无报警管理下的中控室,成了“聋子的耳朵”?

 

" 在流程工业中,安全问题一直是我们最关注的话题之一。而报警管理作为保障安全的重要一环,却经常被忽视。有效的报警管理是发现生产过程异常工况,排除事故隐患的重要手段。那么,企业如何开展报警管理工作呢?如何识别、设置和管理合理的报警变量及其各种报警参数?如何建立报警导则?今天让我们一起探讨一下!"

中控室作为一个重要的管理中心,负责监控和控制各种设备和系统的运行,对于保障安全和顺利运营至关重要。然而,在没有报警系统的情况下,中控室就成了“聋子的耳朵”,无法及时察觉和响应潜在的问题和危险。因此,建立一个有效的报警管理系统对于中控室的运行和安全至关重要。只有通过及时的报警和响应,中控室才能成为一个高效的管理中心,确保设备和系统的正常运行,为各项工作提供可靠的支持。

01 企业如何开展报警管理工作?

目前国内流程行业普遍存在以下问题:操作员不知道报警的优先级别,以及发生事故时、明确的应对措施;也很少有针对性的报警性能KPI对标。这样很容易造成报警泛滥的严重情况,而控制室里长时间存在不间断的报警,操作员不得不经常进行确认,或者干脆屏蔽掉,导致可能错过关键报警而造成严重生产事故。

安监总管三〔2014〕116号文要求“加强过程报警管理,制定企业报警管理制度并严格执行,与安全仪表功能安全完整性要求相关的报警可以参照安全仪表功能进行管理和检验测试。”相关省市应急管理厅、行业协会也下发了文件要求,例如山西省应急管理厅晋应急发〔2019〕88号文的第四条专门要求“制定企业报警管理制度并严格执行”,以及绍兴市上虞区发布的“关于开展化工企业报警管理试点工作的通知”,要求被列入首批试点单位开展报警管理工作(虞危化安协[2020]10号)。

企业开展报警管理长期投入少,有助于规范操作员培训和作业程序,形成良好安全文化;有效降低生产风险、减少非计划停产和降低设备损坏;改善控制室的报警泛滥、优先级不明确和无效报警等现状,降低对操作人员的误导并确保在紧急状况下有能力作出正确的响应(可审核的有效独立保护层)。

报警管理实施过程

1、信息整合:(报警台账、DCS组态信息、规程等)

变量基本信息、操作规程参数、控制值、联锁值、安全阀/爆破片限值、不处理报警的后果,后果出现的时间等。

 

2、设定值参考依据

HAZOP分析、LOPA模型、工艺设计手册、反应风险评估报告、物料热稳定数据(DSC)、腐蚀控制文件限值、业内设计实践等、工艺规程、操作规程。

每个报警参数应该识别不同运行状态和停车状态下的设定值。报警值设定时应该考虑以下情况:

  • 正常工艺波动或者信号干扰的情况下报警不会出现;
  • 操作人员应该有足够的反应时间防止后果的发生;
  • 操作人员正确及时采取措施及合理的反应时间之后,参数不会超过设备和工艺要求的限值;
  • 应该考虑理想设定值附近测量方法的误差;
  • 应该考虑设备或者工艺限值的不确定性。

3、分级原则:后果、响应时间

临界报警(若不处理报警,30min内将出现上述后果)

当接近临界限值时,操作人员只有一次最后的机会来分析判断情况并做出适当响应,来纠正工况并防止如下任何后果的发生:

  • 可能导致火灾、爆炸或有毒有害物质释放或泄漏事故;
  • 因仪表/设备保护功能动作导致设备跳车;
  • 因设备故障或其它原因导致设备跳车;
  • 风险评级 RAM2 级及以上的事故。

标准报警(若不处理报警,12h内将出现上述后果)

当超出该界限值一定时间时,如果不能恢复至正常值,将导致设备完整性或可靠性下降,或将导致以下任何后果:

