硝酸氨氧化工藝過程連續性強，自動化控制程度高，生產過程具有高溫、高壓、強腐蝕的特點，存在火災爆炸危險性。經過對27萬噸硝酸裝置儀表SIL定級后，有13項儀表控制回路需要改進。在儀表SIL安全定級改造未完成前，硝酸裝置需要嚴格執行安全管控措施，實時監控整個生產裝置，確保裝置安全穩定運行，避免事故發生。
一、裝置的爆炸危險性
在27萬噸硝酸裝置生產中，氨、空氣經催化劑的作用，在爆炸反應條件下進行氧化反應，控制條件十分嚴格，在操作過程中，氨、氫（NH3、H2）易形成爆炸混合物，開停車過程中易形成硝酸銨（NH4NO3）爆炸物，其爆炸危險性體現如下：
（1）氨氧化反應器系統火災爆炸危險性
①氨易于揮發，刺激性氣味濃，具有可燃性，在不同溫度、壓力下，具有不同的爆炸極限。必須注意，氨在混合氣中的含量不得超過11.5%，否則有發生爆炸的危險。
②氫氣的爆炸性
氫氣用于反應系統引燃氨燃燒，氫氣易燃易爆，爆炸下限為4%、上限為75%，操作處理不當，閥門未關或泄漏，極易形成爆炸混合物。
③硝酸銨的爆炸性
在氨氧化裝置停車后，如果未進行清洗吹掃，殘存的硝酸和泄漏氨形成硝酸銨，在開車的過程中，硝酸銨受熱或者檢修時碰撞，容易產生爆炸。
（2）鍋爐系統的爆炸危險
系統的作用是將氨氧化反應熱及時移走，副產3.8MPa、420℃的中壓蒸汽供蒸汽透平使用，多余蒸汽外送到公司中壓蒸汽總管上。鍋爐給水系統缺水、中斷或者循環泵斷電停運，高溫、壓力報警失靈，調節閥控制不能自動開關的情形下，汽包液體大量汽化，造成汽包系統超壓，鍋爐會發生爆炸；鍋爐爐管遭受嚴重沖刷腐蝕，也可能發生爆管。
二、爆炸誘發條件
從工藝過程分析，該系統發生爆炸存在2種情形，其一是物理爆炸，即廢熱鍋爐缺水（突發性斷電、控制閥關閉）、超壓、超溫； 其二是化學爆炸，但化爆炸必須在爆炸物和存在引爆的能量，系統可能爆炸條件的情況如下：
1.廢熱鍋爐誘發因素
系統缺水（突發性斷電、控制閥關閉）、超壓、超溫等，導致鍋爐爆炸。
2.有化學爆炸可能的爆炸物
反應器內的氨、氫氣和內部可能殘存的硝酸與氨形成的硝酸銨；可能殘存于反應器內的原料液氨和壓縮機油；誘發條件是與系統相連運行的氨蒸發系統、氫氣管線的閥門內漏或未關嚴，氨空比失調；開、停車后，氨氧化系統吹掃不徹底，導致在系統內殘存氫氣、氨、硝酸銨、有機物和雜質；以及開、停車操作程序存在錯誤等。
3.可能的引爆能源
有電點火源、鍋爐系統熱水循環熱源、系統旋轉構件松動或變形時碰撞產生火花、液氨與強氧化劑二氧化氮作用放熱、物料輸送過程中產生靜電和檢修設備過程中使用明火等。
三、安全控制措施
針對硝酸裝置潛在的火災爆炸危險性以及誘發條件，從設備、工藝和管理方面，實現安全控制措施：
（一）開、停車過程中安全措施
裝置開車前要做好開車準備工作，調節閥、儀表、聯鎖調校試驗合格，才能進行裝置開車。
（1）氨蒸發系統
1、嚴格控制氨蒸發器的液位（LICA-31001），控制氨氣壓力（PRCA-31002），避免由于液位超高，液氨帶入氧化爐，造成氨氧化爆炸。
2、嚴格控制氨過熱器出口氣氨溫度（TICA-31035），要求氨氧化系統點火時，氨氣溫度大于80℃（低低聯鎖值60℃，低報警值80℃，操作指標100～140℃），避免出現氨氣帶液現象。
3、正常操作期間注意監控NO.1氨蒸發器（C31001A）工作情況，蒸發溫度≤20℃，若液位正常，TI-31001出現上升趨勢時，應及時對氨蒸發器進行排污，避免油污被氨氣帶到鉑網上，增加氨氧化爆炸危險性。
