石化行业是国民经济的支柱产业,全国大型石化项目的投入规划和建设依然持续增长。石化企业生产过程涉及大量的化工反应、物料输送和能源转化等高频环节,生产一线具有高温高压、易燃易爆、有毒有害、连续作业以及链长面广等特点,生产经营活动固有风险高,重特大事故依然呈现出高发频发的严峻势头。
在生产工艺复杂和操作条件苛刻的影响下,仪表自动控制技术呈现出的精细化和智能化大大提高了生产过程的稳定性和可靠性,具有针对性的安全仪表系统还可以提高石化企业运行的安全性,为了排除生产过程中潜在的危险,在生产过程的每一个环节都要进行监控,并设置危险报警和联锁停车等自控措施。安全仪表系统是石油化工装置保护层中最后一道主动保护措施,已被广泛地推广和应用。
另一方面,安全仪表系统自身的传感器、逻辑运算器和最终执行元件在操作过程中也面临着全生命周期的安全风险,很容易因被忽略而发生故障,也是整个石化设备实现安全运行的薄弱环节。
1 监督检查情况
山东省某石化企业成立于2016年9月,注册资本45亿元,已建成大型混合芳烃及配套工程项目,包括420万t/a渣油脱蜡、230万t/a延迟焦化、4万m3/h制氢、150万t/a混合芳烃加氢、3万t/a硫磺回收等装置、200万t/a对二甲苯、260万t/a重油加氢裂化和250万t/a PTA项目。地方国资部门为了落实安全生产“三管三必须”监管责任,组织对该石化企业的生产装置和储存设施涉及的仪表控制装置进行了全面诊断。
通过对上图的分析可知,企业在仪表控制系统领域产生的安全隐患中82%集中在生产现场区域,其中DCS报警和SIS系统类安全隐患数量占全部隐患数量的55%,其中SIS系统产生的安全隐患种类最多,整体数量的百分占比最大。另一方面,DCS报警方面产生的安全隐患数量在所有安全隐患具体类别中占比最大。其次,仪表、控制阀、气体报警器等系统末端检测和执行元件方面产生的安全隐患数量占比之和高达20%,同样应该被重视。
2 安全隐患分析情况
对于石化企业来说,定期组织开展仪表自动化设备预防性维护是保障仪表自动化设备能够长期处于稳定运行的关键条件。但是目前很多石化企业在进行该项工作时,检修周期存在着严重的滞后性,往往是等到设备真正出现损失或故障之后才开始维护和检修。这为仪表控制系统留下了潜在的安全隐患。
2.1 安全管理领域典型隐患分析
2.2 生产现场领域典型隐患分析
DCS系统在石化装置生产过程中对各个测量点起到监控作用,并在被测参数一旦出现较大波动时能够较好地为操作人员给予提示,随着报警数量的泛滥,对于报警的优化和管理等问题越来越突出。
DCS报警产生的安全隐患数量在安全隐患类别中数量最多,常常表现在DCS系统存在大量的缺失高高、低低报警设置;报警参数和数字单位设置不合理;缺少报警后的分析过程及处理结果,且以上问题存在较多的重复性。如柴油加氢循环机C102一级密封气泄漏流量未设置高报或高高报警,存在干气密封损坏,泄漏流量无提示可能导致循环机停机风险;柴油加氢装置DCS报警值设置不合理:重沸炉出口温度TIC20507,工艺卡片为255~290℃,安全操作规程为275~310℃,高报警为300℃;联锁逻辑中加热炉分支流量单位为Nm3/h,而DCS中指示为t/h,流量单位不统一。260万t/a重油加氢裂化压缩机DCS报警系统中,9月20~21日位号M0203-LIA-14202L润滑油液位出现低报警,处理不及时,没有原因分析、风险分析及应急预防措施。
气体报警器、仪表和控制阀等控制系统末端探测或执行元件方面产生的安全隐患数量占比之和高达全部安全隐患数量的20%,此类检测、执行元件设置产生的安全隐患具有显而易见的特点,比较容易被发现和整改。按照规定,气体检测报警系统应独立于其他系统,需要将可燃气体二级报警信号、可燃气体和有毒气体检测报警控制单元的故障信号送至消防控制室。
气体报警器产生的安全隐患表现在气体报警器安装位置不合理;检验机构的检验资质和报告不准确。如:加裂装置氢气压缩机厂房中,压缩机上部可燃气体报警器安装时传感器没有朝下;可燃有毒气体检定第三方机构资质缺少授权附件,缺少授权区域,及在检定证书上没有注明检定时用的标准气体。仪表和阀门表现出的安全隐患主要体现在仪表设置不全、指示错误或偏差;控制阀设置不合理、防腐等管理不到位。如:现场较多仪表指示错误或有明显偏差;加氢裂化装置原料过滤器出入口差压仪表中出口压力取压点不规范。
预处理系统的原料泵和注水泵出口有单向阀,未采用两个不同类型、不同生产厂家的单向阀。硫磺联合装置最北侧液氨储罐切断阀由单作用变为双作用,失去故障安全性功能。警示标识方面存在的安全隐患较为单一,主要集中在关键阀门、压力表等元件缺少位号或检验标识等信息。
3 结语
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