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有效智能管理 避免安全盲点

作者:www.cechina.cn2015.04.28阅读 4715

  近日福建漳州古雷PX项目发生爆炸,这已是该项目2年内的第二次爆炸。为什么国际上相对安全的PX工厂,在中国成为众矢之的。重化工企业应该在安全管理方面吸取哪些经验教训?艾默生过程管理解决方案及全生命周期服务业务部技术总监吴跃年认为,化工企业的安全管理的重点就是:防微杜渐,忧在未萌;智能管理,避免盲点。
  CEC:目前推测的事故原因是由于漏油引起的,请问罐区应该如何防范储罐漏油以及其他安全隐患?从这个事故中我们应该吸取怎样的教训?
  吴跃年:首先,对于发生这样的事情,我们感到非常痛惜。安全始终是流程工业的重中之重。对于石化企业来说,通常面临对多种罐区进行统一监控和管理的挑战。众所周知,石化企业拥有多个罐区,根据用途其功能也各有千秋;主要分为灌装、存储、运输和接收储罐等等。而对这些罐区进行统一的监管,实时了解与储罐连接的仪表及控制系统健康状况,对于确保工厂的安全来说至关重要。因此,只有确保了每一个工段及装置的安全,才能确保整体工厂运营和人员安全。因此,工厂的"安全仪表系统"不容小觑。该控制系统应具有高度的安全性和灵活性,并且应能够与石化企业内现有系统正确、可靠的无缝集成;此外,安全系统必须实现对运营的100%监控,同时确保运营满足所有国际或国内环境和安全法规要求。只有这样,才能够确保企业对整个过程运营及仪表状况了如指掌,从而及时采取维护措施,防患于未然。