（2）氨氧化系統
1、在系統的開、停車過程中，需要對系統進行吹掃、置換和氣密性試驗（按操作規程開停車即可），防止系統形成硝酸銨和產生泄漏，消除可能爆炸物。
2、氨氧化系統點火前，要對氫氣進行置換；要對氨氣進行置換，升溫升壓到點火指標要求；要根據一次空氣量調節氨濃度。
3、氧化爐點前5分鐘，要按要求完成以下步驟：
①關省煤器的鍋爐水預熱閥，調整鍋爐水循環流量在850m3/h。
②啟動鍋爐給水泵，打開HV-31004到100%閥位（飽和蒸汽流量>18t/h），調試TV-31033閥，觀察蒸汽溫度是否會下降，現場確認噴水流量計有3m3/h左右流量，視情況打開汽包排污閥，穩住汽包液位。
③啟動噴水泵，向低壓反應水冷凝器、氧化氮分離器各噴水2m3/h，向氧化氮壓縮機噴水。
④關氨回收閥，開氨放空閥HV-31005到65%閥位，調穩氨濃度。
⑤檢查現場無泄漏，各閥門在開車位置，帶聯鎖的泵在自動位置。
⑥檢查每張操作畫面，各監控點指標正常。檢查聯鎖投入情況。檢查調節閥設置（手動/自動）情況。
4、氧化爐點過程中
①要按“氧化爐點火通氨步驟”進行；
②稀酸分離器液位控制要有專人現場監護。
③主控人員要監護好稀酸分離器溫度、氨濃度、氨溫等帶聯鎖工藝控制點，當工藝偏離操作范圍時，要及時調整。
5、點火以后的操作
①點火后及時檢查氫氣是否切斷。要打開汽包出口閥，汽包液位上升很快大于70%時，需打開汽包南面排污閥降低液位小于70%。（避免蒸汽帶水到汽輪機）
②點火后15分鐘應關閉汽包底部蒸汽預熱閥；而汽包的飽和蒸汽出口管上的預熱閥需保持開狀態。
③密切關注過熱蒸汽出口溫度的升降情況，嚴格控制過熱蒸汽不得超過500℃，此時外供蒸汽壓力低于自產蒸汽，輸出蒸汽溫度的操作控制不易平穩，調節控制過程中要緩慢耐心。
④點火后，應及時對氧化氮分離器中酸的NH4+進行取樣分析，當NH4+≤50mg/l時停止低壓反應水冷凝器和氧化氮分離器的噴水，當≤20 mg/l時停止氧化氮壓縮機的噴水。（正常時應在10分鐘左右NH4+降至10 mg/l以下，若30分鐘后仍高于30 mg/l時，說明氧化爐工況不好，應分析檢查停車，一般大部分問題出現在鉑網上）
⑤氧化反應溫度應在幾分鐘內上升至600℃以上，逐漸提高氨濃度，使鉑網溫度達到860℃，及時投用爐溫低聯鎖和其它聯鎖，以保證裝置的安全；
⑥按時巡檢，發現工況異常，要及時向上級匯報。
（3）鍋爐系統
1、按開車程序，建立鍋爐水循環系統，鍋爐升溫升壓。
①通過除氧器（Y31008）向鍋爐系統供水，在加水過程中，要及時投運除氧器，保證水O2含量小于20PPb。
②打開省煤器（C31008）和汽包（Y31003）的排氣閥，當省煤器排氣閥冒出水時，將其關閉。
③啟動鍋爐循環水泵（J31002A、B）。
④慢慢打開加熱蒸汽閥門，按鍋爐升溫升壓曲線進行。當汽包壓力達0.1MPa時，關閉排氣閥。應該注意，升溫升壓時間一定不能少于8小時，開始時，升溫速度10℃/h，當壓力達1.0MPa時，升溫速度50℃/h，最后將壓力升到3.0MPa。
2、嚴格控制鍋爐給水水質，避免劣質水對鍋爐爐管的腐蝕，根據水分析數據及時調整汽包加藥量及除氧器壓力，對系統進行定期排污和連續性排污工作。
（二）裝置正常生產期間安全措施
1、裝置正常生產期間，要保證與氨系統、氨氧化、鍋爐系統相關的聯鎖在“投用”狀態。
2、要密切關注SIL定級聯鎖相關工藝指標的變化狀況，當工藝指標發生變化時，要及時對應調整。
