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危險等級的劃分依據主要是根據化工生產過程中所使用的原材料,儲存原材料的環境、原材料經生產加工后所形成的新的產品特性,如物理性、化學性等。根據不同危險等級的化工產品,確定各種類型化工產品在生產過程中的防火間距及防爆等級。進而以此為標準,在化工工藝設計過程中選擇滿足生產需求的操作方式,防火材料及防火設備。
二、化工工藝設計分類介紹
1.概念設計。
概念設計是指抽象性的設計,概念設計一般是在擬建化工生產裝置前進行,概念設計的主要目的是為了通過建立化工生產裝置模型,根據模型檢查化工生產工藝中存在影響正常生產的因素,包括生產線路的設置的合理性,生產環境條件是否滿足安全生產要求等,避免因化工工藝中某個環節存在不合理性給化工生產埋下安全隱患,同時根據概念設計建立模型檢驗所的的數據為進一步的化工工藝設計提供數據參考。
2.中試設計。
中試設計是為了檢驗小試所確定的工藝路線及相關運行條件。檢測試制產品的功能穩定性;檢驗工藝系統的連續可靠性運行;獲得化工生產工藝設計所必須的工藝參數;考察設計方案投入生產過程中所產生的雜質對成品的影響等。
3.基礎設計。
基礎設計是化工工藝設計的重要階段?;A設計是化工工藝生產裝置及配套設備安裝及規劃設計的技術支持。
4.初步設計。
初步設計是在基礎設計完成后的精細化設計。初步設計的成果是設計說明書和工程總概算書,也可以說是從初步設計是化工建設的指導思想,以此為依據進行化工生產線的構建;結合基礎設計和有關單位批準的設計任務書、化工廠的選址報告,從經濟性和技術性角度出發,對化工生產線建設進行總體研究和計算,滿足化工生產線安全生產的同時又能取得良好的經濟效益和社會效益。
5.施工圖設計。
施工圖設計是化工工藝設計的最后階段,設計過程中應根據有關部門對初步設計的審批意見,結合初步設計中確定的化工工藝方案,以圖樣及文字的形式將化工工藝技術要點和各個設備的原理、布置進行一一明確。并對初步設計中待解決的一些問題提出科學合理的解決方案,做到施工圖紙設計最優化,滿足化工產業安全穩定性生產需求。
三、化工工藝設計具有的特點
化工工藝設計交其他專業領域的設計具有明顯的區別,化工工藝設計工藝流程獨特,生產工藝安全性要求嚴格,技術含量高。尤其是針對化工產業近些年來頻發的安全事故,如化工產品原料在加工過程中出現的有毒原料泄漏問題,嚴重地污染了人們賴以生存的環境,水源的污染,大氣的污染、重金屬污染土壤等。所以國家的有關部門對化工產業的化工工藝設計提出了更為嚴格的要求,明確提出在化工工藝設計時要高度重視工藝設計在投入生產中的安全性問題。但實際上,化工工藝流程的十分的復雜,整個工藝流程涉及的專業較多,設備種類繁雜,各種管線管道交織在一起,倘若在設計過程中沒有確定科學的布線方案可能會早生產過程中因為線路故障問題,如線路老化搭接引起短路,又因為化工原料多數具有易燃易爆的特性,很容易引發火災或者更為嚴重的事故。所以,為了保證化工工藝設計的質量,化工生產的安全穩定性,必須要加強對化工工藝設計危險的識別和控制。
四、危險因素識別與控制
危險因素是指在化工生產過程中雖潛在的不利于安全生產的系列因素,而危險因素的識別和控制是指對化工工藝設計以及設計方案投入到建設中雖體現出來的一些不利于安全生產的特征,如化工設備是否滿足生產的需求,設備所處的環境是否滿足安全性生產需求,設備及相關附屬裝置的排布方式及安裝方式是否合理等,認真考究危險因素,識別各種不安全因素的風險類別及等級,進而有針對性地提出安全風險控制措施。具體來講可通過以下措施控制。
(1)物料方面。
