天然气净化厂应急管理数字化推广及应用

　　[摘 要]为降低事故救援过程中次伤灾害扩大事故，天然气净化厂在应急管理中引入数字化系统来减少救援过程中人员伤亡事故发生。本文就数字化系统在应急演练过程中的应用效果进行总结分析，同时不断摸索运行过程中存在问题及改进意见。
　　[关键词]数字化 事故 应急管理
　　中图分类号：S325 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0380-01
　　一、天然气净化厂危险性分析
　　天然气净化厂生产现场具有易燃、易爆、高压、高温、有毒、有害及腐蚀等危险，稍有不慎就会引发事故事件，具体危险源及产生后果如下：
　　（一）高压天然气泄漏产生后果：天然气达爆炸极限时，遇到火花或静电会发生爆炸，一旦泄漏将造成火灾爆炸事故。
　　（二）硫化氢泄漏产生后果：天然气净化厂中部分单元涉及原料天然气及酸气（未脱除硫化氢气体），当空气中浓度达到70～150mg/m3时，出现呼吸道及眼刺激症状；当浓度达300mg/m3时，6～8分钟出现眼急性刺激症状，稍长时间接触引起肺水肿；浓度达760mg/m3，15～60分钟，发生肺水肿、支气管炎及肺炎，头痛、头昏、步态不稳、恶心、呕吐；浓度达1000mg/m3时，数秒便会急性中毒、呼吸麻痹致死亡。
　　（三）甲醇中毒产生后果：入口服5～l0mL可致严重中毒，30mL可致死；一次口服15mL，或2天内分次口服累计达124～164mL，可致失明；空气中浓度达39～65g/m3，吸入30～60分钟可致中毒。
　　（四）甲醇蒸汽爆炸产生后果：在21.2℃，甲醇蒸气与空气混合浓度达6～36.5%时遇到明火会发生爆炸。
　　（五）高压污水泄漏产生后果：回注水压力在20Mpa-25Mpa间，具有一定的腐蚀性，随着时间延长导致管线腐蚀，承压能力减弱，引起高压刺漏伤人。
　　（六）高温烫伤产生后果：供热单元导热油温度达180℃，管线之间的法兰连接部位松动错位导致导热油刺漏，将造成人员烫伤。
　　（七）设备超压产生后果：容器中介质超过设计压力会导致设备破裂，介质泄漏引起火災爆炸、人员伤亡事故。
　　二、净化厂数字化简介
　　为使装置运行安全可靠、抵抗事故的能力，天然气净化厂自控系统由过程控制系统、安全联锁系统及火灾报警系统三个功能相对独立并互相联系的控制系统构成。安全联锁系统及火灾报警系统对全厂火气监控及安全联锁停车智能化管理。
　　自控系统网络结构依据硬件构成及分布，利用系统供应商技术支持搭建而成。鉴于自控系统网络硬件分布于中心控制室CCR、仪表控制间FAR及变频器室（TIR）和水源井，通过光缆实现各部分间通信，保证网络可靠运行。系统硬件由C300控制器、QPP-0001控制器、IO附件和Control Wave控制器及IO附件与服务器、操作员站等组成。通过各种功能模块的结合应用，实现对生产过程监测、控制及安全性管理。
　　自控系统根据各生产单元的生产属性、安全性要求分别负责不同单元的生产运行监控工作，具体情况如下：
　　（一）多点检测控制
　　在仪表的设置上采用多表检测机制确保检测的有效性和准确性，在重要的检测点通过设置不同类型的仪表共同检测或者通过设置多路仪表进行检测。对于关键设备采用“多表检测、多点控制”原则即通过多台表来检测关键参数、通过多个控制阀门及在阀门的执行机构上设置冗余电磁阀来提高仪表运行的准确可靠。
　　（二）自动化停运设备
　　关键动设备控制采用自控优先控制。正常工况K1为低电平（常开）、K2为高电平（常闭），发生危险工况时可通过操作站发送停运信号使得K2失电，KM断开，关键设备停运；若自控系统同时发生故障，停运信号无法发出时亦可通过断开停运信号中的停信号保险实现远程停运，确保设备安全稳定。
　　（三）单独设置安全自控系统
