石油化工企业本质安全理论实践及方法080703

石油化工企业本质安全理论石油化工企业本质安全理论实践及方法实践及方法化工安全教育部工程研究中心化工安全教育部工程研究中心国家危险化学品生产系统国家危险化学品生产系统故障预防与监控基础研究实验室故障预防与监控基础研究实验室 高高 金金 吉吉2008 06 092008 06 091 1 1 非正常工况管理（非正常工况管理（非正常工况管理（非正常工况管理（ASMASM）非正常工况管理是近年来西方技术发达国家，非正常工况管理是近年来西方技术发达国家，所倡导的工程技术研究与开发的热点领域。所倡导的工程技术研究与开发的热点领域。19941994年年由由HoneywellHoneywell公司牵头成立了美国公司牵头成立了美国ASMASM研究与开发联研究与开发联盟。盟。任何化工过程都是设计在一定范围内可以有序任何化工过程都是设计在一定范围内可以有序稳定运行，而实际工况可能由于其内部的变化和外稳定运行，而实际工况可能由于其内部的变化和外部干扰而偏离原设计条件，出现故障或非正常工况。部干扰而偏离原设计条件，出现故障或非正常工况。此时若没有人工进行干预，非正常工况的事态会逐此时若没有人工进行干预，非正常工况的事态会逐步扩大，进而导致事故。有效的步扩大，进而导致事故。有效的ASMASM要求操作人员执要求操作人员执行及时的识别、诊断、评估和调整，使工厂恢复正行及时的识别、诊断、评估和调整，使工厂恢复正常状态或进入一种安全状态。常状态或进入一种安全状态。2停机停机设计设计设计设计DCSDCS PLC PLC ESDESD工厂紧急救援工厂紧急救援工厂紧急救援工厂紧急救援工程事故安全防范层次分析工程事故安全防范层次分析工程事故安全防范层次分析工程事故安全防范层次分析公众紧急疏散公众紧急疏散公众紧急疏散公众紧急疏散非正常非正常非正常非正常工况工况工况工况事故事故事故事故3 ASMASM全方位、全时间周期监控非正常工况的概念全方位、全时间周期监控非正常工况的概念全方位、全时间周期监控非正常工况的概念全方位、全时间周期监控非正常工况的概念 4全方位、全时间周期监控非正常工况全方位、全时间周期监控非正常工况全方位、全时间周期监控非正常工况全方位、全时间周期监控非正常工况DRBI RCIMSDRBI RCIMSMO-HAZOPMO-HAZOPFSR ASSRFSR ASSR故障自愈调控故障自愈调控故障自愈调控故障自愈调控 非正常工况自愈调控非正常工况自愈调控非正常工况自愈调控非正常工况自愈调控预警系统预警系统预警系统预警系统动态安全监控监管动态安全监控监管动态安全监控监管动态安全监控监管52 危险化学品生产企业危险性分析和安全评价危险化学品生产企业危险性分析和安全评价 在现代科学技术发展的今天，发现问题比解决在现代科学技术发展的今天，发现问题比解决问题更重要。问题更重要。违规操作、人为失误固然是造成事故的重要原违规操作、人为失误固然是造成事故的重要原因。但是，对于危险化学品生产，假如能够事先对因。但是，对于危险化学品生产，假如能够事先对工艺过程和装置的操作进行分析，找出可能存在的工艺过程和装置的操作进行分析，找出可能存在的危险，并对存在的危险采取相应的措施（如修改设危险，并对存在的危险采取相应的措施（如修改设计、增加安全设施等），就会大大的提高系统或工计、增加安全设施等），就会大大的提高系统或工艺过程的安全性。因此，对危险化学品生产进行危艺过程的安全性。因此，对危险化学品生产进行危险性分析，认知事故发生、发展的规律和如何防范险性分析，认知事故发生、发展的规律和如何防范人的失误十分重要人的失误十分重要67PHA-Pro(HAZOP)分析报表8锅炉系统SDG-故障诊断的结果图建模仿真及建模仿真及SDGSDG故障诊断技术故障诊断技术9苯胺工艺流程简图P P：0.070.070.074MPa0.074MPaP P：0.0750.0750.10MPa0.10MPa200m200m以远以远以远以远蒸汽阀蒸汽阀蒸汽阀蒸汽阀 爆炸预热器预热器预热器预热器进料泵进料泵进料泵进料泵10n n对危险或重要的操作应采用全自动机构或者采用下述的程序控制设施以防止误操作，联锁机构或联动机构。n n程序控制设施。n n程序控制应用于如果不按程序操作就会发生故障或导致极大危险的情况，如反应器等的操作中。该装置具有下述功能：不进行前面的操作就不能进行下面操作；从操作上或安全上最重要的因素（例如温度测定装置）为基础来选择装置所需调整的设备。11n n联锁机构。n n在加热炉的常明灯未着火前，烧嘴的主燃料阀不打开的机构；b.