化工工藝設計人員應牢固掌握化工原料的物理特性、化學特性、化學反應特征以及燃燒爆炸性等方面的知識,并能準確地辨識各種原料之間的反應原理。
(2)路線布置。
在化工工藝路線設計時,應根據廠房的實際空間位置進行工藝路線的選定,盡可能地做到工藝路線不和其他電力線路相鄰,避免因電力線出現安全故障對工藝路線造成一定程度的影響。
(3)嚴格控制化學反應裝置。
首先,化工企業工藝設計的時間相對比較短,但是任務量比較大,比較明顯的特點就是整體投資大,而且反應設備和系統龐大及物料管道十分復雜等。由于化工企業工藝設計過程中所應用的物料十分特殊,為了能夠在比較短的時間之內占據市場,就一定要充分考慮化工工藝具體設計周期,盡可能爭取早日上市。對此,大部分化工企業為了能夠降低建設周期,常常是邊開發和邊設計,出現問題就修改,如此繁重的設計工作常常導致設計人員忽視安全問題,從而埋下安全隱患。其次,化工企業工藝設計十分復雜,關系到各個方面的專業技術,要求大量的工程專業技術人員參與。其是一項系統工程,主要包含了化學工藝知識和機械設備知識以及安全工程等方面,各個專業和各專業設計人員需要密切配合,與合理協調。
2化工企業工藝設計安全控制對策
2.1化工反應過程的安全控制
化工反應作為化工工藝生產的主要流程,化工原材料在通過化工反應得到化工產物時,往往會出現安全問題,嚴重時可能發生安全事故。對此,在選取化工反應設備過程中,一定要科學、合理分析。同時各種化工原材料相關化學反應存在一定差異,加大了化工反應穩定、安全控制的難度,從而使化工反應常常出現反應失控安全問題,因此化工企業工藝設計必須嚴格控制相應化工原材料熱效應以及反應速度。在進行化工企業工藝設計時,應該加大冷卻能力或是進行多級化工反應,例如設置外循環冷卻器,嚴格控制化工原材料的加熱速度,在一定程度上減小化工反應的進料量等。除此之外,化工反應器在工作時,常常會因為超壓產生變形,嚴重時會損壞,所以應該在化工反應器中設置壓力檢測和報警等相關設備。
2.2加大工藝物料安全控制
對于化工工藝生產過程中的原材料和中間產品以及產品等相關物資而言,應該以相應的狀態存放,也就是固態、氣態和液態。同時這些物質都具備獨特的物理性質和化學性質,在某種狀態下會造成危害。對此,針對一定要掌握此種物質的獨特危害性,并且不斷提升物質穩定性和化學反應以及毒性等方面的識別意識,從而可以科學進行評價與分析,避免或是減小危害的出現。
2.3加強管道的安全問題控制
一般情況下,管道輸送的物料是易燃和易爆或是存在毒性的物品,若是管道某個環節發生泄漏,就會造成有毒有害物質流出,不但對大氣環境造成嚴重污染,還對化工生產造成嚴重安全問題。對此,在進行管道設計時,一定要綜合考慮與分析管道材料選取和設置以及應力等問題,比如管徑和材料質量等的科學選取,一定要高度重視管道連接位置與拐彎位置的彎頭材料與管徑科學選取。不管是在室外或是室內,管道一定要安全、可靠的和地面進行連接。
2.4合理控制化工工藝路線
化工企業工藝設計常常存在許多工藝路線,在進行設計時一定要選擇更為安全和可靠的工藝生產路線,從而在一定程度上有效減小化工生產危險性。對此在進行化工生產時必須深入考慮化工設備和生產條件以及物料應用,綜合考慮化工危險物質的應用量,盡可能應用低危險性或是無害化工物料,對化工生產條件進行優化,有效緩解化工材料的激烈化學反應,大力引進新技術與新設備,降低廢氣、廢液以及廢固的排放,強化三廢可回收和循環應用,在一定程度上降低對大氣環境的污染。
3結語
1設備安裝設計的重要性
