自動化控制技術(shù)在石油化工企業(yè)安全生產(chǎn)中的運用

王春梅

摘要：在近期召開的全國?；钒踩O(jiān)管工作視頻會議上，應(yīng)急管理部再次強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)?；钒踩珜ｍ椪稳晷袆蛹泄裕瑸椤笆奈濉遍_好局創(chuàng)造良好安全環(huán)境。計劃到2020年底前完成涉及“兩重點一重大” 生產(chǎn)裝置和儲運設(shè)施自動化控制系統(tǒng)改造應(yīng)用，重大危險源全部實現(xiàn)在線監(jiān)測監(jiān)控;到2022年底完成涉及硝化、氯化、氧化、重氮化、過氧化工藝裝置的上下游配套裝置自動化控制改造應(yīng)用。自動化控制系統(tǒng)成為了石油化工企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的重要組成部分。

關(guān)鍵詞：全流程自動化改造;DCS;SIS;可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng);石油化工安全生產(chǎn)

引言

在近期召開的全國?；钒踩O(jiān)管工作視頻會議上，應(yīng)急管理部再次強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)危化品安全專項整治三年行動集中攻堅，為“十四五”開好局創(chuàng)造良好安全環(huán)境。計劃到2020年底前完成涉及“兩重點一重大”（重點監(jiān)管的危險石油化工工藝、重點監(jiān)管的危險化學(xué)品和危險化學(xué)品重大危險源） 生產(chǎn)裝置和儲運設(shè)施自動化控制系統(tǒng)改造應(yīng)用，重大危險源全部實現(xiàn)在線監(jiān)測監(jiān)控;到2022年底完成涉及硝化、氯化、氧化、重氮化、過氧化工藝裝置的上下游配套裝置自動化控制改造應(yīng)用。自動化控制系統(tǒng)成為了石油化工企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的重要組成部分。

國內(nèi)石油化工企業(yè)裝備的自動化控制系統(tǒng)主要有集散控制系統(tǒng)（DCS）、可燃有毒檢測報警系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、消防控制系統(tǒng)等。以下分別對各類系統(tǒng)具體應(yīng)用進(jìn)行描述。

1集散控制系統(tǒng)（DCS）

基本過程控制系統(tǒng)主流選擇集散控制系統(tǒng)（DCS），DCS用于生產(chǎn)過程的連續(xù)測量、常規(guī)控制（連續(xù)、順序、間歇等）、操作控制管理，保證生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運行;是“動態(tài)”系統(tǒng)，始終對過程變量連續(xù)進(jìn)行檢測、運算、監(jiān)控預(yù)警和控制，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，保障生產(chǎn)設(shè)備安全運行;在安全性、可靠性方面在滿足生產(chǎn)工藝控制要求精度前提下，必須定期對DCS系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查和維修，尤其是可能引起系統(tǒng)故障的關(guān)鍵點進(jìn)行檢測和必要的部件更換。

《危險化學(xué)品企業(yè)事故隱患排查治理實施導(dǎo)則》（安監(jiān)總管三〔2012〕103號）明確要求儀表及控制系統(tǒng)的運行狀況穩(wěn)定可靠，滿足危險化學(xué)品生產(chǎn)需求;按規(guī)定對儀表進(jìn)行定期檢定或校準(zhǔn);現(xiàn)場儀表位號標(biāo)識要求清晰等。

《關(guān)于加強(qiáng)化工過程安全管理的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)總管三〔2013〕88號）明確要求自動化控制系統(tǒng)能夠在異常工況監(jiān)測預(yù)警。企業(yè)要裝備自動化控制系統(tǒng)，對重要工藝參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控預(yù)警;要采用在線安全監(jiān)控、自動檢測或人工分析數(shù)據(jù)等手段，及時判斷發(fā)生異常工況的根源，評估可能產(chǎn)生的后果，制定安全處置方案，避免因處理不當(dāng)造成事故。

江蘇省發(fā)布了《省應(yīng)急管理廳關(guān)于印發(fā)<本質(zhì)安全診斷治理基本要求>的通知》（蘇應(yīng)急〔2019〕53號），其中在本質(zhì)安全診斷治理基本要求第三條對生產(chǎn)裝置、儲存設(shè)施全流程自動控制控制要求做出了具體要求，分別從工藝過程的實現(xiàn)和設(shè)備完好性要求的滿足等方向提出了自動化控制系統(tǒng)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。其他省份也根據(jù)管轄區(qū)域的具體情況制定了具體的實施方案。

2可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)

石油化工企業(yè)生產(chǎn)涉及易燃易爆、有毒有害等危險物料，可能應(yīng)用了氧化、聚合、裂解、加氫等高溫高壓的化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性尤其重要，一旦出現(xiàn)工藝反應(yīng)失控、物料泄漏，后果非常嚴(yán)重?？扇加卸練怏w檢測報警系統(tǒng)作為泄漏檢測的重要工具，可以幫助企業(yè)提前預(yù)判現(xiàn)場泄漏的發(fā)生。《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50493-2019）對石油化工企業(yè)在新建、擴(kuò)建工程可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)設(shè)置提供了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在原有檢測儀表與基本過程控制系統(tǒng)卡件設(shè)置獨立的要求基礎(chǔ)上提出了更高的設(shè)置要求，獨立于基本過程控制系統(tǒng)，控制器要求獨立。一些地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步要求不間斷電源（UPS）也要進(jìn)行獨立設(shè)置。

