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8 自动控制安全设计8.1 一般规定8.1.1 烧碱装置的控制室应位于爆炸危险区域外、无火灾危险的区域内。当与其它危险工艺生产装置合用一个控制室时，控制室应采用抗爆结构设计；当单一的烧碱装置（包括辅助装置）设置一个控制室时，控制室建筑物应采用相应的抗爆结构设计措施，如面向工艺装置一侧的墙采用防爆墙等。 8.1.2 烧碱装置应设置独立的过程控制系统（DCS）和安全仪表系统（SIS）系统来完成过程操作、控制、报警、联锁、管理和安全停车。 8.1.3 烧碱装置应设置有毒气体（氯气）和可燃气体（氢气）检测报警装置。 8.1.4 烧碱装置内的仪表外壳应满足抗氯气腐蚀的要求，与工艺介质接触的仪表材质应满足工艺介质的要求，并且不低于仪表所在管道或设备的材质。在爆炸危险区域内的仪表、设备应符合危险区域防爆等级的要求，本安型仪表不应低于ExiaIICT1，隔爆型仪表不应低于ExdIICT1。现场仪表的防护等级一般采用IP65。 8.1.5 根据现场情况和仪表要求采取保温、伴热、遮阳、防酸雨、空调等措施保证仪表正常工作。 8.2 过程控制系统8.2.1 过程控制系统应当是成熟的、经过实际应用检验的系统。系统应安全可靠、便于扩展、满足烧碱生产过程控制、检测和管理的需要。 8.2.2 过程控制系统的控制器、电源单元和通讯单元均应采用冗余结构。重要的控制回路和重要检测点的I/O卡应冗余配置。控制系统采用客户/服务器结构时，至少配置一对冗余的服务器。 8.2.3 过程控制系统应能根据用户或设备的身份不同赋予不同的权限，保证网络信息资源不被非授权用户使用，并应根据访问授权关系，对访问控制进行限制。 8.2.4 所有人机界面的数据接口均应设置操作访问权限措施。 8.2.5 过程控制系统的电磁兼容性应通过“中国国家强制性产品认证（CCC认证）”或“欧洲统一认证（CE认证）”。 8.2.6 机柜内的直流电源装置应按1：1冗余配置。 8.3 安全仪表系统（SIS）8.3.1 烧碱装置应设置一套安全仪表系统（SIS）来执行装置的安全联锁。安全仪表系统设计应符合《石油化工安全仪表系统设计规范》的规定。 8.3.2 安全仪表系统安全完整性宜按SIL2来设计，其逻辑控制器应与过程控制系统分开。安全仪表系统应设计成故障安全型。 8.3.3 安全仪表系统宜设置操作员站，在操作员站失效时，安全仪表系统的逻辑处理功能不受影响。操作员站功能不应修改安全仪表系统的编程软件。 8.3.4 系统应设工程师站及事件顺序记录站。工程师站和事件顺序记录站可共用，并设不同级别的权限密码保护。 8.3.5 在过程控制系统中设置的维护和操作旁路开关宜采用通讯方式与安全仪表系统连接。过程控制系统中联锁输出应采用硬连接与安全仪表系统连接。 8.3.6 紧急停车按钮、重要的信号报警应安装在系统的辅助操作台上，采用硬线与安全仪表系统（SIS）连接，信号报警器应具有区别第一报警功能。 8.3.7 所有进入安全仪表系统（SIS）的信号应采用通讯方式送入过程控制系统（DCS）进行显示。 8.3.8 与安全仪表系统（SIS）相关的现场仪表宜通过相应的SIL等级认证。 8.4 主要联锁回路8.4.1 烧碱装置中的以下参数应进入安全仪表系统（SIS）执行安全联锁保护： 电解槽整流器停 淡盐水槽液位 HH 碱液槽液位 HH 氯气总管压力 HH 氢气总管压力 HH 氢气总管与氯气总管压差 HH 氢气总管与氯气总管压差 LL 紧急停车按钮 仪表空气压力 LL 氢气压缩机停 氯气压缩机停 电解槽接地故障 进电解槽阴极精盐水流量 LL 进电解槽阳极碱液流量 LL 整流器电流 HH 纯水流量 LL 8.4.2 盐酸合成炉工段要根据不同炉型，下列参数宜进入安全仪表系统（SIS）进行安全联锁保护： 进合成炉氯气总管压力 LL 进合成炉氢气总管压力 LL 进合成炉氢气流量 HH 进合成炉氢气流量 LL 进合成炉氯气流量 HH 进合成炉氯气流量 LL 进合成炉氢气/氯气流量比值 HH 进合成炉氢气/氯气流量比值 LL 汽包液位 LL 汽包液位HH 进合成炉循环水流量 LL 8.4.3 下列参数宜进入安全仪表系统（SIS）进行安全联锁保护： 液氯储槽液位 HH 液氯气化压力 HH 8.5 可燃、有毒气体检测 8.5.1 离子膜烧碱装置应设置有毒气体（氯气）和可燃气体（氢气）检测报警，不设置氯化氢气体检测报警。