  艾默生过程管理解决方案及全生命周期服务业务部技术总监  吴跃年

  CEC:就目前中国的化工企业来说,罐区的安全管理有哪些更容易被用户忽视的地方?
  吴跃年:其实现在的化工企业都对安全管理越来越重视了,不但因为法规要求日益严苛,也因为企业责任和社会舆论的压力日益增加。对于常规的重要设备,工厂一般都会严加监控,但是由于工艺不断复杂、技术人员断层或缺乏用于安全运营和维护的信息等诸多原因,安全管理始终是一个巨大的挑战。除了刚才我们讲的安全控制系之外CONTROL ENGINEERING China版权所有,罐区的精确计量、实时监控、智能预测性维护和集成管理亦不容忽视。要实现全厂的安全无事故运营CONTROL ENGINEERING China版权所有,就要确保对全厂运行状况了如指掌,避免盲点;并确保设备、系统及工艺具有灵活性、可靠性和可扩展性,从而适应未来的工厂发展要求。除此之外,如何防止储罐溢罐并实时了解工厂内的其他关键设备的健康状况也非常重要,例如泵、疏水阀、风扇及冷却塔等等。
  如何消除储罐溢罐是石油行业面临的一个巨大挑战。因为因油品储罐溢罐所导致的火灾已经(并将继续)成为石化行业的一个显著问题。由于大多数储罐进料均为手动操作,所以操作人员十分依赖于储罐液位计和溢罐保护报警。虽然储罐测量及报警系统并不完全可靠,但通过冗余和独立的测量方式可大大提高其测量可靠性。针对于此,行业推出了新的API/ANSI 2350 第4版标准,即"石油设施中的储罐防溢出保护",它与基于IEC61511标准的安全仪表系统(SIS)都具有异曲同工之效。它们的目的都是为了防止溢罐,避免石化实施安全事故和损失,并同时改善运营效率并提高储罐利用率。在典型的储罐测量及报警系统中,虽然报警和储罐测量系统都包含大量组件(电源、接线、电气连接和继电器),但是故障率最高的组件主要是液位测量设备。当今,大多数液位传感器为采用带轮、钢丝绳和卷筒机构的浮子钢带式系统的机电装置,它们通过测量浮子的位置,提供相应的液位和报警功能。
  许多溢罐事故均由这些装置中的机械故障所导致。早期和现在广泛采用的机械式浮子钢带式装置主要依赖于带轮和线缆,而这些组件极易在肮脏的环境下发生卡滞或粘结。如果出现这种情况,由浮子钢带式液位传感器触发的报警也将失效。因为线缆卷筒机构的位置不仅仅用于确定实际测量的液位,还用于启动报警开关,所以即使一处此类故障,也将导致整个测量系统和报警系统无法正常工作。
  艾默生针对于此有一系列成熟并经过实践检验的产品及解决方案。例如Raptor储罐计量系统,适用于贸易交接、过程控制和库存控制或用于在储罐灌装时消除溢出风险,符合SIL 3安全等级标准。用于精确液位和压力测量的罗斯蒙特变送器,以及可以实现现场设备与控制室之间通讯的储罐hub及无线产品及AMS Suite智能预测软件,除此之外,还有我们的Pervasive Sensing (普适测量)技术。普适测量技术即工业"物联网",不是简单地物物相连,而是通过智能预测和运算,为工业用户提供基于集成的实时和可靠数据的可执行化信息,即告诉用户出现了哪些异常,应该通过如何操作来避免代价高昂的事故发生。
  举个例子来说吧!就像是我们大家每年都会做一些身体检查,目的就是及时了解我们的健康状况,从而预防并尽早了解一些疾病的发生从而及时采取措施。普适测量相当于是专家医生和先进仪表的结合控制工程网版权所有,不但可以诊断并出示异常结果和信息,并且可以基于专家经验和大数据为您提供应对和改进措施。
  接下来,我想和大家分享一下艾默生的EAM(重要设备监控)解决方案。经研究,工厂中有一小部分设备,如热交换器、泵、鼓风机、气冷式热交换器以及冷却塔,我们称之为重要设备,它们对工厂整体运营影响很大。然而,通常由于它们不是直接参与关键生产或运营过程,因此常常容易被疏于监管。然而,一旦这些设备发生故障,则会引起非计划内停机,从而造成严重的生产损失,甚至安全和环保事故;因此我们应将其纳入日常监管范围。研究显示,这些重要设备的维修约占工厂总维修费用的70%,通过投资预测性监控方案,工厂可节省约25%的维修费用。