手柄上设机械啮合机构等，以保证不按顺序操作就不能进行阀的操作。ESD紧急联锁停车系统。12n n联动机构。n n例如以一定流量混合两种气体时，在偏离规定值就会产生危险的情况下，为了与流量控制容易发生波动的气体的流量保持一定比例而采用自动控制另一种气体流量的联动机构。在波动的允许值范围窄时，就需要采用联动机构了。13非正常工况操作指导系统技术路线图非可监测变量实时测算软件比较判别-诊断预测智能决策未知干扰已知干扰环境物质能量输入物质能量输出PLCDCS 其它控制层报警报警报警分析、事故分析报警分析、事故分析操作指导及改进建议操作指导及改进建议诊断-预测知识库工艺、设备资料HAZOP安全评价结果典型事故案例模式-原因-对策状态工况实时数据库装置系统装置系统14装备故障自愈工程研究的主要领域总称分类技术应用实例 研究特性故障状态研究内容、方向装备故障自愈 工程自适应技术不平衡引起振动自动平衡系统自适应调控离心压缩机喘振防喘振控制系统离心压缩机轴位移故障轴位移自愈调控离心压缩机因结焦引起振动自冷却、自清洁系统自修复技术摩擦磨损自修复材料自愈合性泄漏自密封材料材料劣化或损伤自强化材料微裂纹产生自愈合材料结构自代偿技术DCS、卫星通信系统故障启动热后备系统自代偿性承压容器安全阀爆破膜失效智能切换冗余系统自防护技术地下管网电化学腐蚀阴极保护装置自防护性(免疫)金属表面腐蚀自钝化膜15已知干扰已知干扰已知干扰已知干扰未知干扰未知干扰未知干扰未知干扰物质、能量输入物质、能量输入物质、能量输入物质、能量输入物质、能量输出物质、能量输出物质、能量输出物质、能量输出状态工况状态工况状态工况状态工况实时数据库实时数据库实时数据库实时数据库比较判别诊断预测比较判别诊断预测比较判别诊断预测比较判别诊断预测智能决策智能决策智能决策智能决策故障自愈故障自愈故障自愈故障自愈执行机构执行机构执行机构执行机构数据处理分析数据处理分析数据处理分析数据处理分析机械复杂机械复杂机械复杂机械复杂系统系统系统系统装备系统故障自愈调控原理模式装备系统故障自愈调控原理模式知识库知识库知识库知识库故障模式库故障模式库故障模式库故障模式库过程过程装备控制16机机械械复复杂杂系系统统漏磁检测及消磁系统漏磁检测及消磁系统轴承自修复系统轴承自修复系统防喘振自动控制系统防喘振自动控制系统轴位移自愈调控系统轴位移自愈调控系统自动冲洗系统自动冲洗系统轴系自动平衡系统轴系自动平衡系统油膜涡动调节系统油膜涡动调节系统系统输入系统输入系统输出系统输出已知扰动已知扰动未知扰动未知扰动DCS/PLC控制系统ESD系统FSR FSR FSR FSR 建模仿真17轴位移故障概述轴位移故障概述 0本报告所作主本报告所作主要工作简介要工作简介1轴位移故障自轴位移故障自愈调控愈调控*故障自愈理论故障自愈理论*轴位移故障概述轴位移故障概述*研究方法研究方法*目前的研究现状目前的研究现状*研究成果之一研究成果之一*轴位移故障自愈调轴位移故障自愈调控系统控系统*故障自愈调控试验故障自愈调控试验台研制台研制*主要主要结论结论0平衡盘密封改平衡盘密封改进进0干气密封流干气密封流-热热-固耦合分析固耦合分析18 流体机械轴位移故障的自愈调控系统流体机械轴位移故障的自愈调控系统 19生产过程实时生产过程实时监控数据库监控数据库 临界值临界值 非正常工况非正常工况诊断和预测诊断和预测自愈调控 智能决策智能决策 E S D紧急停车系统紧急停车系统F-冷水 物料 A，B 催化剂n-搅拌转数L-液位C-浓度 泄压装置泄压装置物料 A物料 B 搅拌调节建模仿真及非正常工况自愈调控技术建模仿真及非正常工况自愈调控技术激励激励激励激励204 基于防减灾指数的动态监控监管基于防减灾指数的动态监控监管n n安全监控监管安全监控监管:n n 控制风险、减少损失所采取的各类检验、监控方法与过程的统称。应从设计和运行两方面：n n 1 降低失效概率防灾指数防灾指数n n 2 减少事故损失减灾指数减灾指数214 基于防减灾指数的动态监控监管基于防减灾指数的动态监控监管n n防灾指数:涉及操（操作人员）、管（安全管理状态）、控（工艺、动设备、静设备、压力管道、电气、仪表、环境等运行状态和监控程度）的各个方面.224 基于防减灾指数的动态监控监管基于防减灾指数的动态监控监管n n减灾指数：减灾指数：n n涉及企业紧急救援体系的各个环节，如紧急隔离、紧急泄压、喷林装置、消防设施、防爆能力，抑爆能力、劳动保护、医疗能力等。235 以可靠性为中心网络化智能维修系统24 KD500IMS便携式巡检仪及智能维修系统 2526谢 谢!27