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化工企业如何通过仪表设计实现高危工艺的本质安全?

来源:233网校 2025-11-18 12:08:19
导读:本文详细解析化工高危工艺仪表设计的本质安全原则,结合硝化工艺自动化控制等典型案例,系统阐述安全仪表系统(SIS)的设计要点和验证方法,为注册安全工程师考试提供核心考点解析。

化工企业如何通过仪表设计实现高危工艺的本质安全?

在化工高危工艺过程控制中,仪表设计是实现本质安全的关键环节。根据AQ3062-2025《精细化工企业安全管理规范》7.4.1条款要求,需重点把控以下设计要点:

一、本质安全设计原则替代原则:用危险性小的物料/工艺替代(如采用连续硝化替代间歇硝化) • 减弱原则:通过仪表控制降低操作参数(如反应温度自动调节) • 简化原则:减少人工干预环节(如全自动投料控制系统)

二、硝化工艺的特殊要求

  1. 必须配备三重冗余的温度、压力检测仪表

  2. 反应釜应设置独立的紧急泄放系统

  3. 联锁系统需达到SIL3级安全完整性水平

三、安全仪表系统(SIS)设计验证• 需进行完整的HAZOP分析LOPA评估• 验证测试应包括:

  • 传感器到最终元件的全回路测试

  • 故障注入测试(模拟传感器失效等)

  • 平均失效间隔(MTTF)验证

【典型案例】某染料厂因硝化反应釜温度仪表未采用冗余设计,导致测温失效后联锁系统未动作,引发爆炸事故,造成5人死亡。事故调查报告显示该设计违反AQ3062-2025第7.4.1.4条强制性要求。

备考重点:

  1. 掌握本质安全设计的三大原则及应用场景

  2. 熟记硝化工艺等高危工艺的仪表配置要求

  3. 理解SIL等级与仪表冗余设计的对应关系

  4. 能根据给定工艺条件进行安全仪表功能(SIF)设计

特别提示:2024版教材新增了数字化智能仪表在本质安全设计中的应用要求,包括AI预测性维护等技术内容,考生需重点关注。

科目:化工安全

考点:仪表的设计、选型和安装的总体要求

1、 下列有关就地式工业压力表的说法错误的是(  )。

A.工作压力小于2.45MPa的锅炉及低压容器,压力表精度不得低于2.5级

B.工作压力等于或大于2.45MPa的锅炉及中高压容器,压力表精度不得低于1.5级

C.工作压力等于或大于2.45MPa的锅炉及中高压容器,压力表精度不得低于2级

D.压力表的量程通常为工作压力的1.5~3.0倍

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参考答案:C
参考解析:就地式工业压力表工作特点包括: ①工作压力小于2.45MPa的锅炉及低压容器,压力表精度不得低于2.5级; ②工作压力等于或大于2.45MPa的锅炉及中高压容器,压力表精度不得低于1.5级; ③压力表的量程应与设备工作压力相适应,通常为工作压力的1.5~3.0倍。

2、下列关于压力表选用的说法中,符合要求的是(  )。

A.现场采用的1.0 MPa压力容器,选用精度等级为4.0级的压力表

B.现场4.5 MPa的液氨储罐,选用精度等级为1.0级的压力表

C.开工试压过程中为防止超压,选用一块精度等级较高的刚刚校定完成的压力表测压

D.槽车用压力表,量程为最高工作压力的2倍,每年校验一次

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参考答案:B
参考解析:A选项不符合要求,低压设备压力计精度不得低于2.5级,中压不得低于1.6级,高压、超高压则不低于1级。1.0 MPa为低压容器,精度等级应不低于2.5级,4.0级比2.5级低。 C选项不符合要求,开工试压过程中为防止超压,试验压力的检测不能少于两块压力表。 D选项不符合要求,贮罐用压力表每年校验1次,槽车及其他设备用压力表每半年校验1次,合格的应加铅封。 B选项正确

3、在有爆炸危险性的场所,应该选用(  )。

A.防爆型仪表

B.放射性仪表

C.常规仪表

D.技术最先进的仪表

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参考答案:A
参考解析:本题考查的是防爆型仪表的管理。 在有爆炸危险性的场所,应该选用防爆型仪表。根据使用场所爆炸危险区域的划分,选择满足防爆等级的仪表。
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