可燃、有毒气体检测设计应符合《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493的规定。 8.5.2 可燃和有毒气体检测报警系统可独立设置，也可与过程控制系统合并设计，合并设计时I/O卡件应独立设置。除过程操作站上显示报警外，可设置一个专用的操作站用于可燃和有毒气体报警和显示。 8.5.3 现场报警器的设置宜根据设备及建筑物的布置、释放源的理化性质和现场空气流动特点及当地**的相关规定综合确定。 8.5.4 可燃或有毒气体检测器一般要安装在建筑物内压缩机、泵、反应器及储槽等容易泄漏的设备及周围气体易滞留的地方。 8.5.5 氯气检测器宜选用电化学式，量程宜为0~10ppm，一级报警值宜为1ppm，二级报警值宜为3ppm。 8.5.6 氢气检测器宜选用催化燃烧式，量程宜为0~100%LEL，一级报警值宜为25%LEL，二级报警值宜为50%LEL。 8.6 仪表选型8.6.1 电解槽周围的测量仪表应满足电解厂房内的电磁干扰环境。进电解槽阴极液（碱液）的流量计不应选用钽材，宜选用哈氏合金C材质。测量阳极液（盐水）的流量计材质宜选用钽材。 8.6.2 温度大于85℃碱液的仪表材质不宜选用不锈钢，宜选用哈氏合金C、钢衬PTFE或镍材。 8.6.3 测量盐水的仪表材质宜选用钛材或钢衬PTFE。 8.6.4 测量干氯气的仪表材质禁用钛材，可选用钽材或钢衬PTFE，湿氯气可选用钛材。 8.6.5 氯气、液氯的控制阀、开关阀应采用波纹管密封或双填料密封。 8.6.6 当出电解槽的氯气总管和氢气总管调节阀关闭时，在总管调节阀之前没有排放出口时，总管调节阀不得完全关断，应留有10%~15%的死区。 8.6.7 测量氯气和液氯介质仪表的垫片宜选用金属缠绕垫或改性聚四氟乙烯垫， 严禁使用橡胶垫。 8.6.8 测量氯气、液氯的压力表、压力变送器、差压变送器的填充介质应选用惰性油，禁止选用硅油。 8.6.9 液氯储罐的液位测量宜选用外测式液位计，并同时设置另一种不同原理的液位检测。 8.6.10 PH或OPR检测器应选用抗氯离子中毒的产品。 8.6.11 现场仪表故障时，输出应趋于安全状态，当仪表气源故障时，调节阀、开关阀应位于安全位置。 8.6.12 电解槽区域的电缆应采用高温屏蔽阻燃电缆，穿管应采用非金属材料。 8.6.13 当氯化氢气体去下游工段与乙炔气混合生产VCM时，可在氯化氢气体总管设置氯化氢气体中游离氯分析仪，并把分析仪报警信号送至VCM工段。。 8.7 仪表供电、供气8.7.1 过程控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）和现场仪表由不间断电源（UPS）供电。UPS容量应能保持控制系统和仪表正常工作至少30分钟时间。UPS应具有故障报警和保护功能。 8.7.2 DCS控制站和SIS控制站应冗余供电，至少采用一路UPS，一路市电供电。 8.7.3 仪表气源应配置备用贮罐，容量为：从700KPaG降到400KPaG 至少20分钟。 8.8 仪表接地、防雷8.8.1 仪表接地采用等电位接地方式。过程控制系统侧设有仪表信号接地、本安接地（如果有）和保护接地汇流条，三种接地汇流条分别接至仪表总接地板上，总接地板与电气的接地网络相连接。 8.8.2 现场盘、仪表电缆桥架、仪表设备、仪表接线箱等的仪表保护接地在现场与电气接地网连接；仪表的信号接地应在仪表控制系统侧接地。 8.8.3 非金属材料桥架应在桥架底层设置导体并在桥架两端设置接地柱，以便与全厂接地网相连，防止在危险区域静电积累引起危险。 8.8.4 根据所在区域的年平均雷爆日和经济、安全的重要程度，采取必要的防雷设计。 