這也是在事故案例的慘痛教訓(xùn)下制訂的應(yīng)對措施，“11.28”河北盛華化工有限公司氯乙烯爆燃事故調(diào)查結(jié)果顯示就是因為氯乙烯氣柜發(fā)生泄漏，擴(kuò)散到廠區(qū)外公路上，遇明火發(fā)生爆燃所導(dǎo)致，如果能夠有效利用可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)，這樣的事故是應(yīng)該可以避免的。還有湖北十堰市張灣區(qū)艷湖社區(qū)集貿(mào)市場“6.13”重大燃?xì)獗ㄊ鹿?，如果設(shè)置了監(jiān)測系統(tǒng)，充分運用先進(jìn)監(jiān)測設(shè)備和大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化科技手段，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險、管控風(fēng)險、化解風(fēng)險就不會有26人死亡，138人受傷這樣的重特大事故發(fā)生了?？扇?xì)怏w和有毒氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)為推動建立燃?xì)獾瘸鞘猩€工程實現(xiàn)實時監(jiān)測監(jiān)控創(chuàng)造基礎(chǔ)，為重點行業(yè)企業(yè)裝上了“千里眼”，提高安全監(jiān)管執(zhí)法的精準(zhǔn)性、實效性，更好的為企業(yè)安全運行保駕護(hù)航。

3安全儀表控制系統(tǒng)（SIS）

《電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》（GB/T 20438）等同采用IEC 61508，在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容定義SIS為安全相關(guān)系統(tǒng)，將被控對象或設(shè)備稱為被控設(shè)備（EUC）。而《過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》（GB/T 21109）等同采用IEC 61511，將安全儀表系統(tǒng)SIS定義為用于執(zhí)行一個或多個安全儀表功能的儀表系統(tǒng)，不論以哪個定義去描述都是不相互沖突的，只是從不同的角度出發(fā)對其進(jìn)行描述。SIS是“靜態(tài)”系統(tǒng)，正常工況時，始終監(jiān)視生產(chǎn)裝置的運行，系統(tǒng)輸出不變，對生產(chǎn)過程不產(chǎn)生影響;出現(xiàn)異常工況迅速處理，使危害降到最低，最大程度上使人員和生產(chǎn)裝置處于安全狀態(tài)。

在三年整改方案實施過程中各地以總方案為指導(dǎo)，根據(jù)本地區(qū)實際情況制訂了具體實施方案。其中江蘇省早在2018年為深刻吸取連云港聚鑫生物科技有限公司“12.9”重大爆炸事故教訓(xùn)，全面診斷治理重點化工（危險化學(xué)品）企業(yè)（以下簡稱企業(yè)）重大生產(chǎn)安全事故隱患、安全設(shè)施設(shè)計和全流程自動化控制存在的突出問題，在全省開展重點化工（危險化學(xué)品）企業(yè)本質(zhì)安全診斷治理專項行動。重點要求對涉及重點監(jiān)管危險化工工藝的化工企業(yè)、構(gòu)成一、二級重大危險源的化工（危險化學(xué)品）生產(chǎn)、經(jīng)營企業(yè)、產(chǎn)品或原料自身具有爆炸性的化工企業(yè)進(jìn)行診斷，其中自身具有爆炸性的產(chǎn)品或原料主要是指列入重點監(jiān)管危險化學(xué)品名錄中的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷、過氧乙酸、硝化纖維素、硝酸胍等16種化學(xué)品。通過診斷確認(rèn)是否需要對控制系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，確定控制系統(tǒng)的SIL定級，是否需要升級設(shè)置SIS。

在SIS設(shè)置的過程中能夠企業(yè)更多的參考了GB/T 21109標(biāo)準(zhǔn)要求，通過對系統(tǒng)控制回路的安全完整性等級（SIL1-4，最高為4級）進(jìn)行定級，判斷是否能滿足安全需要。通過儀表設(shè)備合理選擇、結(jié)構(gòu)約束（冗余容錯）、檢驗測試周期以及診斷技術(shù)等手段，優(yōu)化安全儀表功能設(shè)計，確保實現(xiàn)風(fēng)險降低要求。

結(jié)語

綜上所述，自動化控制系統(tǒng)作為石油化工安全生產(chǎn)中重要的組成部分，通過不斷地在升級改造，在不同應(yīng)用功能方面越來越專業(yè)化、系統(tǒng)化。在原有預(yù)警功能的基礎(chǔ)上通過系統(tǒng)運算預(yù)判功能的深化，對報警信息的分級處理等功能的不斷改進(jìn)，使得員工在操作過程中更加便利，真正體現(xiàn)了自動化控制系統(tǒng)的便利和可靠。為企業(yè)安全生產(chǎn)信息化建設(shè)提供了現(xiàn)場數(shù)據(jù)與智能化控制的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 21109，過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全[S].

[2]GB/T 20438，電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全[S].

[3]GB/T 50493-2019，石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].