提升化工在役裝置報警管理范文

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摘要:過程報警是化工過程風險降低的一道重要“保護層”，但由于報警管理不當造成該“保護層”名存實亡，通過使用報警管理理論方法識別出在役裝置過程報警不合理的原因，提出一些處理的原則;借助專業軟件管理報警泛濫問題，優化報警管理系統，實現報警管理目標，提升過程報警在風險消減方面的可靠性。

關鍵詞:風險管控;誤報警;報警管理;報警優化

1過程報警管理現狀分析

通過研究國內外幾起工藝安全事故，發現過程報警泛濫和響應不及時造成了事故的發生。1997年7月24日，在威爾士米福德港德士古精煉廠由于強烈的電氣風暴導致系統發生故障，在重新開車過程中發生巨大爆炸，造成26人受傷。英國HSE協會調查發現爆炸發生的前一個小時有275個報警，認為報警過載是促成事故發生的一個因素。2005年3月25日，在德克薩斯的BP公司的異構化裝置重新開車時，發生一系列爆炸，造成15人死亡，170人受傷，美國OSHA調查認為報警和HMI是一個促成因素，爆炸前一小時內有超過130個報警。2018年3月12日，中國石化九江石化加氫裝置發生爆炸火災事故，事故造成2人死亡，1人灼傷，事故調查結果表明長時間未有效處理關鍵設備報警是事故發生的一個促成因素。經過對這些事故的研究和思考，發現化工過程報警的可靠性差源于大量無效、重復報警，操作人員處理異常工況時負荷過重，不能及時獲取有效的報警信息，不能準確判斷報警的原因并采取對應有效措施。因此，開發有效的報警管理系統以提升報警可靠性，讓報警管理成為風險管控有力的手段。

1．1報警管理基本理論1．1．1報警功能定義操作員依賴于控制系統按照編制的程序完成操作任務，報警即通過用聲響或視覺顯示的方式提示操作員出現了設備故障、工藝紊亂或異常工況，需要操作員響應。如不需要操作員響應的信息可以定義為提示信息，但不應定義為報警。1．1．2報警設計類別a)事故響應報警。包括火災和有毒氣體、安全淋浴、緊急疏散、現場緊急停車按鈕激活。b)安全聯鎖保護報警。所有導致安全聯鎖的觸發條件需產生報警。聯鎖報警將在SIS實現，告知操作員自動聯鎖保護動作已經啟動。c)生產過程報警。通過工藝危害分析識別出部分生產過程報警。這些報警設置將識別、提示生產過程正在遠離正常操作條件。d)I/O測量故障報警(IOP，OOP)。BPCS各個I/O通道都應有I/O測量故障報警。提示操作人員測量或輸出故障。SIS系統根據需要，在檢查到測量故障時還可能產生相應的自動聯鎖保護動作及報警。e)冗余測量和多選系統。雙冗余或三冗余用于增加系統可靠性。生產波動時可能會在報警匯總產生重復報警顯示。f)設備故障報警。設備未能完成預期操作動作的報警，此類報警包括:啟動泵、電機失敗;停止泵、電機失敗;打開閥門失敗;關閉閥門失敗;第三方成套設備停機故障。g)偏差報警(DV)。偏差報警用于指示操作員，過程測量值在一定范圍內偏離了設定值。h)變化率報警(ROC)。變化率報警用于指示操作員過程測量值變化過快。i)回復報警(RE－ALARMINGALARMS)。回復報警是在指定的時間后重新產生相同的報警。1．2報警管理1．2．1報警管理目標過程報警激活后，操作人員需要進行干預將生產偏離拉回至正常狀態。工程設備和材料用戶協會(EEMUA)于1999年了EEMUA191關于報警管理的行業指南［1］，美國儀表自動化協會(ISA)和國際電工協會(IEC)先后于2009年和2014年了ANSI/ISA18.2和IEC62682關于工業的報警系統管理標準［2－3］，B．Hollified等［4］編制的報警管理手冊，其中推薦了報警管理的目標，操作員有效處理的報警為每天150個，最多可控報警不得大于300個。化工行業每天的平均報警數為1500個，穩定狀態報警平均100個，每10min的高峰報警為180個，每隔10min的報警平均為9個。1．2．2報警優先級設定原則為優先突出關鍵的情況報警，對報警進行優先級的設定。優先級設定依據有兩個原則:①未設置報警或報警未被及時正確響應導致的后果嚴重程度，后果主要考慮人員傷害、環境影響及經濟損失3方面，嚴重程度分為低L、中M、高H和災難性C4個等級，以對這三方面影響最大的情況作為最終的后果嚴重程度;②允許響應時間，即從報警發生到后果產生的時間，分為不緊急、盡快、迅速、緊急4個等級，允許響應時間超過30min的報警應取消或重新設置。可根據后果嚴重程度和允許響應時間矩陣確定報警優先級，見表1。優先級將主要通過顏色和報警聲音區分(表2)。報警系統設計時還需考慮視覺和聽覺的人機工程因素。