自动控制安全设计条文说明 8.1.1 控制室采用抗爆设计是现行规范的要求和控制室设计的趋势，但在工程实践中仍有许多中小型化工装置的控制室没有采用抗爆设计，这一现状既符合工程需要也满足安全的要求，同时也兼顾了工程造价，方便了运行管理，所以本规定仍保留“控制室建筑物应采用相应的抗爆结构设计措施”的设计方案。 8.3.1 安全仪表系统（SIS）也称为紧急停车系统（ESD）、安全停车系统（SSD）、安全联锁系统（SIS）或安全保护系统（SPS），所以烧碱装置设置安全仪表系统（SIS）或紧急停车系统（ESD）是一样的，只是称谓不同，但设计均要符合《石油化工安全仪表系统设计规范》的规定。 8.3.2 烧碱装置的系统安全完整性等级按SIL2来设计是根据工程实践确定的，按SIL2设计能满足烧碱装置的安全要求。 8.4.1 氢气压缩机停车参与全装置联锁是按没有氢气气柜来设计的。 8.5.1 压力管道安全技术监察规程TSGD0001中规定：氯化氢极度致害浓度：吸入Lc50<200ppm，经皮LD50<100ppm，经口LD50<25ppm。《化工采暖通风与空气调节设计规定》HG/T20698中规定车间空气氯化氢容许浓度5ppm。国标《危险化学品重大危险源辨识》GB18218把氯化氢列入有毒气体，但是卫生部（卫法监发【2003】142号）文关于《高毒物品目录》中没有列入氯化氢，所以本规定中氯化氢气体不设置有毒气体检测。 8.5.3 烧碱装置一般不设装置内现场报警器，但有些地方**要求现场可燃气体和有毒气体检测带报警灯，所以设计时宜考虑地方**的规定和要求选用检测器带报警灯或现场设置声光报警。 9 电气安全设计9.1 供、配电系统9.1.1 用电负荷应根据其在生产过程中的重要性及对供电可靠性、连续性的要求进行负荷分级。烧碱装置的用电负荷分级不应低于： （1）下列负荷应视为一级负荷中特别重要的负荷。 1）电解系统的阴、阳极液循环泵、精盐水供给泵、脱氯淡盐水泵、纯水泵、电解槽油压单元（如有） 2）废氯气处理装置的碱液循环泵、引风机、供应废氯气处理工段的循环水或冷冻水泵 3）仪表空气空压机 4）极化整流装置（如有） 5）消防控制室、消防水泵房、防烟与排烟风机等。 6）DCS系统及仪表用电。 7）事故照明及疏散照明。 8）工艺要求的其他重要负荷。 （2）生产装置除上述负荷外均为二级负荷。 （3）厂前区、辅助设施等为三级负荷。 编制说明：依据GB50052中电力负荷的分级原则，将装置中特别重要负荷及一级负荷（如消防负荷）统一归并为特别重要负荷，原因如下：1）装置中特别重要负荷及一级负荷的台数和容量在整个装置中的比重都不是很大，合并设计后不会对应急电源系统的配置产生大的影响；2）由于特别重要负荷由独立于正常供电电源的应急电源供电，系统中不再有一级负荷因此可以**降低对主工作电源的要求，按二级负荷配置即可，这在很大程度上适应现行电网的现状。 9.1.2 供电电源的要求 （1）一级负荷中特别重要负荷，应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。应急供电母线与正常工作电源母线间应设置自动切换装置，切换时间应满足负荷允许中断供电的时间的要求。 （2）根据允许中断供电的时间的要求，烧碱装置可选择下列电源作为应急电源： 1）带有自动投入装置的独立于正常电源的专用的馈电线路。 2）独立于正常电源的可快速（≤15s）自起动的柴油发电机组，发电机组应能在30s内供电。其容量应满足装置中所有特别重要负荷的供电要求及电动机的起动要求。 3）DCS系统应采用UPS或蓄电池供电。 4）事故照明及疏散照明可采用带蓄电池组的应急灯具。 （3）应急电源与正常电源之间，应采取防止并列运行的措施。 9.1.3 宜采取如下措施，使整流设备所产生的谐波电压、谐波电流在公共连接点上满足国标关于公用电网谐波电压限值和谐波电流允许值的要求： （1）整流变压器采用有载调压，调压范围宜为70%~105%，以避免各种工况下可控硅处于深控状态。 （2）提高整流单机组的整流脉冲数。 （3）当同一供电母线上接有多台整流机组时，应采用移相技术，使同一供电母线上所有的整流机组形成等效多相的接线方案。 （4）设置滤波器。 9.2 环境特征9.2.1 爆炸性气体危险环境 （1）烧碱装置可能形成爆炸的气体混合物及存在场所： 表9.2.1 存在场所