| SIL重要聯鎖 | 聯鎖值 | 工藝控制方法 |
| NO1氨蒸發器液位高聯鎖LISA31002 | 液位開關 | ①主要通過NO1蒸發器的液位調節閥來控制液位，要求LICA-31001在10-30%范圍內操作。 ②當蒸發器的液位上升時，逐漸關液位調節閥來降低液位。若液位仍然上漲，要立即檢查是否液位調節閥出現故障，是否氨蒸發器出現內漏。若液位上升過快，必要時要立即緊急工藝停車。 |
| 氣氨過熱器出口氨氣壓力高聯鎖PISA31003 | 0.6 MPa | ①主要用氨過熱器出口氨氣壓力調節閥來控制氨壓力，要求PRCA-31002在0.45～0.55 MPa范圍內操作。 ②當氨氣壓力上升時，逐漸打開外送氨氣壓力調節閥來降低系統內氨壓。若壓力仍然上漲，要立即檢查是否氨壓調節閥出現故障。若壓力上升過快，必要時要立即緊急工藝停車。 |
| 氣氨過熱器出口氨氣溫度低聯鎖 TISA31035 | 60℃ | ①主要通過調節氨過熱器出口氨氣溫度調節閥來控制氨溫，要求TRCA-31022在 100-130℃范圍內操作。 ②當氨過熱器出口氨氣溫度下降時，逐漸開TV-31022調節閥來提高溫度。若溫度仍然下降，要立即檢查是否調節閥出現故障，并且適當打開旁路閥提溫度；檢查是否蒸汽帶冷凝液多，適當打開蒸汽導淋排水。若溫度下降過快，必要時要立即緊急工藝停車。 |
| 氧化爐A/B溫度高聯鎖TISA31026 -31028 A/B | 925℃ | ①主要通過調節氨濃度來控制氧化爐鉑網溫度，要求氨濃度在9.35-10.5%，鉑網溫度在850～875℃范圍內操作。 ②當鉑網溫度上升時，逐漸降低計算氨濃度比值來降低鉑網溫度，同時檢查是否氨壓高，是否一次空氣下降等情況。若鉑網溫度仍然上升，要立即檢查是氨流量調節閥、氨壓力調節閥出現故障，若鉑網溫度上升過快，必要時要立即緊急工藝停車。 |
| 氧化爐A/B溫度低聯鎖TISA31026-31028A/B | 750℃ | ①主要通過調節氨濃度來控制氧化爐鉑網溫度，要求氨濃度在9.35-10.5%，鉑網溫度在850～875℃范圍內操作。 ②當鉑網溫度下降時，逐漸提高計算氨濃度比值來使鉑網溫度上升，同時檢查是否氨壓低，是否一次空氣上升等情況。若鉑網溫度仍然下降，要立即檢查是氨流量調節閥、氨壓力調節閥出現故障，若鉑網溫度下降過快，必要時要立即緊急工藝停車。 |
| 氨空比高高聯鎖FFIS-31002 | 11．5% | ①進入氧化爐的氨流量與一次空氣量是串接調節，需要控制FFIA-31002在9.35-10.5%范圍內操作，以保證氧化爐安全運行。 ②若正常操作中氨濃度突然慢慢上升，要立即檢查是氨流量調節閥、氨壓力調節閥出現故障，，是否一次空氣下降。若氨濃度上升過快，必要時要立即緊急工藝停車。 |
| 氧化氮分離器液位高高聯鎖LISA31006 | 液位開關 | ①主要通過調節氧化氮分離器液位調節閥來控制液位，要求LICA-31005在25-40%范圍內操作。 ②若正常操作中氧化氮分離器液位突然慢慢上升，要立即適當開大LV-31005閥位來降低液位。若液位仍然上漲，要立即檢查是液位調節閥出現故障，是否稀酸泵出現故障，是否低壓反應水冷器內漏大，必要時打開到開工酸槽手動閥來降低液位。若液位無法控制，仍然上升過快，必要時開2臺稀酸泵，并且立即緊急工藝停車。 |
