噴水，當≤20 mg/l時(shí)停止氧化氮壓縮機的噴水。（正常時(shí)應在10分鐘左右NH4+降至10 mg/l以下，若30分鐘后仍高于30 mg/l時(shí)，說(shuō)明氧化爐工況不好，應分析檢查停車(chē)，一般大部分問(wèn)題出現在鉑網(wǎng)上）

⑤氧化反應溫度應在幾分鐘內上升至600℃以上，逐漸提高氨濃度，使鉑網(wǎng)溫度達到860℃，及時(shí)投用爐溫低聯(lián)鎖和其它聯(lián)鎖，以保證裝置的安全；

⑥按時(shí)巡檢，發(fā)現工況異常，要及時(shí)向上級匯報。

（3）鍋爐系統

1、按開(kāi)車(chē)程序，建立鍋爐水循環(huán)系統，鍋爐升溫升壓。

①通過(guò)除氧器（Y31008）向鍋爐系統供水，在加水過(guò)程中，要及時(shí)投運除氧器，保證水O2含量小于20PPb。

②打開(kāi)省煤器（C31008）和汽包（Y31003）的排氣閥，當省煤器排氣閥冒出水時(shí)，將其關(guān)閉。

③啟動(dòng)鍋爐循環(huán)水泵（J31002A、B）。

④慢慢打開(kāi)加熱蒸汽閥門(mén)，按鍋爐升溫升壓曲線(xiàn)進(jìn)行。當汽包壓力達0.1MPa時(shí)，關(guān)閉排氣閥。應該注意，升溫升壓時(shí)間一定不能少于8小時(shí)，開(kāi)始時(shí)，升溫速度10℃/h，當壓力達1.0MPa時(shí)，升溫速度50℃/h，最后將壓力升到3.0MPa。

2、嚴格控制鍋爐給水水質(zhì)，避免劣質(zhì)水對鍋爐爐管的腐蝕，根據水分析數據及時(shí)調整汽包加藥量及除氧器壓力，對系統進(jìn)行定期排污和連續性排污工作。

（二）裝置正常生產(chǎn)期間安全措施

1、裝置正常生產(chǎn)期間，要保證與氨系統、氨氧化、鍋爐系統相關(guān)的聯(lián)鎖在“投用”狀態(tài)。

2、要密切關(guān)注SIL定級聯(lián)鎖相關(guān)工藝指標的變化狀況，當工藝指標發(fā)生變化時(shí)，要及時(shí)對應調整。

（三）設備與儀表安全措施

（1）儀表安全措施

①開(kāi)車(chē)前對系統的液位、壓力及其聯(lián)鎖報警系統進(jìn)行檢查、調試和校驗。

②裝置運行過(guò)程中不允許隨意切除聯(lián)鎖。

③不允許隨意修改儀表報警、聯(lián)鎖值。

④熟悉可燃、有毒有害氣體監測器位置，但可燃、有毒有害氣體報警時(shí)，能夠正確處置。

⑤車(chē)間要建立健全壓力表、溫度表設備臺賬，并按檢定周期及時(shí)校驗和更新臺賬。

⑥對現場(chǎng)損壞儀表要及時(shí)更換。

⑦要實(shí)時(shí)監控視頻系統，發(fā)現異常及時(shí)匯報。

（2）電氣系統安全措施

①鍋爐水循環(huán)泵、鍋爐給水泵實(shí)行雙回路電源供電；

②定期對系統設備的靜電接地裝置進(jìn)行檢測。

（3）設備安全措施

①車(chē)間要建立健全設備管理臺賬，按設備大、中修維護保養計劃，定期對設備進(jìn)行檢維修，并且及時(shí)更新臺賬。

②車(chē)間要建立健全安全閥管理臺賬，并按檢定周期及時(shí)校驗和更新臺賬。

③嚴格執行操作法、安全規程、設備檢修規程及有關(guān)設備維護方面的制度。

④經(jīng)常檢查設備連接部分及固定螺栓是否松動(dòng)，保溫層是否有損壞脫落現象。

⑤經(jīng)常檢查設備溫度、壓力、電流是否在規定的范圍內。經(jīng)常檢查潤滑油系統，油位保持在正常范圍內。

⑥及時(shí)消除跑、冒、滴、漏現象，如果不能消除者應及時(shí)向工長(cháng)報告，并將設備缺陷記錄在交接班記錄本上。

⑦檢修時(shí)，要對檢修部位進(jìn)行清洗、置換，要清除周?chē)兹嘉镔|(zhì)。

⑧經(jīng)常保持設備及周?chē)h(huán)境衛生清潔。

（四）安全管理措施

（1）安全生產(chǎn)管理措施

嚴格系統開(kāi)、停車(chē)的程序化管理：制定開(kāi)、停車(chē)方案，指揮暢通、層次分明、責任明確，避免盲目性。

嚴格系統操作、培訓，加強突發(fā)事故處理：強化規程教育；組織應急預案演習；嚴格關(guān)鍵程序的檢查確認和特護設備管理。

現場(chǎng)配置的消防器材、噴淋設施、防毒面具、氧氣呼吸器必須定期檢查，保證好用。

（2）檢修安全控制措施

完善開(kāi)、停車(chē)處理方案和檢修規程，要識別與系統相連物料管線(xiàn)，可能殘存可燃物和爆炸物品等危險因素；檢修作業(yè)前，應采取吹掃置換等措施消除危險因素；檢修后系統必須經(jīng)吹掃、試壓和氣密試驗合格后，才能投入運行。

（3）原材料安全控制措施

重視原材料中雜質(zhì)和有機物控制：對液氨過(guò)濾器中的油污定期排凈；嚴格工藝水中氯離子含量控制等。

（4）壓縮機和設備運行完好的監控管理

控制好機組密封氣壓力，防止壓縮機油及雜技污染系統，以及系統物料反串至壓縮機系統；定期對事故電源系統試驗。