注1：固碱工段可能存在的危险介质取决于熔盐炉的燃料，通常有重油、天然气、氢气、煤制气等 （2）爆炸危险环境的一般规定、区域划分及范围、电气装置的要求等除本规范特殊规定外均应遵循GB50058的要求： 1）电解厂房电解槽顶部1m以上空间应划为2区爆炸危险区域； 2）固碱熔盐炉采用易燃物为燃料时，应遵循GB50058的要求，但其明火点周围1.5m球形空间可划分为非爆炸危险区域。 9.2.2 火灾危险环境 火灾危险场所的定义、区域划分及电气装置的要求应遵循GB50058的规定。 9.2.3 腐蚀危险环境 （1）烧碱装置化学腐蚀性物质存在场所及区域划分： 表9.2.3 注：腐蚀环境的划分可结合工艺专业提供的腐蚀性物质释放浓度，结合地区最湿月平均最高相对湿度及释放点通风情况调整，当相对湿度较低且通风情况良好时可适当降低防腐等级；反之则应提高防腐等级。 （2）腐蚀环境内的电力设计应遵循HG/T20666的规定。 9.3 安全照明设计9.3.1 安全照度标准、灯具选型及照明配电等除满足GB50034的一般规定外，尚应根据爆炸、火灾、腐蚀等不同环境特征满足相关规范的要求。 9.3.2 控制室、屋内配电装置室、消防泵房、整流所及工艺装置中应急用电设备的操作区域内应设置备用照明；各建筑物主要疏散通道及安全出口处应设置疏散照明。备用照明及疏散照明宜采用应急灯，其连续供电时间不应少于30min。 9.4 防雷、接地设计9.4.1 防雷设计 （1）应依据GB50057的防雷分类原则对装置内各建构筑物进行防雷分类，且不得低于如下规定： 1）易燃易爆建构筑物、整流所应按第二类防雷建构筑物设计； 2）DCS控制室、装置总变配电所宜按第二类防雷建构筑物设计。 （2）建构筑物的防雷措施除本规范特殊规定外均应遵循GB50057和GB50650的要求： 1）屋面应优先采用接闪带作为防直击雷措施； 2）凸出屋面的壁厚符合直接接地要求的金属设备、所有的金属管道、放散口及金属构件均应和屋面接闪器相连； 3）在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体，应视其分布的不同情况采取如下措施： u 数量较少，凸出屋面的高度较低时宜局部装设避雷针保护，并应和屋面避雷装置相连； u 当屋面遍布且凸出屋面的高度较高时（如氯化氢合成框架）应协同布置专业进行防雷安全性评估，确定采用避雷针或增设屋面；在雷电活动频繁地区宜采用增设屋面方案。 9.4.2 接地设计 （1）交流电气装置应按规定接地，其接地范围及实施方案应符合GB50065及国家现行有关标准的规定。 （2）所有工艺生产设备及其管线应按规定做防静电接地，防静电接地的范围及实施方案应符合HG/T20675及国家现行有关标准的规定。 （3）装置内防雷接地，防静电接地，保护接地(包括DCS系统、火警系统、通讯系统)及电气工作接地应共用一个接地系统，总接地电阻应不大于4Ω。 9.5 整流所9.5.1 整流变压器和整流柜宜采用紧凑式户内或半敞开式户内布置；当符合下列条件时，整流柜可设置在单独的房间内，但其布置应充分考虑所对应整流变压器的相对位置尽可能地缩短阀侧母线长度并使各相母线布置均匀对称： （1）整流变压器采用室外式； （2）地处寒冷地区一般的保温措施无法保证停车后整流柜和纯水冷却器冷却水路的安全。 9.5.2 整流变压器室的耐火等级、安全间距、储油设施、消防配置等防火要求等同于一般动力变压器的要求，应符合相关国家现行有关标准的规定。 9.5.3 整流所内冷却油路管沟、冷却水路管沟、配电线路管沟应相互隔离，冷却水路管沟应设置排水措施。 9.5.4 直流母线穿越楼板、墙体、护栏时，其四周0.5m的净距内的钢构件不得构成闭合磁路，母线夹具的设计不得形成闭合磁路。 9.5.5 当整流柜采用绝缘安装时，应设置绝缘监视装置，动作时作用于信号。 整流变压器一次侧断路器及直流刀开关与整流柜间应设置安全联锁装置，仅当整流系统无故障且电流给定为零时，变压器一次侧断路器方可允许合闸；仅当整流脉冲确认已封锁，且整流柜直流输出为零时，直流刀开关方可允许操作。 编制原则：1）根据烧碱装置的特点，对国家和行业现行的有关标准规范中的一些原则性条款进行细化，增加规范执行的可操作性以避免因主观理解的差异而产生规范执行的偏差；2）明确安全设计在各个节点上的具体规定，但对现行标准中已规定的内容不做赘述。 10 电信安全设计10.1 火灾自动报警系统10.1.1 火灾报警控制器设置在有人值班的场所，并应设专用报警电话。 10.1.2 生产装置区设置手动报警按钮，并使用声光报警器作为警报设施。生产装置区内的火灾报警系统设备应根据环境特征选择符合要求的设备。 10.1.3 公用及辅助生产设施和装置内重要设施的火灾危险场所应根据环境特征设置感烟探测器、感温探测器、线型光束感烟探测器、线型感温探测器、手动报警按钮等，并使用声光报警器作为警报设施。 10.2 工业电视监控系统10.2.1 为了能及时发现和排除烧碱装置的事故隐患，保障人身和设备安全，在烧碱装置内应设置工业电视监控系统。 10.2.2 应根据工艺流程、生产操作和管理等要求进行系统配置，在有重大危险源的场所都应设置摄像机，并确保在控制室进行实时有效监控。摄像监控设备的选型和安装要符合相关技术标准，应根据环境特征选择符合要求的设备。 10.3 其他系统的设计10.3.1 为了保证烧碱装置的安全生产，应根据工程的具体要求进行其他系统的设计，如：电话系统，无线通信系统，扩音对讲系统，广播系统等。 11 设备安全设计11.1 结构安全设计11.1.1 在本装置内压力容器的设计应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0004），《压力容器》（GB150.1~150.4），《管壳式换热器》（GB151）等相关标准和规范的要求。 11.1.2 玻璃钢设备的设计应符合《玻璃钢化工设备设计规定》（HG/T20696）。对非金属压力容器还应符合《非金属压力容器安全技术监察 规程》（TSGR0001）的要求。 11.1.3 在本装置内的玻璃钢 (FRP) 设备必须设置地脚螺栓,一般不得少于4个, 间距一般按 不小于 1800~2000 (弧长) 。 11.1.4 聚氯乙烯 (硬PVC) 外包玻璃钢(FRP)加强设备,其玻璃钢(FRP)的厚度应不小于10mm,玻璃钢最外保护层中树脂的含量应大于70%，同时在树脂中加入UV-9型紫外线吸收剂，以防止光氧化，使得保护层老化，该层厚度应不小于1mm.对于安装在寒冷地区的室外非金属设备应充分考虑环境温度的影响必要时应采取相应的安全措施。 11.1.5 碳钢(CS)设备,内涂玻璃鳞片防腐涂层厚度一般为:0.5~1.0mm,(不小于0.5mm),主要设备涂层厚度:1~2mm,(不小于1.0mm) 11.1.6 在本装置内所选用的管法兰，宜以HG-T20592/ HG-T20615，为首选, 压力等级应不小于1.0 MPa~2.5MPa /2.0MPa. (特殊的法兰除外) 11.1.7 公称直径小于等于DN40的接管法兰应优选带颈对焊法兰。（非金属设备除外） 11.1.8 在本装置内压力容器介质为：易燃易爆或毒性为中度以下时法兰压力等级应不小于1.6 MPa。 11.1.9 在本装置内压力容器介质为：毒性为极度或高度时法兰压力等级应不小于2.5 MPa/2.0MPa。（非金属设备除外） 11.1.10 接管公称直径小于50mm 时应采用加强管补强结构，大于50mm时应当采用补强圈结构，或加强管结构。 11.1.11 在本装置内垫片一般优选：PTFE（聚四氟乙烯板），对：毒性为:高度危害的压力容器优选：金属缠绕垫，当条件允许时应选带内外环的金属缠绕垫。 11.1.12 当设计温度低于-20℃时的低温压力容器，选30CrMoA、35CrMoA材质的螺柱，螺柱应进行该温度下的低温冲击试验，合格指标按GB150.2中表14的规定。 11.1.13 腐蚀裕度，除做防腐处理的设备外，一般碳钢及低碳钢设备不得不小于2mm 不锈钢不得小于0.5mm，液氯储罐设备不得小于3mm. 11.1.14 除特殊规定外，大罐固定顶形式按如下原则确定：公称直径小于等于5米时，用锥顶。