  此外,针对储罐安全,我们还有许多解决方案CONTROL ENGINEERING China版权所有,例如Net Safety气体探测器,通常腐蚀或机械压力会造成储罐泄漏,导致有毒有害气体的释放,并可能引起火灾或其它险情CONTROL ENGINEERING China版权所有,同时也造成了产品的损失。在储罐周围布置Net Safety气体探测器,可以检测由储罐、管线或阀门产生的泄漏,以便及时采取措施,防止事故的发生。RoxarCorrlog无线腐蚀监测变送器可预测储罐是否会泄漏从而减少安全隐患。Rosemount 702无线离散量变送器配合TraceTek快速燃料检测传感器和AMS套件可检测储罐密封状况,一旦出现异常,立即报警。Fisher阻爆轰型阻火器符合USCG和ATEX标准,可以安装于管路任何位置并有效阻止火焰回流,大大提高储罐的安全性。产品具有大孔径,低压损的特性,尾气排放效率更高,更安全,且大大降低产品的维护成本,寿命比普通产品提高30%到40%。Fisher紧急泄压阀可实施过压/真空控制,是保护储罐高压泄放的最后一道防线,安全可靠,密闭性好。这些艾默生解决方案都可以为客户提供早期警报信息和改进方案,从而延长这些重要设备的使用寿命、提高运营安全并减少运营盲点。
  CEC:贵公司有哪些好的解决方案可以帮助重化工企业用户降低安全风险?
  吴跃年:在这里,我想分享一个关于艾默生过程管理在罐区安全方面的应用。某罐区于2012年5月投产,经业内资深项目审计公司AEC的评比和推荐,客户最终使用了艾默生的DeltaV SIS系统(火气系统和紧急停车系统),因为该系统被认为能够100%满足国际规范和功能安全标准即IEC 61508-3 和IEC 61511-1。;此外,还选用了DeltaV数字式自动化系统。
  艾默生DeltaV数字自动化系统以简洁,直观的交互操作方式连接人员、过程和生产,充分利用当前的预诊断技术,帮助改善您的运营状况。其具有如下功能:
  1. I/O 可以按需配置,从而实现了现场IO配置的灵活性、系统集成的简便性并提高了设备可用性。
  2. 系统的可扩展性强,即所有硬件、工程工具,运营和维护程序都是一致的,因此操作更方便、培训更少、备件成本更低。
  3. 它还具有嵌入式智能控制功能,该功能包括模糊控制、神经元网络和多变量预估控制,这些技术可为客户的连续运营提供支持,帮客户优化控制回路,而无需资深的专家和昂贵维护成本。
  4. 此外,该系统还可以将PlantWeb的强大功能传递到每个装置的变更管理、安全、机械健康监测、历史记录、批量控制、资源管理应用、乃至基于第三方标准的技术,所有这些都可无缝集成。
  接下来,我们介绍一下艾默生的DeltaV SIS系统,该系统主要用于客户罐区的火气系统,从而以分布式的方式保护现场。用户可以通过该系统检测异常区域并直接对其采取措施。该系统与现场的火气检测器连接,能够控制消防水压以及主水泵电机、消防泵和泄压泵的开关顺序,以及备用动力发电机点火继电器的开合。同时也将可视报警(灯)和声音及雨淋阀(消防水)集成在该系统中。相反地,紧急停车系统控制紧急切断阀(XV)的开关,从而将所涉及区域进行隔离,否则一旦发生意外事故就需要隔离整个罐区设备。同时系统也集成了压力变送器和探测器等主要传感元件,一旦检测到爆炸性混合物,紧急停车按钮将变成红色,从而触发系统控制器动作。
  该系统的另一个重要功能是它能够与液压系统相互作用,液压系统用于控制自动喷水灭火系统连接的快速关断阀门。当存储液体的温度超过40 °C ,或者存储液位超过上限,或者储罐附近区域出现泄漏时,这些阀门立即动作。
  该系统可以准确地协调火气系统、紧急停车系统和过程控制系统的运行,与工厂所采取的安全措施协同工作。该系统灵活、稳固、可靠,它可以确保工厂在最佳性能模式下运行,并且通过单个系统实现了现场的全面控制,确保客户能够监控所有的生产波动。据数据和可靠统计显示,该工厂安装的艾默生安全控制系统能够将运行的可靠性提高至99%以上。
  通过使用该系统,该工厂已经创造了自2012年5月投产以来无安全事故的重要里程碑记录并实现了对工厂运营的100%控制,包括确保运行安全性和连续性的技术人员安全。
  CEC:作为先进的自动化解决方案供应商,对于重化工企业的安全管理有什么好的建议?
  吴跃年:这就还是归结到了那句老话:防微杜渐,忧在未萌;智能管理,避免盲点。工厂运营这像是种树一样,首先要确保基础设施的安全、高效。这就像种树一样,首先,我们要确保我们购买的树苗质量好,才能成活率高。因此对于新建工厂来说,应确保基础设施架构中的每一个细节(无论是控制系统、测量仪表还是管道、布线等基础架构)都精益求精,确保其具有经实践验证的安全和可靠性能。接下来,就是要确保对运营的全面了解、实时监控和定期维护,这样才能确保工厂高效、安全运营和长期竞争力。这就像是我们种好树后,需要精心呵护、实时修剪一样,这样才能确保大树长的枝繁叶茂。最后,我想借用左丘明的一句名言来作为工厂安全运营的建议:居安思危,思则有备,有备无患。

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