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自动化技术手段:化工安全管理的防火墙

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行业新闻
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来源:
2017/09/19 15:39
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【摘要】:
8月12日晚,天津滨海新区一集装箱码头发生爆炸。发生爆炸的是滨海新区港务集团瑞海物流危化品堆垛。尽管事故发生原因目前归咎于企业部门的渎职,但是化工事故屡有发生,并对生命和环境造成伤害,已成为所有工业企业家的梦魇。那么,在面对化工生产、存储、管理等问题,该如何通过严格的法规、不断提升的自动化技术手段,以及完善的企业管理制度,把化工事故的可能性和事故的危害性降至最低?  “随着我国化工装置、危化品储存

  8月12日晚,天津滨海新区一集装箱码头发生爆炸。发生爆炸的是滨海新区港务集团瑞海物流危化品堆垛。尽管事故发生原因目前归咎于企业部门的渎职,但是化工事故屡有发生,并对生命和环境造成伤害,已成为所有工业企业家的梦魇。那么,在面对化工生产、存储、管理等问题,该如何通过严格的法规、不断提升的自动化技术手段,以及完善的企业管理制度,把化工事故的可能性和事故的危害性降至最低?

  “随着我国化工装置、危化品储存设施规模大型化,生产过程自动化水平逐步提高,同步加强和规范SIS管理,用好这最后一道防线,十分紧迫和必要。”这是在7月30日中国化学品安全协会组织召开的SIS管理研讨会上与会人员达成的共识。

  安全生产的现实要求 中央企业推广走在前

  据中国石化安全工程研究院高级工程师李玉明介绍,SIS包括安全联锁系统,紧急停车系统,有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。SIS独立于过程控制系统(例如分散控制系统等),生产正常时处于休眠或静止状态,一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时,能够瞬间准确动作,使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。而根据安全仪表功能失效产生的后果及风险,又可将安全仪表功能划分为不同的安全完整性等级(SIL1~4,最高为4级)。

  “SIL定量安全评估最初由壳牌、BP等几大石化公司开展,而且开发了相应的定量评估程序和方法,并收集了设备及仪表的失效数据库,如今已深入到石化、化工安全管理的各个方面。”浙江工业大学化工机械设计研究所所长高增梁表示,SIL定量安全评估的推广有利于决策的科学化,是石化工业安全管理的发展方向。

  据悉,近年来发达国家发生的重大化工(危化品)事故大都与安全仪表失效或设置不当有关,国内近期的几起石化事故也与此不无关系。

  目前社会公众对化工事故的容忍度很低,任何一次事故,都可能对化工行业的健康持续发展造成致命一击。二是目前化工行业在朝着装置大型化、集约化方向发展,一旦出事就不可控,这就要求行业从源头去保障安全。SIS是现阶段保障化工企业安全的最后一道防线。三是国内企业应该利用好后发优势,将国外已经验证的好的安全技术拿来为我所用。

  SIS的最终用途,是交付用户现场使用。通过完善的功能安全管理体系,以及持续的维护保养活动,确保实现工程设计阶段确定的SIS安全功能理论期望值。但有企业反映,SIS在操作维护阶段存在不少问题。

  “比如,局部工艺单元联锁保护,对大系统整体安全功能的影响缺少统一考虑,这样如果局部联锁动作或误动,容易引起整个系统波动或更加严重的后果。还比如,从SIS设计阶段开始,缺少设备包控制系统安全功能的完整性要求及与装置主控系统的一致性要求,这是因为供应商往往只注重本身的安全保护,设计上往往忽略SIS技术要求,而且在安全功能评估和保护层分配,以及SIS功能安全完整性方面缺少全局一致性要求。”中石化沧州分公司副总工程师张金柱反映。

  相比于操作维护阶段的问题,由于SIS过保护带来的误跳车问题,更是引起了企业的共鸣。“目前一些企业的联锁系统存在误跳车的问题,导致不必要的非计划停车损失,误跳一次,一天的损失可上百万元。误跳车还导致企业对联锁可靠性信心的降低。而频繁的停车与启动,也增加了对设备的冲击及风险。”高增梁介绍说,根据项目组十余套装置的评估结果,联锁安全不足占12%,联锁过度占55%,联锁合理仅占33%。其中,进口工艺装置的联锁过度情况尤为严重。

  赵峻松也指出,年处理原油1200万吨、乙烯产量80万吨的某大型炼油乙烯一体化石化联合装置,经过SIL分析后得出结论:SIS中大约50%的联锁回路设计合理,40%的联锁回路存在过保护,而10%的联锁回路存在欠保护。“有点儿风吹草动就停车,企业受不了。”他说。

  此外,由于SIS本质上是“仪表化的”或者“用仪表实现的”安全监控系统,是以分散性控制系统(DCS)为代表的过程控制之外的另一领域或分支,这两者的用途和设计理念截然不同。这就要求SIS从业人员必须了解和掌握过程安全知识和功能安全体系。

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