　　独立的安全联锁系统和火气系统，用来保证全厂联锁系统的安全独立性，并根据不同的非正常工况设置了四个级别的安全联锁动作，确保在非正常工况下能够按预设动作实现有序停车保证装置和人员的安全。
　　二、数字化在应急演练中的实践运用
　　为切实做到“防患于未然，控制于初起，降低人员伤亡”的理念，在日常应急演练中引入数字化系统进行危险场所监控、消除危险源，减少甚至避免救援人员进入危险场所作业，降低救援风险的同时提高了现场员工反应协同和实战能力。
　　（一）建立可靠的自控系统
　　1、定期检测，确保可靠备用
　　为确保生产区域无可燃气体和有毒气体泄漏，在涉及危险气体泄漏场所设置有毒气体检测仪和红外可燃气体检测仪，对现场可燃气体（甲烷和甲醇）和硫化氢进行监测。对所有气体检测仪进行100%检定，不达标设备立即更换；在易发生火灾区域安装火焰检测仪进行全厂火灾监测，定期使用火焰发生器进行逐一比对。每月定时对全厂所有有毒气体、火灾报警及手报按钮性能、外管、接地、检测探头等进行逐一测试检查。
　　2、逻辑多选一，提前预警
　　为确保故障设备能够及时发现，引入“多选一”逻辑，即：多台设备中只要有一台设备发生故障就会发生系统报警，及时进行维护，确保监控设备全部完好。
　　3、演练抽检
　　结合应急演练，对相关区域设备运行状态进行抽检，模拟报警状态检测其运行状况。
　　（二）将事故控制于初期
　　1、多重报警，稳定可靠
　　全厂有毒气体、可燃气体及火焰检测仪表中任意一台仪表报警时，会通过火气系统将报警信号同时传输至相应区域声光报警器，提示现场作业人员紧急撤离危险区域；传输至工程师站辅操台协助管理人员、专业人员对现场情况进行判断处理；传输操作员站，提示中控监控人员及时作出应急处理。
　　2、视频追踪、确定险情
　　发生险情后，中控室通过视频监控系统对危险区域进行全方位搜索，精准确认险情，为下一步应急抢险提供支持。
　　（三）远程控制，规避人员风险
　　1、装置远程操作
　　引入数字化抢险后，操作人员可通过操作站、数字化机柜间及配电室等相对安全区域实现设备远程停运、流程切断、系统放空应急等操作，消除或降低危险源危害性，防止事故进一步扩大，同时也降低了现场人员操作风险。
　　2、现场险情实时监控
　　结合现场工艺监测仪表、工作环境气体（火焰）监测仪表、视频监控三者对现场险情进行实时监控并及时调整抢险方案，确保险情可控，彻底避免了以往抢险中险情监控与现场抢险分离，盲目抢险的状况。
　　三、实际应用效果评价
　　1、将数字化系统引入应急管理能够在发生险情时处置险情由远程操作完成，现场只进入救援小组进行人员急救，避免了以往既抢险、又救援的多重工作，极大缩短了救援人员在危险场所逗留时间，降低救援风险；
　　2、现场监控、重要操作通过远程实现操作，实时传输现场实情，避免了以往险情监控与现场抢险分离，盲目抢险的状况；
　　3、提高了中控操作人员的协同反应水平和实战能力，提高了事故监控的警惕性。
　　四、认识及结论
　　1、实现远程应急抢险必须要有可靠的仪表和数字化系统做后盾，需要不断提升自控及仪表维护人员技能水平，持续优化升级，确保设备完好；
　　2、远程抢险中控操作员是关键，高水平的技术能力是保障，操作人员对参数及现场情况的判断尤为重要；
　　3、加强自控系统与视频监控系统配合监控，提高监控精确性；
　　4、关键设备及风险较高的危险源点设置仪表与视频双重监控，提高监测系统稳定性。
　　提升应急管理的数字化水平，减少了抢险人员的数量、工作量及危险场所逗留时间，从根本上降低了救援风险，同时远程抢险对数字化系统的高要求，进一步督促自控仪表及配电系统不断完善优化、提高设备运行的稳定性与可靠性，保证装置安全平稳运行。
　　作者简介
　　刘磊（1986-），男，籍贯：甘肃省会宁县，研究方向：安全管理、石油天然气工业。

相关热词搜索：数字化 应急 天然气 净化 推广