公称直径大于5米时，用拱顶，拱顶半径为~1.2倍 罐内径。 11.1.15 公称直径小于3600mm时设吊耳，公称直径大于等于3600mm不用设置吊耳。 11.1.16 除非金属设备，所有设备均需设置静电接地板，材质原则上采用304不锈钢。公称直径大于4000mm或公称容积大于50m3的设备应设置2处以上静电接地板。 11.2 材料选择11.2.1 在本装置内压力容器材料：碳钢和低合金钢受压元件用板材应按GB713《锅炉和压力容器用钢板》选用，原则上，碳钢选用Q245R或Q345R；不锈钢按GB24511《乘压设备用不锈钢钢板及钢带》选用。 一般钢管采用GB9948《石油裂化用无缝钢管》；GB/T8163《输送流体用无缝钢管》；16Mn钢管采用GB6479《高压化肥设备用无缝钢管》。 不锈钢钢管采用GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》。低温容器选用的钢材应按GB150.2”压力容器第2部分材料“的规定。 11.2.2 各种工况下碱系统：容器、换热器的设备材质的选用： 1．液碱浓度小于等于32%、工作温度小于等于45℃，可选用碳钢及低合金钢 2．液碱浓度为32%~50%、工作温度小于等于40℃，可选用304不锈钢或304/16MnR（复合板）或316，316L 不锈钢. 3．液碱浓度为32%~50%、工作温度为40~85℃，可选用316或316L。 4．液碱浓度为32%~50%、工作温度大于85℃，可选用镍或镍-钢（复合板）或310S 5．液碱浓度大于50%、工作温度为85~200℃，可选用镍-钢（复合板）；工作温度大于200℃，可选用镍或镍基合金。 11.2.3 各种工况下液氯系统：容器、换热器的设备材质的选用： 1主体材料的选用。接触干氯气和液氯介质的设备一般可选用碳钢或低合钢，对于设计温度小于-20℃的液氯贮槽等接触液氯介质的设备，必须选用低温碳钢或低合金钢。 2 介质为干氯气和液氯时不得使用钛或钛合金材料。 11.2.4 各种工况下氢气系统：容器、换热器的设备材质的选用： 1 接触氢气的设备一般可选：碳钢或低合金钢； 11.2.5 各种工况下电解系统（电解系统除外）：容器、换热器的设备材质的选用： 1 接触阳极液系统的设备一般可选：钛或钛-钢复合板，也可用钢衬胶设备或乙烯基玻璃钢（FRP）设备。 2接触阴极液系统的设备一般可选：不锈钢材料：304L，316L，310S，镍。同时本系统设备也可采用非金属材料：FRP（乙烯基玻璃钢）CPVC塑料+FRP（玻璃钢），PVC塑料+FRP（玻璃钢）。PPH，PPH+FRP（乙烯基玻璃钢）
12 设备和管道布置的安全设计12.1 设备布置设备布置一般规定 设备布置应根据烧碱装置生产大流程，并结合各生产单元的工艺流程和上下游生产单元之间物流介质的流向以及互相衔接状况进行，应做到烧碱装置生产流程顺畅、减少折返与迂回。 12.1.1 化盐池、盐泥池、药剂配置池或配置槽等地下池、槽应设置护栏、盖板、车挡及警示标志等。 12.1.2 电解厂房内不应设置操作室和机柜间。 12.1.3 洗眼器及冲淋设施应布置在酸、碱操作区域附近，其周围不应有障碍物。 12.1.4 电解单元与氯气处理、氢气处理单元在总平面布置上宜成“U”型”、“N”型或 “Z”型布置，使电解单元产出的氯气，氢气总管形成自然补偿。 12.1.5 在寒冷地区氯氢洗涤及冷却设施宜与电解单元合为一体布置。 12.1.6 氢气处理，氢气压缩，氯化氢合成及盐酸工段宜采用敞开布置，在寒冷地区封闭布置时建筑物顶部或外墙的上部应设置气窗或排气孔；顶部平面应平整，防止氢气在顶部积聚；并设置固定式的氢气检测报警仪，应设计强制通风设施。 12.1.7 液氯贮罐20m以内，严禁堆放易燃、可燃物品。 12.1.8 酸碱储罐周围应设置围堰，围堰高度应不低于300mm.围堰及内侧地面应做防腐 12.1.9 次氯酸钠严禁与酸性储罐布置在同一罐区，次氯酸钠溶液的排放地沟，可以与中性或碱性地沟合并，严禁与酸性地沟合并。 12.1.10 烧碱装置中设置有氢气柜或氢气罐，应按照GB4962《氢气使用安全规程》6.4和6.5的所有条款的规定执行安全设施的设计。 12.2 管道布置管线布置一般规定 管线布置可根据管道内介质的性质、地形、生产安全、交通运输、施工、检修等因素综合确定。原则是易燃、易爆、有毒、有害介质的管道，应采用地上敷设；且不应穿越与其无关的建、构筑物、生产装置、辅助生产及仓储设施等。 以上规定在本烧碱装置中，完全适用于氯气管道、氢气管道、硫酸管道、烧碱管道以及氯化氢管道、盐酸管道、次氯酸钠管道、含氯淡盐水管道等。 12.2.1 电解产出的湿氯气与湿氢气及废氯气管道布置应设置坡度，如管道无法避免液袋，必须设置排净措施。尤其是湿氯气、湿氢气总管在外管架上突然升高，总管的最低处应设计排液水封。 12.2.2 电解送往氯气处理的氯气管道若采用非金属材料与采用薄壁金属时，氯气管道需要考虑管道应力补偿，避免由于温度变化破坏管道，造成氯气泄漏事故。 12.2.3 氢气放空管道的放空点标高要符合《石油化工企业设计防火规范》5.5.11条，并加灭火的蒸汽与氮气管线（与工艺一致）。 12.2.4 在电解槽槽头，液氯包装区、汽化区、液氯储罐区应设置抽泄漏氯气的管道并送至氯气吸收装置，且管道端部应配置可移动的软管。 12.2.5 各单元置换管道的布置应保证氯气、氢气管线置换时不存在盲区。 12.2.6 事故氯风机进口的所有管道不应存在液袋。 12.2.7 事故氯吸收塔至碱液循环储罐间管线应设置液封。 12.2.8 液氯储罐的进出管道严禁出现盲端，以避免三氯化氮积聚。 12.2.9 熔盐管线布置应坡向熔盐储罐，保证停车后管线内的熔盐全部流回储罐，以防止熔盐固化堵塞管道。 12.2.10 蒸汽管道安全阀泄放口要背向人行通道和检修通道,尽量不要朝向附近的设备或建筑物。 12.2.11 烧碱装置中所有属于甲类、乙类火灾危险性、腐蚀性及毒性的介质管道，除使用该管线的建筑物、构筑物外，均不得采用建筑物支撑式敷设。管架与建筑物、构筑物之间的最小水平间距，应符合GB50489《化工企业总图运输设计规范》表7.3.4的规定。 12.2.12 氢气管道宜采用架空敷设，其支架应为非燃烧体。架空管道不应与电缆、导电线路、高温管线敷设在同一支架上。氢气管道与其他可燃气体、可燃液体的管道共架敷设时，氢气管道应与上述管道之间，宜用公用工程管道隔开，或保持不小于250mm的净距离。分层敷设时，氢气管道应位于上方。 12.2.13 氢气管道应避免穿过地沟、下水道等，如果必须穿过时，应设置套管。氢气管道不得穿过生活设施、办公室、配电室、仪表控制室、楼梯间和其他不使用氢气的房间，不宜穿过吊顶、技术（夹）层。氢气管道穿过墙壁或楼板时，应敷设在套管内，套管的管段不应有焊缝，氢气管道穿越处孔洞应用阻燃材料封堵。 12.2.14 在氢气管道与其相连的装置、设备之间应安装止回阀，界区间阀门应设置有效隔离措施，防止来自装置、设备的外部火焰回火至氢气系统。每台用氢设备的支管上应设置阻火器。 11.2.15 熔融碱排尽管线设计要尽可能的短、不宜使用弯头，防止熔融碱排尽过程管道变形造成碱液喷溅伤人或损坏设备。 13 管道材料安全设计13.0.1 盐水系统 盐水系统管道材料宜采用钢衬橡胶或钢衬低钙镁橡胶、钢衬塑或钢衬PTFE、CPVC、钢骨架PE、，含氯盐水宜采用钛材或钢衬PTFE。在电解槽区域，应同时采用局部牺牲阳极的措施。 13.0.2 碱系统 浓度小于30%，温度低于50℃，宜选用碳钢材料；浓度30~50% ，温度低于50℃，宜选用奥氏体不锈钢304或304L材料; 浓度30~50% ，温度50℃~90℃, 宜选用奥氏体不锈钢316或316L材料; 浓度大于50%，温度高于90℃，宜选用镍材。 13.0.3 氢气系统 氢气宜采用碳钢材料；含碱液湿氢气宜采用奥氏体不锈钢材料或非金属材料。氢气管道元件的选用应符合GB50177《氢气站设计规范》。 13.0.4 氯气及液氯系统 干氯气宜采用碳钢材料，严禁采用钛材。 湿氯气宜选用钛材、FRP/PVC、CPVC、钢衬PTFE或乙烯基树脂玻璃钢等管材。