化工工藝是將原材料進行一系列化學反應變化之后,使其轉化成為最終的化工產品,在這個轉化的過程中,就必須要借助化工設備來確?;すに嚹軌蝽樌麑崿F,并在保障化工安全生產上起到了重要作用,因此,在進行化工工藝設備安裝設計的過程中必須要堅持科學合理的原則。在進行設備安裝設計時,要對化工產品的各種特性加以充分考慮,并綜合各種因素來完整設備的安裝設計以及調整工作?;どa中,勢必會涉及到易燃、易爆以及腐蝕性有毒的化工生產原料以及半成品等,要考慮化工產品對設備的影響、化工產品所選用的原料、設備及萃取劑等,另外,設備的使用性能也會直接受到安裝質量的影響,因此,設備設計在化工工藝中顯得尤為重要。
2具體的設備安裝工藝設計
在化工工藝設計中,設備安裝涉及范圍廣,內容繁雜,是首先要考慮的重點設計。(1)車間設備的布置設計在進行化工設備安裝設計中,保證車間設備科學布置特別重要,譬如吊裝孔設備的設置,若化工廠房長度超過36m,那么吊裝孔設備的地點就應當選在和廠房中間距離較近且靠近墻壁的位置;若廠房長度不長,建議將吊裝孔設備設置地點靠近來靠近山墻一端,在進行吊裝孔設備位置選擇時還應當考慮一些其他因素??偠灾?,設備安置要遵循化工生產線優化組合、能源就近利用以及安全性原則,為化工車間的生產經營營造一個寬敞整潔的環境。(2)操作臺以及設備支架的設計支架是化工工藝設備安裝過程中的必要設備,機械設備以及儀器等設備在安裝的過程當中都需要借助不同類型的支架,通過支架的合理設置來保證設備安裝后穩固牢靠。為保障設備安全運行,在進行支架設計時需要重點關注操作臺以及支架的質量,充分考慮支架的承載質量能否滿足設備需要,是否堅固耐用。(3)化工設備的保溫在化工設備安裝設計過程中,除了上述兩點需要考慮之外,還必須要將設備所處的環境考慮在內,其中,設備保溫就是十分重要一個方面。在生產過程中,若設備保溫設計不合理,設備放置不當,外界的環境影響就會更加明顯,若一旦超出環境溫度的限值,就可能會導致設備出現功能減弱,進而影響化工設備的正常運行,降低化工設備的生產效率,嚴重情況還可能導致安全事故,因此,加強設備保溫設計非常重要,在進行工藝設計的過程中必須要重視保溫設計。(4)設備安裝技術說明設計化工設備安裝設計中,順序非常關鍵,設備安裝的固定和防治標準也很嚴格,因此,在安裝過程中要對需要注意的地方做好解釋說明,設計說明要簡明達意,清晰明了,可操作性強。
3化工設備安裝的工藝設計
設備安裝設計是化工設備工藝設計的重點,是對各種資源進行整合利用,以創造一個整潔通暢的生產環境。在設備安裝設計的吊裝孔環節,必須綜合考慮各種因素,具體分為:
3.1化工設備的吊裝孔位置設計
(1)位置設計。在設計中,,必須考慮到安裝廠房的實際構造,設備裝置的吊裝口必須設計相應的位置,要在后一層的布置設計中反映出吊裝孔的位置,確保在相同位置垂直設置基礎建筑;在不影響安裝質量的前提下,縮短吊裝孔與檢修設備之間所處的位置。最后,一定不要忽略最底層的設備布置,吊裝孔區域內不可以進行設備的設置,以便確保設備從這個地方出入方便。(2)構造形式設計。在設計中,可以將敞開式吊裝和閉式吊裝兩種設備吊裝口的方式組合運用,取長補短,不僅要方便上下聯系,還要增加泄壓面積,根據廠房具體情況而設計。
3.2規范進行設備安裝檢修
在進行設備安裝設計中,,安裝位置與水平運輸通道的距離一定要全面的、準確的測量,以確保設備順利得送入。在設備安裝時要充分考慮該樓層的起吊位置與下一層需要安裝設備的起吊位置之間的關系,為做好設備的檢修工作留有余地,并確保其吊裝設計安裝的合理、科學。
綜上所述,化工工藝設備安裝設計中,設備的安裝位置以及安裝過程的設計非常重要,這是確?;すに図樌麑崿F的前提保障,直接影響到設備的維修質量和效率,因此在進行化工設備安裝工藝設計時需要綜合各種因素,確保設備安裝科學合理,保障化工生產安全有序的進行。
作者:夏剛 單位:江漢油田分公司鹽化工總廠
參考文獻: