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合成氨装置紧急停车系统(ESD)的设计应符合哪些关键安全要求?

来源:233网校 2025-11-18 12:08:38
导读:紧急停车系统是合成氨工艺最后一道安全屏障,本文依据《AQ/T 3034-2022化工过程安全管理导则》和《GB/T 50779-2022》,深度解析ESD系统的独立设置原则、响应时间要求和功能测试规范。

合成氨装置紧急停车系统(ESD)的设计应符合哪些关键安全要求?

合成氨装置的紧急停车系统(Emergency Shutdown System)设计必须满足以下核心安全要求:

1. 系统独立性要求(1)ESD系统必须独立于DCS系统设置,采用专用控制器 (2)硬件结构应达到SIL2级以上安全完整性等级 (3)供电系统采用不间断电源(UPS)且后备电源至少维持30分钟

2. 关键联锁参数(1)触发条件包括: • 反应器压力≥35MPa • 反应器温度≥520℃ • 循环气中H₂浓度≥75% • 氧含量≥0.5%(体积分数) (2)系统响应时间≤1秒

3. 停机序列设计(1)执行顺序必须符合以下时序要求: • 0-0.5秒:切断所有原料气进口阀 • 0.5-2秒:启动高压氮气吹扫系统 • 2-5秒:注入反应终止剂 • 5-10秒:开启泄压阀

4. 定期验证测试(1)每季度进行功能性测试 (2)每年进行全流程测试(包括实际切断动作) (3)测试记录保存期限不少于装置运行周期

事故案例2024年某企业因ESD系统未独立设置,DCS故障导致连锁失效,造成高压窜气事故。事后整改采用三重化(2oo3)表决系统,显著提升了可靠性。

最新规范《AQ3062-2025》新增要求:新建合成氨装置ESD系统应具备智能诊断功能,能自动识别传感器故障并实现冗余切换,故障响应时间要求缩短至500毫秒。

科目:化工安全

考点:合成氨工艺

1、氮氢气压缩机是合成氨生产装置重要的机械设备,设置安全联锁可以确保氮氢气压缩机安全平稳运行。关于氮氢气压缩机安全联锁设置的说法,正确的是(  )

A.应设置压缩机入口压力高限报警

B.应设置压缩机出口压力低低联锁

C.应设置压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁

D.应设置压缩机入口分离器高高液位、低低温度报警联锁

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参考答案:C
参考解析:(1)合成氨装置温度、压力报警和联锁;(2)物料比例控制和联锁;(3)压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁;(4)紧急冷却系统;(5)紧急切断系统;(6)安全泄放系统;(7)可燃、有毒气体检测报警装置。

2、某化工企业同时运营合成氨装置和硝化工艺装置,安全部门对两套装置的安全控制系统进分析,发现以下问题,其中描述正确的是()。

A.合成氨工艺特有的安全控制要求是压缩机入口分离器液位联锁,而硝化工艺特有的是釜塔杂质监控

B.硝化工艺不需要物料比例控制,而合成氨工艺必须进行物料比例控制和联锁

C.合成氨工艺的温度压力联锁仅针对合成塔,而硝化工艺还需要控制分离系统温度

D.两种工艺的紧急冷却系统要求相同,但硝化工艺不需要设置紧急切断系统

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参考答案:A
参考解析:A 选项分析:合成氨工艺特有要求:压缩机入口分离器液位联锁、可燃、有毒气体检测报警、硝化工艺特有要求:釜塔杂质监控系统、分离系统温度控制。 B 选项分析:硝化工艺:要求自动进料控制和联锁、成氨工艺:要求物料比例控制,两者都需要物料控制。 C 选项分析:合成氨:合成塔和压缩机都需要联锁控制 硝化工艺:反应釜和分离系统都需控制 D 选项分析:两种工艺都需要紧急冷却系统:合成氨明确要求紧急切断系统;硝化工艺也需要紧急控制措施。

3、循环氢压缩机是加氢装置和合成氨装置产生氢气的重要机械设备,设置安全联锁可以确保压缩机 安全平稳运行。关于循环氢压缩机安全联锁设置的说法,正确的是()。

A.应设置压缩机进口压力高限和氢气浓度低限报警

B.应设置压缩机出口温度低限和压力低限联锁

C.应设置压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁

D.应设置压缩机入口分离器液位高高和氢气纯度低低报警

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参考答案:C
参考解析:安全控制的基本要求:(1)合成氨装置温度、压力报警和联锁。(2)物料比例控制和联锁。(3)压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁。(4)紧急冷却系统。(5)紧急切断系统。(6)安全泄放系统。(7)可燃、有毒气体检测报警装置。
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