石油化工生產(chǎn)裝置報(bào)警有效性分析與管理

劉業(yè)宏，王曉強(qiáng)

（中國石化青島煉油化工有限責(zé)任公司，山東青島 266500）

0 引言

自動(dòng)化控制系統(tǒng)如DCS（Distributed Control System，集散控制系統(tǒng)）、PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）廣泛應(yīng)用于石化工業(yè)控制系統(tǒng)，成為石油化工生產(chǎn)裝置控制的一個(gè)最重要的工具。隨著各種新技術(shù)的開發(fā)及新材料的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)安全環(huán)保的管理力度不斷加大，生產(chǎn)工藝和設(shè)備變得越來越復(fù)雜、操作要求越來越嚴(yán)格，要求報(bào)警點(diǎn)的設(shè)置不斷增加。此外，隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，報(bào)警組態(tài)變的非常容易，可以在不增加成本的基礎(chǔ)上設(shè)置報(bào)警，只要某個(gè)變量很關(guān)鍵，就可以通過軟件設(shè)置報(bào)警上下限和判斷準(zhǔn)則來產(chǎn)生報(bào)警，因此會(huì)產(chǎn)生巨量的報(bào)警信號(hào)[1]。報(bào)警點(diǎn)的大量設(shè)置，不僅起不到應(yīng)有的預(yù)警作用，反而會(huì)干擾操作人員的正常判斷和合理處置。同時(shí)，如果操作人員僅憑經(jīng)驗(yàn)、對(duì)大量報(bào)警視而不見，這不僅使報(bào)警無法發(fā)揮應(yīng)有的效果，而且還反映出安全文化的薄弱、甚至還可能造成嚴(yán)重的事故。因此，對(duì)報(bào)警進(jìn)行有效管理十分迫切。

1 報(bào)警設(shè)置的必要性與有效報(bào)警管理

1.1 報(bào)警設(shè)置的必要性

報(bào)警是一種通過聽覺的和/或視覺的方法，提醒操作人員設(shè)備故障、過程偏離、或者需要進(jìn)行特定響應(yīng)的異常狀態(tài)。操作人員必須有足夠的時(shí)間完成響應(yīng)。而且，每個(gè)報(bào)警都應(yīng)該具有預(yù)警作用、能夠提供信息并作出指導(dǎo)，由于工業(yè)控制系統(tǒng)都預(yù)置了各種報(bào)警條件，所以報(bào)警的設(shè)置與采集變的非常容易[2]。因此，判斷報(bào)警必要性和減少報(bào)警數(shù)量在設(shè)計(jì)階段反而不會(huì)成為主要考慮的因素。如果漏裝報(bào)警會(huì)被認(rèn)為是種失誤，所以設(shè)計(jì)人員往往會(huì)將系統(tǒng)提供的所有報(bào)警激活，這就導(dǎo)致了控制系統(tǒng)的報(bào)警出現(xiàn)不受約束的情況，如超負(fù)荷報(bào)警、空?qǐng)?bào)警、報(bào)警浪涌和錯(cuò)誤優(yōu)先級(jí)報(bào)警，這些都會(huì)干擾運(yùn)行人員的操作，降低生產(chǎn)操作的效率，如果發(fā)生異常情況時(shí)的報(bào)警被掩蓋，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

1.2 有效報(bào)警管理的好處

對(duì)于報(bào)警來說，并非越多越好。無效的報(bào)警不僅不能及時(shí)提醒操作人員對(duì)生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的異常情況盡快處理，反而會(huì)使顯示界面中有效的報(bào)警被掩蓋，充斥著各種各樣的報(bào)警界面與聲音，加大了操作人員的工作負(fù)荷，也降低了操作人員對(duì)報(bào)警的敏感程度。有效報(bào)警管理能夠形成最優(yōu)化的報(bào)警集合，是確保生產(chǎn)過程安全地工作于正常區(qū)間的必要條件。正確而有效的報(bào)警管理將會(huì)帶來如下好處：①減少操作人員的處理負(fù)擔(dān)；②減少關(guān)鍵報(bào)警丟失的可能性；③減少空?qǐng)?bào)警及冗余報(bào)警（例如報(bào)警抖動(dòng)、瞬時(shí)報(bào)警或者過時(shí)報(bào)警）；④確保報(bào)警優(yōu)先級(jí)正確，響應(yīng)合理；⑤提升操作人員響應(yīng)，使之更快、更穩(wěn)定、更有效；⑥提升系統(tǒng)集成度——提升操作人員對(duì)于報(bào)警系統(tǒng)的信賴度；⑦為后續(xù)過程優(yōu)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 常見報(bào)警問題及解決方案（表1）[3]。

