硝酸氨氧化工藝過程連續(xù)性強，自動化控制程度高，生產(chǎn)過程具有高溫、高壓、強腐蝕的特點，存在火災(zāi)爆炸危險性。經(jīng)過對27萬噸硝酸裝置儀表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(yán)格執(zhí)行安全管控措施，實時監(jiān)控整個生產(chǎn)裝置，確保裝置安全穩(wěn)定運行，避免事故發(fā)生。

一、裝置的爆炸危險性

在27萬噸硝酸裝置生產(chǎn)中，氨、空氣經(jīng)催化劑的作用，在爆炸反應(yīng)條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)，控制條件十分嚴(yán)格，在操作過程中，氨、氫（NH3、H2）易形成爆炸混合物，開停車過程中易形成硝酸銨（NH4NO3）爆炸物，其爆炸危險性體現(xiàn)如下：

（1）氨氧化反應(yīng)器系統(tǒng)火災(zāi)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(yīng)系統(tǒng)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(dāng)，閥門未關(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，在開車的過程中，硝酸銨受熱或者檢修時碰撞，容易產(chǎn)生爆炸。

（2）鍋爐系統(tǒng)的爆炸危險

系統(tǒng)的作用是將氨氧化反應(yīng)熱及時移走，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(tǒng)缺水、中斷或者循環(huán)泵斷電停運，高溫、壓力報警失靈，調(diào)節(jié)閥控制不能自動開關(guān)的情形下，汽包液體大量汽化，造成汽包系統(tǒng)超壓，鍋爐會發(fā)生爆炸；鍋爐爐管遭受嚴(yán)重沖刷腐蝕，也可能發(fā)生爆管。

二、爆炸誘發(fā)條件

從工藝過程分析，該系統(tǒng)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(tǒng)可能爆炸條件的情況如下：

1.廢熱鍋爐誘發(fā)因素

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

2.有化學(xué)爆炸可能的爆炸物

反應(yīng)器內(nèi)的氨、氫氣和內(nèi)部可能殘存的硝酸與氨形成的硝酸銨；可能殘存于反應(yīng)器內(nèi)的原料液氨和壓縮機(jī)油；誘發(fā)條件是與系統(tǒng)相連運行的氨蒸發(fā)系統(tǒng)、氫氣管線的閥門內(nèi)漏或未關(guān)嚴(yán)，氨空比失調(diào)；開、停車后，氨氧化系統(tǒng)吹掃不徹底，導(dǎo)致在系統(tǒng)內(nèi)殘存氫氣、氨、硝酸銨、有機(jī)物和雜質(zhì)；以及開、停車操作程序存在錯誤等。

3.可能的引爆能源

有電點火源、鍋爐系統(tǒng)熱水循環(huán)熱源、系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件松動或變形時碰撞產(chǎn)生火花、液氨與強氧化劑二氧化氮作用放熱、物料輸送過程中產(chǎn)生靜電和檢修設(shè)備過程中使用明火等。

三、安全控制措施

針對硝酸裝置潛在的火災(zāi)爆炸危險性以及誘發(fā)條件，從設(shè)備、工藝和管理方面，實現(xiàn)安全控制措施：

（一）開、停車過程中安全措施

裝置開車前要做好開車準(zhǔn)備工作，調(diào)節(jié)閥、儀表、聯(lián)鎖調(diào)校試驗合格，才能進(jìn)行裝置開車。

（1）氨蒸發(fā)系統(tǒng)

1、嚴(yán)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(yán)格控制氨過熱器出口氣氨溫度（TICA-31035），要求氨氧化系統(tǒng)點火時，氨氣溫度大于80℃（低低聯(lián)鎖值60℃，低報警值80℃，操作指標(biāo)100～140℃），避免出現(xiàn)氨氣帶液現(xiàn)象。

3、正常操作期間注意監(jiān)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(xiàn)上升趨勢時，應(yīng)及時對氨蒸發(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(tǒng)

1、在系統(tǒng)的開、停車過程中，需要對系統(tǒng)進(jìn)行吹掃、置換和氣密性試驗（按操作規(guī)程開停車即可），防止系統(tǒng)形成硝酸銨和產(chǎn)生泄漏，消除可能爆炸物。

2、氨氧化系統(tǒng)點火前，要對氫氣進(jìn)行置換；要對氨氣進(jìn)行置換，升溫升壓到點火指標(biāo)要求；要根據(jù)一次空氣量調(diào)節(jié)氨濃度。

3、氧化爐點前5分鐘，要按要求完成以下步驟：

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

②啟動鍋爐給水泵，打開HV-31004到100%閥位（飽和蒸汽流量>18t/h），調(diào)試TV-31033閥，觀察蒸汽溫度是否會下降，現(xiàn)場確認(rèn)噴水流量計有3m3/h左右流量，視情況打開汽包排污閥，穩(wěn)住汽包液位。

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

④關(guān)氨回收閥，開氨放空閥HV-31005到65%閥位，調(diào)穩(wěn)氨濃度。

⑤檢查現(xiàn)場無泄漏，各閥門在開車位置，帶聯(lián)鎖的泵在自動位置。

⑥檢查每張操作畫面，各監(jiān)控點指標(biāo)正常。檢查聯(lián)鎖投入情況。檢查調(diào)節(jié)閥設(shè)置（手動/自動）情況。

4、氧化爐點過程中

①要按“氧化爐點火通氨步驟”進(jìn)行；

②稀酸分離器液位控制要有專人現(xiàn)場監(jiān)護(hù)。

③主控人員要監(jiān)護(hù)好稀酸分離器溫度、氨濃度、氨溫等帶聯(lián)鎖工藝控制點，當(dāng)工藝偏離操作范圍時，要及時調(diào)整。

5、點火以后的操作

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

②點火后15分鐘應(yīng)關(guān)閉汽包底部蒸汽預(yù)熱閥；而汽包的飽和蒸汽出口管上的預(yù)熱閥需保持開狀態(tài)。

③密切關(guān)注過熱蒸汽出口溫度的升降情況，嚴(yán)格控制過熱蒸汽不得超過500℃，此時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(wěn)，調(diào)節(jié)控制過程中要緩慢耐心。

④點火后，應(yīng)及時對氧化氮分離器中酸的NH4+進(jìn)行取樣分析，當(dāng)NH4+≤50mg/l時停止低壓反應(yīng)水冷凝器和氧化氮分離器的噴水，當(dāng)≤20 mg/l時停止氧化氮壓縮機(jī)的噴水。（正常時應(yīng)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，說明氧化爐工況不好，應(yīng)分析檢查停車，一般大部分問題出現(xiàn)在鉑網(wǎng)上）

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

⑥按時巡檢，發(fā)現(xiàn)工況異常，要及時向上級匯報。

（3）鍋爐系統(tǒng)

1、按開車程序，建立鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)，鍋爐升溫升壓。

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

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

③啟動鍋爐循環(huán)水泵（J31002A、B）。

④慢慢打開加熱蒸汽閥門，按鍋爐升溫升壓曲線進(jìn)行。當(dāng)汽包壓力達(dá)0.1MPa時，關(guān)閉排氣閥。應(yīng)該注意，升溫升壓時間一定不能少于8小時，開始時，升溫速度10℃/h，當(dāng)壓力達(dá)1.0MPa時，升溫速度50℃/h，最后將壓力升到3.0MPa。

2、嚴(yán)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(jù)水分析數(shù)據(jù)及時調(diào)整汽包加藥量及除氧器壓力，對系統(tǒng)進(jìn)行定期排污和連續(xù)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(tǒng)、氨氧化、鍋爐系統(tǒng)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(biāo)的變化狀況，當(dāng)工藝指標(biāo)發(fā)生變化時，要及時對應(yīng)調(diào)整。

（三）設(shè)備與儀表安全措施

（1）儀表安全措施

①開車前對系統(tǒng)的液位、壓力及其聯(lián)鎖報警系統(tǒng)進(jìn)行檢查、調(diào)試和校驗。

②裝置運行過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(jiān)測器位置，但可燃、有毒有害氣體報警時，能夠正確處置。

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

⑥對現(xiàn)場損壞儀表要及時更換。

⑦要實時監(jiān)控視頻系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報。

（2）電氣系統(tǒng)安全措施

①鍋爐水循環(huán)泵、鍋爐給水泵實行雙回路電源供電；

②定期對系統(tǒng)設(shè)備的靜電接地裝置進(jìn)行檢測。

（3）設(shè)備安全措施

①車間要建立健全設(shè)備管理臺賬，按設(shè)備大、中修維護(hù)保養(yǎng)計劃，定期對設(shè)備進(jìn)行檢維修，并且及時更新臺賬。

②車間要建立健全安全閥管理臺賬，并按檢定周期及時校驗和更新臺賬。

③嚴(yán)格執(zhí)行操作法、安全規(guī)程、設(shè)備檢修規(guī)程及有關(guān)設(shè)備維護(hù)方面的制度。

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

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

⑥及時消除跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，如果不能消除者應(yīng)及時向工長報告，并將設(shè)備缺陷記錄在交接班記錄本上。

⑦檢修時，要對檢修部位進(jìn)行清洗、置換，要清除周圍易燃物質(zhì)。

⑧經(jīng)常保持設(shè)備及周圍環(huán)境衛(wèi)生清潔。

（四）安全管理措施

（1）安全生產(chǎn)管理措施

嚴(yán)格系統(tǒng)開、停車的程序化管理：制定開、停車方案，指揮暢通、層次分明、責(zé)任明確，避免盲目性。

嚴(yán)格系統(tǒng)操作、培訓(xùn)，加強突發(fā)事故處理：強化規(guī)程教育；組織應(yīng)急預(yù)案演習(xí)；嚴(yán)格關(guān)鍵程序的檢查確認(rèn)和特護(hù)設(shè)備管理。

現(xiàn)場配置的消防器材、噴淋設(shè)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、停車處理方案和檢修規(guī)程，要識別與系統(tǒng)相連物料管線，可能殘存可燃物和爆炸物品等危險因素；檢修作業(yè)前，應(yīng)采取吹掃置換等措施消除危險因素；檢修后系統(tǒng)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(jī)物控制：對液氨過濾器中的油污定期排凈；嚴(yán)格工藝水中氯離子含量控制等。

（4）壓縮機(jī)和設(shè)備運行完好的監(jiān)控管理

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