石油化工企業(yè)本質(zhì)安全理論、實踐及方法080703

1、石油化工企業(yè)本質(zhì)安全理論實踐及方法化工安全教育部工程研究中心國家危險化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)故障預(yù)防與監(jiān)控基礎(chǔ)研究實驗室 高 金 吉2008 06 091 1 非正常工況管理（ASM） 非正常工況管理是近年來西方技術(shù)發(fā)達國家，所倡導(dǎo)的工程技術(shù)研究與開發(fā)的熱點領(lǐng)域。1994年由Honeywell公司牽頭成立了美國ASM研究與開發(fā)聯(lián)盟。 任何化工過程都是設(shè)計在一定范圍內(nèi)可以有序穩(wěn)定運行，而實際工況可能由于其內(nèi)部的變化和外部干擾而偏離原設(shè)計條件，出現(xiàn)故障或非正常工況。此時若沒有人工進行干預(yù)，非正常工況的事態(tài)會逐步擴大，進而導(dǎo)致事故。有效的ASM要求操作人員執(zhí)行及時的識別、診斷、評估和調(diào)整，使工廠恢復(fù)正常狀態(tài)或

2、進入一種安全狀態(tài)。2停機設(shè)計DCS PLC ESD工廠緊急救援工程事故安全防范層次分析公眾緊急疏散非正常工況事故3 ASM全方位、全時間周期監(jiān)控非正常工況的概念 4全方位、全時間周期監(jiān)控非正常工況DRBI RCIMSMO-HAZOPFSR ASSR故障自愈調(diào)控 非正常工況自愈調(diào)控預(yù)警系統(tǒng)動態(tài)安全監(jiān)控監(jiān)管52 危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)危險性分析和安全評價 在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要。 違規(guī)操作、人為失誤固然是造成事故的重要原因。但是，對于危險化學(xué)品生產(chǎn)，假如能夠事先對工藝過程和裝置的操作進行分析，找出可能存在的危險，并對存在的危險采取相應(yīng)的措施（如修改設(shè)計、增加安全設(shè)施等），就

3、會大大的提高系統(tǒng)或工藝過程的安全性。因此，對危險化學(xué)品生產(chǎn)進行危險性分析，認知事故發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律和如何防范人的失誤十分重要67PHA-Pro (HAZOP)分析報表8鍋爐系統(tǒng)SDG-故障診斷的結(jié)果圖建模仿真及SDG故障診斷技術(shù)9苯胺工藝流程簡圖V101A/BPrimary Nitrobenzene TankNitrobenzene Primary TowerT101T102Nitrobenzene Rectifying TowerF101V105Nitrobenzene Rectifying UnitAnilide ReactorP：0.070.074MPaP：0.0750.10MPa200

4、m以遠蒸汽閥 爆炸預(yù)熱器進料泵10對危險或重要的操作應(yīng)采用全自動機構(gòu)或者采用下述的程序控制設(shè)施以防止誤操作，聯(lián)鎖機構(gòu)或聯(lián)動機構(gòu)。程序控制設(shè)施。程序控制應(yīng)用于如果不按程序操作就會發(fā)生故障或?qū)е聵O大危險的情況，如反應(yīng)器等的操作中。該裝置具有下述功能：不進行前面的操作就不能進行下面操作；從操作上或安全上最重要的因素（例如溫度測定裝置）為基礎(chǔ)來選擇裝置所需調(diào)整的設(shè)備。11聯(lián)鎖機構(gòu)。在加熱爐的常明燈未著火前，燒嘴的主燃料閥不打開的機構(gòu)；b.手柄上設(shè)機械嚙合機構(gòu)等，以保證不按順序操作就不能進行閥的操作。ESD緊急聯(lián)鎖停車系統(tǒng)。12聯(lián)動機構(gòu)。例如以一定流量混合兩種氣體時，在偏離規(guī)定值就會產(chǎn)生危險的情況下，為

5、了與流量控制容易發(fā)生波動的氣體的流量保持一定比例而采用自動控制另一種氣體流量的聯(lián)動機構(gòu)。在波動的允許值范圍窄時，就需要采用聯(lián)動機構(gòu)了。13非正常工況操作指導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)路線圖非可監(jiān)測變量實時測算軟件比較判別-診斷預(yù)測智能決策未知干擾已知干擾環(huán)境物質(zhì)能量輸入物質(zhì)能量輸出PLCDCS其它控制層報警報警分析、事故分析操作指導(dǎo)及改進建議診斷-預(yù)測知識庫工藝、設(shè)備資料HAZOP安全評價結(jié)果典型事故案例模式-原因-對策？狀態(tài)工況實時數(shù)據(jù)庫裝置系統(tǒng)14裝備故障自愈工程研究的主要領(lǐng)域總稱分類技術(shù)應(yīng)用實例 研究特性故障狀態(tài)研究內(nèi)容、方向裝備故障自愈 工程自適應(yīng)技術(shù)不平衡引起振動自動平衡系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)控離心壓縮機喘振防

6、喘振控制系統(tǒng)離心壓縮機軸位移故障軸位移自愈調(diào)控離心壓縮機因結(jié)焦引起振動自冷卻、自清潔系統(tǒng)自修復(fù)技術(shù)摩擦磨損自修復(fù)材料自愈合性泄漏自密封材料材料劣化或損傷自強化材料微裂紋產(chǎn)生自愈合材料結(jié)構(gòu)自代償技術(shù)DCS、衛(wèi)星通信系統(tǒng)故障啟動熱后備系統(tǒng)自代償性承壓容器安全閥爆破膜失效智能切換冗余系統(tǒng)自防護技術(shù)地下管網(wǎng)電化學(xué)腐蝕陰極保護裝置自防護性(免疫)金屬表面腐蝕自鈍化膜15已知干擾未知干擾物質(zhì)、能量輸入物質(zhì)、能量輸出狀態(tài)工況實時數(shù)據(jù)庫比較判別診斷預(yù)測智能決策故障自愈執(zhí)行機構(gòu)數(shù)據(jù)處理分析機械復(fù)雜系統(tǒng)裝備系統(tǒng)故障自愈調(diào)控原理模式知識庫故障模式庫過程過程裝備控制16比較|判定數(shù)據(jù)融合多參數(shù)系統(tǒng)辨識機械復(fù)雜系統(tǒng)自適

7、應(yīng)調(diào)節(jié)機構(gòu)漏磁檢測及消磁系統(tǒng)軸承自修復(fù)系統(tǒng)防喘振自動控制系統(tǒng)軸位移自愈調(diào)控系統(tǒng)自動沖洗系統(tǒng)軸系自動平衡系統(tǒng)油膜渦動調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸出已知擾動未知擾動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)故障預(yù)測參考模型數(shù)據(jù)挖掘DCS/PLC控制系統(tǒng) 功率電流效率 自動沖洗參考模型 鐵譜瓦溫振動 軸承損傷參考模型 轉(zhuǎn)速油壓振動 油膜渦動參考模型 振動相位質(zhì)量 自動平衡參考模型 壓力流量溫度 喘振參考模型 負荷壓差瓦溫軸位移 自愈參考模型燃氣輪機工業(yè)汽輪機軸流壓縮機離心壓縮機電機ESD系統(tǒng)工況、狀態(tài)參數(shù)實時檢測系統(tǒng)FSR 建模仿真17軸位移故障概述 本報告所作主要工作簡介軸位移故障自愈調(diào)控* 故障自愈理論* 軸位移故障概述* 研究方

8、法* 目前的研究現(xiàn)狀* 研究成果之一* 軸位移故障自愈調(diào)控系統(tǒng)* 故障自愈調(diào)控試驗臺研制 * 主要結(jié)論平衡盤密封改進干氣密封流-熱-固耦合分析18 流體機械軸位移故障的自愈調(diào)控系統(tǒng) 19生產(chǎn)過程實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫 臨界值 非正常工況診斷和預(yù)測自愈調(diào)控 智能決策 E S D緊急停車系統(tǒng)F-冷水 物料 A， B 催化劑n-攪拌轉(zhuǎn)數(shù)L-液位C-濃度 泄壓裝置物料 A物料 B 攪拌調(diào)節(jié)建模仿真及非正常工況自愈調(diào)控技術(shù)激勵204 基于防減災(zāi)指數(shù)的動態(tài)監(jiān)控監(jiān)管安全監(jiān)控監(jiān)管: 控制風險、減少損失所采取的各類檢驗、監(jiān)控方法與過程的統(tǒng)稱。應(yīng)從設(shè)計和運行兩方面： 1 降低失效概率防災(zāi)指數(shù) 2 減少事故損失減災(zāi)指數(shù)214 基于防減災(zāi)指數(shù)的動態(tài)監(jiān)控監(jiān)管防災(zāi)指數(shù): 涉及操（操作人員）、管（安全管理狀態(tài)）、控（工藝、動設(shè)備、靜設(shè)備、壓力管道、電氣、儀表、環(huán)境等運行狀態(tài)和監(jiān)控程度）的各個方面.224 基于