表1 常見報(bào)警問題及解決方案

某公司運(yùn)行部管理乙苯苯乙烯聯(lián)合裝置、S-Zorb 裝置，應(yīng)用的SIMATIC PCS7 Information 系統(tǒng)是西門子公司開發(fā)的應(yīng)用在離散行業(yè)生產(chǎn)管理的一個(gè)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。該數(shù)據(jù)處理平臺(tái)可直接訪問控制系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫，將原始的工藝數(shù)據(jù)和運(yùn)行消息加工處理，以圖形或表格形式輸出到微軟EXCEL 中，再利用EXCEL 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次統(tǒng)計(jì)運(yùn)算分析[4]。運(yùn)行部應(yīng)用PCS7 Information 平臺(tái)：①對(duì)所管理的3 套裝置DCS 系統(tǒng)采集的消息和事件統(tǒng)計(jì)分析，找到運(yùn)行操作過程中出現(xiàn)異常的儀表設(shè)備；②針對(duì)工藝報(bào)警、警報(bào)等超限參數(shù)，及時(shí)調(diào)整操作思路或工藝過程，實(shí)現(xiàn)3 套裝置生產(chǎn)運(yùn)行的本質(zhì)安全；③通過統(tǒng)計(jì)分析特定設(shè)備如程控閥、壓力容器、泵等設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的報(bào)警是否超限，監(jiān)控工藝操作對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響；④利用操作管理系統(tǒng)監(jiān)控一定時(shí)間內(nèi)的操作合格率，并將結(jié)果納入班組考核評(píng)比。未采取相應(yīng)措施之前與加強(qiáng)報(bào)警管理后的操作合格率對(duì)比情況見表2，提升效果較為明顯。

2 主要改進(jìn)措施

（1）優(yōu)化調(diào)整工藝操作，嚴(yán)格執(zhí)行工藝卡片，解決部分超出正常范圍的操作所帶來的報(bào)警問題。

表2 報(bào)警管理情況

（2）可燃?xì)怏w報(bào)警儀與有毒氣體報(bào)警儀，需定期校對(duì)，為此建立定期工作，要求儀表專業(yè)定期標(biāo)定校對(duì)。針對(duì)可燃?xì)夂陀卸練怏w報(bào)警值設(shè)置錯(cuò)誤的問題，重新設(shè)置報(bào)警值。

（3）對(duì)于儀表量程設(shè)置偏小且儀表波動(dòng)較大的，修改量程、增加阻尼時(shí)間、調(diào)整PID 參數(shù)，減少儀表波動(dòng)引起的報(bào)警。

（4）對(duì)于持續(xù)報(bào)警，重復(fù)報(bào)警，如S-Zorb 裝置閉鎖料斗程控閥的開關(guān)報(bào)警，修改報(bào)警設(shè)置，保留閉鎖料斗跳停時(shí)的程控閥報(bào)警信號(hào)，屏蔽其他程控閥在正常開啟或關(guān)閉動(dòng)作時(shí)的報(bào)警。

（5）對(duì)于間歇性操作，如苯乙烯污油裝車操作，會(huì)將罐量降至低于報(bào)警下限，此時(shí)屏蔽罐量報(bào)警，待罐量收料提高后及時(shí)解除屏蔽。

（6）報(bào)警設(shè)置優(yōu)化。運(yùn)行部工藝人員進(jìn)行報(bào)警原因分析，對(duì)單個(gè)參數(shù)頻繁報(bào)警的，重新查設(shè)計(jì)查規(guī)范，借鑒同行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過公司相關(guān)處室的綜合評(píng)價(jià)設(shè)置合理的報(bào)警值，如各生產(chǎn)裝置地下含油污水罐的高液位、低液位報(bào)警，由于啟停泵屬于操作人員現(xiàn)場(chǎng)操作，可取消液位高/低液位報(bào)警，保留停泵報(bào)警，如果出現(xiàn)非正常操作導(dǎo)致停泵時(shí)及時(shí)報(bào)警。

（7）與績(jī)效考核掛鉤。系統(tǒng)可設(shè)置三級(jí)報(bào)警，即：藍(lán)色報(bào)警為提示，黃色報(bào)警為超出正常操作范圍，紅色報(bào)警為超出工藝卡片。通過分級(jí)管理，控制報(bào)警數(shù)量，并將產(chǎn)生的紅黃報(bào)警納入績(jī)效考核與評(píng)比。通過班組與班組找差距，裝置與裝置橫向?qū)Ρ龋饾u細(xì)化操作、及時(shí)調(diào)整，保證報(bào)警對(duì)操作的指導(dǎo)意義。

有經(jīng)驗(yàn)的操作人員應(yīng)能對(duì)頻次合適的報(bào)警做出及時(shí)正確的響應(yīng)，報(bào)警信息必須清晰反映問題所在，并指導(dǎo)操作人員做出正確判斷并及時(shí)處理。如果報(bào)警數(shù)量過多，超出了操作人員的承受能力，反而會(huì)影響操作人員對(duì)異常情況的判斷和處理。對(duì)報(bào)警的正確響應(yīng)能夠使工藝操作過程更加穩(wěn)定，避免事故的發(fā)生。

3 還需努力的方向

以上措施為運(yùn)行部提供了有效的管理手段，提高了報(bào)警有效性的管理深度和質(zhì)量，但與現(xiàn)代化國內(nèi)外一流工廠還有較大差距，今后還需努力的方向：

當(dāng)前石油化工生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化程度很高，工藝參數(shù)和報(bào)警的設(shè)置多達(dá)上千個(gè)，對(duì)操作人員的技能水平提出了更高的要求。因此，不但需要提高操作人員的技能水平，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)報(bào)警時(shí)的響應(yīng)及發(fā)生異常情況時(shí)的處置能力。正常操作時(shí)的調(diào)整和處理通常不會(huì)產(chǎn)生問題，往往在出現(xiàn)異常情況和突發(fā)報(bào)警時(shí)操作人員因緊張、操作水平不到位或外界干擾等原因，無法在混亂的環(huán)境中完成異常原因分析以及做出正確的處理，甚至可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此不僅需要在報(bào)警值的設(shè)置上準(zhǔn)確和有效，還要加強(qiáng)員工自身對(duì)異常情況處理的能力。無論設(shè)置多么可靠的報(bào)警、多么精良的設(shè)備，如果操作人員的操作水平不能滿足要求，突發(fā)情況的處理手段不到位，緊急事故狀態(tài)下的應(yīng)急響應(yīng)不清楚，那么再好的生產(chǎn)裝置、再準(zhǔn)確的報(bào)警、再充足的響應(yīng)時(shí)間也無法保證裝置平穩(wěn)安全的運(yùn)行。因此可以通過應(yīng)急演練等方式提升培訓(xùn)效果，正確的演練安排，能讓員工在真正發(fā)生突發(fā)狀況時(shí)做出最正確的應(yīng)對(duì)，降低事故發(fā)生的可能性。

4 結(jié)語

運(yùn)行部通過嚴(yán)格報(bào)警分級(jí)管理，對(duì)報(bào)警有效性認(rèn)真分析，取消無效報(bào)警，在員工中樹立“藍(lán)區(qū)、黃區(qū)、紅區(qū)”的操作理念，通過考核評(píng)比切實(shí)發(fā)揮集中控制系統(tǒng)中報(bào)警的作用，使所管理的3套生產(chǎn)裝置平穩(wěn)、安全、長(zhǎng)周期地運(yùn)行。