2過程報警管理系統優化案例

以國內某大型有機硅生產裝置過程報警優化為例，以生產過程中產生的報警為歷史數據，借助軟件將所研究的控制系統的所有數據導入軟件建立數據庫，軟件系統每周分析出報警類別，分析出的數據根據既定設置的報警原則一一給出相應的解決方案;同時根據報警優先級對報警進行顏色的區分。

2．1統計分析報警問題通過使用軟件統計分析出報警類型，主要為工藝報警、DCS控制系統報警、現場儀表問題報警。針對于三類報警采用的處理措施見表3。經報警梳理后，發現報警類型占比發生了變化，某單體水解單元報警梳理開始階段大量的滋擾報警是由于控制系統報警閾值設置問題及現場儀表故障導致。經過梳理，在平均報警數量接近正常水平時(平均每10min報警數量小于6個)，此類報警只占報警總量的30%左右，工藝生產報警得以更有效的識別，見圖3。

2．2深層次優化報警管理2．2．1報警分組按操作區域分組使操作員僅接收到其所負責的操作區域的報警，排除不相關操作區域產生的報警。a)操作區。使用控制系統提供的操作區域功能，對控制系統和報警進行分級化規劃管理。如按照分廠，單元，裝置，設備，劃分控制報警單元。b)公共報警。公共報警是應用編程邏輯為多個可能的報警條件合并統成一個報警，從而最大化減少操作員接收到的總報警數量。例如繪制公共火災報警，可以引導操作員到火災報警總覽畫面，具體定位識別事故位置。如果公共報警所包含的更高優先級報警被激活，則公共報警將被重新激活。公共報警應在安全矩陣內標識。c)條件化報警。條件化報警是使用邏輯或相關的條件(如時間)延遲，啟用，或禁用警報以減少干擾警報。例如當設備處于啟動超馳模式(startupoverride)時，程序可以設定，暫時屏蔽聯鎖報警和安全聯鎖預報警。定時超馳的情況下的報警超持:報警將在指定的時間計時范圍內被屏蔽，計時結束后則報警功能將自動恢復。過渡過程的超馳報警:報警將被禁止，直到某個報警啟動條件滿足之后，才再次被激活。d)自動報警抑制。許多后續警報是由于預期的事件的發生而不需要操作員采取響應或相關措施。如以下情況:設備啟動/停止/聯鎖或停止服務;生產進程開始/停止/完成/關閉;順控程序，從一個階段進入另一個階段。通過自動報警抑制來避免后續報警。e)報警擱置(AlarmShelving)。手動擱置報警，經過授權的操作人員或主管可以擱置特定部分報警。指定的關鍵報警不允許擱置。在手動報警擱置的情況下，報警可以按指定的時間自動恢復。通過報警問題的處理及報警優化設置，明顯達到報警管理的目標。2．2．2報警優先級設定及響應界面根據后果嚴重程度和允許響應時間矩陣確定報警優先級，分為3個級別:關鍵報警、中級報警、低級報警。后果嚴重程度依據公司風險矩陣中事件發生嚴重程度定義，見表4。報警級別通過顏色和聲音進行區分，見表5。

3結語

報警泛濫，使操作人員無法有效識別報警，讓報警成為一種擺設甚至干擾操作。通過制定有效的報警梳理和管理流程，制定報警管理的優先級進行報警優化和設計，顯著降低報警泛濫問題，加之高性能化的人機界面的改進，顯著提升員工獲取報警和響應報警的能力，從而提高過程報警的可靠性。表5高性能人機界面報警設計［5］———報警級別區分及響應提示4

參考文獻

［5］張娟．高性能人機界面設計［J］．中國電業(技術版)，2016(4).

作者：淑珍 姚石泉 姚坤明 單位：中國化工集團公司江西藍星星火有機硅有限公司