| 氧化氮分離器底部溫度高聯鎖TISA31029 | 60℃ | ①監控氧化氮分離器溫度TIA-31029在30-50℃范圍內操作，當溫度有上升趨勢時，要檢查是否稀酸中銨鹽高，是否低壓反應水冷器換熱效果不好。 ②若溫度無法控制，仍然上升過快，必要時立即緊急工藝停車。 |
| 汽包分離器液位低聯鎖LSA31014 | 液位開關 | ①主要通過汽包分離器液位液位調節閥來控制液位，要求LICA-31013在55～65%范圍內操作。 ②若正常操作中汽包突然慢慢下降，要立即適當開大LV-31013閥位來提高液位。若液位仍然下降，要立即檢查是否液位調節閥出現故障，是否鍋爐給水泵出現故障，是否排污量過大，必要時減少排污量來保液位。若液位無法控制，仍然下降過快，必要時并且立即緊急工藝停車。 |
| 鍋爐給水流量低低聯鎖FISA31016 | 314m3/h | ①監控鍋爐水循環泵出口流量FIA-31016在690～750 t/h范圍內操作，當流量有下降趨勢時，立即檢查是否有泄漏，是否鍋爐水循環泵有問題，且適當開大鍋爐水循環泵出口閥來提高流量。 ②若流量仍然快速下降，汽包液位快速上升或下降時，立即緊急工藝停車。 |
（三）設備與儀表安全措施
（1）儀表安全措施
①開車前對系統的液位、壓力及其聯鎖報警系統進行檢查、調試和校驗。
②裝置運行過程中不允許隨意切除聯鎖。
③不允許隨意修改儀表報警、聯鎖值。
④熟悉可燃、有毒有害氣體監測器位置，但可燃、有毒有害氣體報警時，能夠正確處置。
⑤車間要建立健全壓力表、溫度表設備臺賬，并按檢定周期及時校驗和更新臺賬。
⑥對現場損壞儀表要及時更換。
⑦要實時監控視頻系統，發現異常及時匯報。
（2）電氣系統安全措施
①鍋爐水循環泵、鍋爐給水泵實行雙回路電源供電；
②定期對系統設備的靜電接地裝置進行檢測。
（3）設備安全措施
①車間要建立健全設備管理臺賬，按設備大、中修維護保養計劃，定期對設備進行檢維修，并且及時更新臺賬。
②車間要建立健全安全閥管理臺賬，并按檢定周期及時校驗和更新臺賬。
③嚴格執行操作法、安全規程、設備檢修規程及有關設備維護方面的制度。
④經常檢查設備連接部分及固定螺栓是否松動，保溫層是否有損壞脫落現象。
⑤經常檢查設備溫度、壓力、電流是否在規定的范圍內。經常檢查潤滑油系統，油位保持在正常范圍內。
⑥及時消除跑、冒、滴、漏現象，如果不能消除者應及時向工長報告，并將設備缺陷記錄在交接班記錄本上。
⑦檢修時，要對檢修部位進行清洗、置換，要清除周圍易燃物質。
⑧經常保持設備及周圍環境衛生清潔。
（四）安全管理措施
（1）安全生產管理措施
嚴格系統開、停車的程序化管理：制定開、停車方案，指揮暢通、層次分明、責任明確，避免盲目性。
嚴格系統操作、培訓，加強突發事故處理：強化規程教育；組織應急預案演習；嚴格關鍵程序的檢查確認和特護設備管理。
現場配置的消防器材、噴淋設施、防毒面具、氧氣呼吸器必須定期檢查，保證好用。
（2）檢修安全控制措施
完善開、停車處理方案和檢修規程，要識別與系統相連物料管線，可能殘存可燃物和爆炸物品等危險因素；檢修作業前，應采取吹掃置換等措施消除危險因素；檢修后系統必須經吹掃、試壓和氣密試驗合格后，才能投入運行。
（3）原材料安全控制措施
重視原材料中雜質和有機物控制：對液氨過濾器中的油污定期排凈；嚴格工藝水中氯離子含量控制等。
（4）壓縮機和設備運行完好的監控管理
控制好機組密封氣壓力，防止壓縮機油及雜技污染系統，以及系統物料反串至壓縮機系統；定期對事故電源系統試驗。
