高度重视RTO装置的爆炸安全风险

时间：2024-02-04 10:05

来源：化工邦、化工365，VOCs减排工作站再编辑

本文从自控角度分析RTO装置几个风险集中点，供大家参考。RTO装置最大的风险是废气含量超过爆炸极限，装置发生闪爆。风险管控措施是检测到混合气体浓度超标，联锁打开排放阀，同时停风机。

近几年，RTO装置的事故频发，安全是环保装备的红线。本文从自控角度分析RTO装置几个风险集中点，供大家参考。RTO装置最大的风险是废气含量超过爆炸极限，装置发生闪爆。风险管控措施是检测到混合气体浓度超标，联锁打开排放阀，同时停风机。看着联锁设计很完善，但是这里存在几个很关键的问题：

1、用于废气浓度检测的仪表能否准确。

2、检测到浓度超标后放空阀能否打开。

首先说用于废气浓度LEL仪表是否能检测准确的问题，作为一个资深仪控专业人士，我敢肯定的说这个表检测是不可能准确的。原因有以下几个方面，大部分用于检测VOS气体的仪表是FTA原理（甚至有不少RTO装置使用可燃气体报警器来测量），这种仪表是利用燃烧VOCs气体产生的热量来检测的，仪表的标定只能使用一种气体，而废气中往往含有多种气体，每种气体燃烧产生的热量不一，不可能和标定气体完全一样，导致仪表检测是不可能完全准确的。

这个和我们常用的可燃气体报警器是相同的问题，解决方案是：用热值较低的气体作为标准气体来标定，让仪表显示偏高，提前联锁来保证RTO的安全。标定气体千万不能错了，否则RTO装置爆炸了，仪表还没报警。下表为各种气体燃烧热值比较。

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保证仪表用热值较低的气体标定就可以了吗？其实还远远不够，对于这个仪表来说，最难的不是测量准不准的问题，而是取样问题。如何把VOCs管道中样气快速的抽取，送给仪表去测量，这是最大的问题，也是最容易忽略的问题，仪表采不到样，再好的仪表也是摆设。为什么RTO装置管道中仪表采样比较困难，因为管道中是负压，而仪表安装于大气压环境下，从负压环境中快速的取样比较难。目前大部分使用的是仪表风引射取样，这种取样方式理论上是可以的，但是运行起来，先不论浪费多少仪表风能耗，就取样稳定来说，与仪表风压力，仪表风净化质量、VOCs管道负压数值等等一系列因素相关。

总之大部分并不可靠，取不出样的情况常有发生，安全保护中断。

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解决这个问题可以在采样处做流量拦截、利用管道中气流的推力把VOCs气体推入仪表中，把仪表的检测出口管线接到系统压力最低的风机入口处，由于管道中存在气阻，取样处的压力一定高于风机入口处压力，加上漏斗式拦截取样设备，造成气流对取样处气体的推力，基本可以解决取样难的问题。（以下为示意图，一般检测仪表有三台，取样器也有三个，此图仅仅是示意图）

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每个企业解决取样问题方法不一，可能会有更好的方法，总之，取样问题是核心问题，即使用专用泵抽，也要保证管道中样气快速进入仪表。

解决取样问题就可以了吗？还不够，要确保管道中样气的混合均匀。由于VOCs管道较粗，各VOCs挥发处可燃性气体含量不一，在VOCs管道中气体混合不均匀，很有可能出现仪表检测数据正常，而管道中存在局部可燃气已经超标的现象，这种情况也可能造成RTO闪爆，这就要求在管道中要加混合器，使得管道中气体混合均匀，否则即使仪表检测准确又有何用。

仪表能准确的检测到可燃气体含量就安全了吗？远远不是，检测到可燃气体后一定要快速打开排空阀，防止达到爆炸极限的气体进入RTO发生爆炸，这就要求联锁的可靠性。有人要求RTO联锁要达到SIL2，这基本是不可能的，没有人会为RTO设置一套SIS系统，再说就算设置一套SIS，SIF回路要达到SIL2还是非常难的。主要问题是快速排放阀，快速排放阀的口径较大，这种阀门有个特点，就是可靠性差，动作慢（不要相信阀门的SIL证书，皇帝的新装）。切换阀有个共同的特征，就是验证时可靠性较高，实际使用时，可靠性最差。加上RTO装置的特殊性，这个阀门关键时候很可能掉链子，和是否有SIS没有关系。那么怎么办呢，买高质量的切断阀是一种办法，另外缩短Ti（Test Interval）时间以保证此联锁可靠性，缩短Ti时间是保证联锁可靠性的有效手段。另外此阀门设计最好是双杠单作用形式，能大大的提高联锁的可靠性（在气缸弹簧失效时继续打开）。

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