湿氯气不应采用奥氏体不锈钢材料。 氯水宜选用FRP/PVC、CPVC、钢衬PTFE或乙烯基树脂玻璃钢等管材。 液氯宜选用碳钢或低温碳钢材料。 干氯气和液氯按照GB5044是高度危害介质，阀门宜选用波纹管密封闸阀或截止阀，当选用球阀或蝶阀时，阀门应采用低泄漏结构。 13.0.5 硫酸系统 浓硫酸（93%及以上）宜选用碳钢材料，浓硫酸阀门的内件宜选用不锈钢SS316或20合金钢材质。硫酸浓度在93%~78%时，宜选用钢衬PTFE，硫酸浓度低于78%时，宜选用钢衬PTFE、FRP/PVC、CPVC。含湿氯气的浓硫酸（93%及以上）应选用钢衬PTFE。 13.0.6 盐酸系统 盐酸应采用非金属材料或非金属衬里材料，宜选用乙烯基树脂玻璃钢、FRP/PVC、CPVC、钢衬PTFE或钢衬塑。 管道材料安全设计条文说明 13.0.1 盐水系统 离子膜制碱工艺对盐水精制要求Ca2+，Mg2+含量控制在2x10-8之下，盐水精制的目的是去除Ca2+，Mg2+，Fe3+与SO42-等离子，因此盐水系统的管道材料的选择要耐盐水腐蚀和渗透、耐盐酸、次氯酸和氯酸盐等腐蚀，还要避免Ca2+，Mg2+，Fe3+等离子的带入，因此宜采用钢衬橡胶、钢衬低钙镁橡胶或钢衬塑、钢衬PTFE 、CPVC管道和阀门。另外，在电解槽区域，杂散电流会对管道材料包括法兰、螺栓产生电化学腐蚀，应同时采用局部牺牲阳极的措施。 13.0.2 碱系统 烧碱对奥氏体不锈钢的腐蚀随浓度和温度的升高而加剧，当浓度大于30%，温度超过140℃时，超低碳奥氏体不锈钢的腐蚀速率大于1.5mm/a， 腐蚀严重，并有发生应力腐蚀的可能性，而镍材对高温、高浓度烧碱具有很强的耐蚀性。 13.0.4 氯气及液氯系统 常温干氯气对金属的腐蚀性很小，当氯气中含水量小于0.015％时，碳钢的腐蚀速率小于0.04mm/a，因此干氯气宜采用碳钢材料。 氯中含水>0.015％时，湿氯会与金属铁起反应并很快被腐蚀且有氢气逸出。不锈钢在含Cl－高于0.015％时，氯离子会破坏奥氏体不锈钢表面的钝化膜而产生孔蚀或应力腐蚀破裂，因此不能用于湿氯气。 钛具有优良的耐湿氯性能，但钛不可用于干燥氯气，即使是0℃以下的干燥氯气，也会与钛发生激烈反应，生成TiCl4，接着分解为TiCl2，并会伴随腐蚀产生着火危险。 氯气会渗透且与绝大多数高分子材料起反应，表面会生成一层黄色的油糊状的腐蚀生成物 “氯奶油”。在90℃的湿氯气中，天然硬橡胶衬里会腐蚀生成物淡黄色糊状；环氧乙烯基酯树脂玻璃钢的腐蚀生成物淡黄色糊状，但厚度薄而稍硬，硬PVC在60℃以下的氯气中，会被湿氯渗透，在90～100℃的湿氯气中，表面生成薄而稍硬的黄色生成物。在氯气系统中，聚丙烯的腐蚀速率大于硬PVC，聚乙烯优于聚丙烯，但逊于硬PVC。湿氯气管材应选用钛材、FRP/PVC、CPVC、钢衬PTFE或乙烯基树脂玻璃钢。 氯水的腐蚀与湿氯相似，但随含水的增多而减弱，管材宜选用FRP/PVC、CPVC、钢衬PTFE或乙烯基树脂玻璃钢。 液氯对碳钢腐蚀性很小，管材宜选用碳钢或低温碳钢。 干氯气和液氯按照GB5044是高度危害介质，宜选用波纹管密封的闸阀或截止阀， 波纹管材质宜选用不锈钢SS316L，但对空气潮湿地区，以防止湿空气进入后产生氯离子腐蚀，波纹管材质应选用哈氏合金C。当选用球阀或蝶阀时，阀门应采用低泄漏结构。阀门低泄漏的要求为阀门主要泄漏点填料函处的泄漏量应低于500ppm，其阀杆的表面粗糙度应控制在Ra0.4～0.8微米，且不能有径向划痕。填料函的粗糙度应控制在最大Ra3.2微米，以保证一个良好的密封性能。 13.0.5 硫酸系统 硫酸（H2SO4），对金属和非金属材料的腐蚀随着浓度和温度变化有所不同。 13.0.6 盐酸系统 盐酸是一种非氧化性酸，随着盐酸浓度的增加，碳钢的腐蚀速度也增大，普通不锈钢，即使在1％浓度的盐酸中，也会发生孔蚀，因此盐酸应采用非金属材料或非金属衬里材料，由于PP材料在游离氯的环境下，其寿命有限，因此应尽量不选用PP材料。
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