  • 可能导致火灾、爆炸或有毒有害物质释放或泄漏事故;
  • 因仪表/设备保护功能动作导致设备跳车;
  • 因设备故障或其它原因导致设备跳车;
  • 风险评级 RAM2 级及以上的事故;
  • 对经营业绩造成负面影响;
  • 对长周期运行能耗造成影响。

 

 

4、 比较和优化

  • 报警太多

通过日志进行分析,对周报警次数大于50(暂定)次的,进行优化。

 

  • 不报警

对于超高或超低后会产生安全后果的参数,若正常操作2个月(暂定)内未出现报警或未设置报警的,进行优化。

5、对于不会产生不可接受的安全后果的情况,采取措施后仍然不能消除的报警,车间讨论批准后,自控工程师可以对该报警进行变更处理:

  • 偏离运行时间在72小时以内由车间书面批准后执行并做好记录;
  • 超过72小时偏离运行时间由职能部门批准;
  • 超过7天(168小时)按照变更管理程序执行(临时变更);

除了目标报警外,增加、删除或者修改报警属性需要按照变更管理程序执行,说明变更的原因和必要性。

6、受控文件

  • 发布:完成审批后,由归口部门打印盖章,使用部门领用;
  • 存放:车间将受控文件放置与自控室,方便实时核对;
  • 更新:发生变更的报警信息,审批实施后附表在台账上;
  • 运行:每年10-11月进行台账整理,12月完成发布。

7、编制变量表

 

8、车间每月组织一次报警管理的专门会议并形成书面报告,包括报警的数量和频率,报警优化的原因和措施;生产部汇总所有车间书面报告,在公司例会上进行通报;每季度组织讨论存在的突出问题,提出改进方向和目标。

 

02 如何识别、设置和管理合理的报警变量及其各种报警参数?

这是一项非常具有挑战性的专业性工作:

 

报警管理的生命周期包括10个环节,首先需要从制定报警导则开始,涉及识别、基础设计、详细设计、性能监测、以及审计等多个闭环行动回路。报警系统作为长期被低估的安全屏障,只要严格按照国际相关技术标准,通过合理的设计、审核、实施、对标和全生命周期管理,报警系统可以给企业带来更持久和有效的风险降低和长周期平稳运行保障。

03 如何建立报警导则?

报警导则(Alarm Philosophy),是建立有效报警系统的核心,也是任何报警管理项目的起点。它定义了控制安全和商业风险的报警系统,以及该系统在其整个生命周期中的设计、运行、管理和维护等各环节的技术与管理细节。

 

一个有效的警报导则文件应具有如下特征:

  • 定义管理报警系统的职责
  • 制定持续改进的评审流程
  • 确保新项目不会添加过多的警报
  • 突出报警系统的安全作用
  • 促进系统一致性
  • 满足设计标准
  • HMI报警展示和处理方式
  • 报警优先级
  • 良好做法模板和模块的应用

04 什么是报警管理?

简单讲就是对一个工厂中的报警进行适当地设计、实施、操作和维护的过程。有人可能会说,报警管理的功能很简单,就是为了降低工厂的报警数量?这个嘛,嗯,你可能想少了……

 

现代大型工厂I/O点位超过10万+的越来越多,而且涉及的监控参数类型非常广泛,比如与工艺相关的化学参数,例如:pH值、含水量、酸气负荷、含硫量、含盐量、NH4HS含量、NH3含量、总酸值、酸强度、胺强度、抑制剂浓度、氯化物污染水平、氧含量等;也有各种涉及操作和机械方面参数,例如:各类设计/操作的压力/分压和温度、露点、干点、加热和冷却速率、压差等,以及流率、加注率、抑制剂用量、接触器电流等级、泥浆含量、氢通量、振动极限、腐蚀探针测量等。

拓展案例

案例一(控制方案优化):

观察:尾气吸收塔压力在进出料时波动较大,月产生高限报警次数386次。

假设推理:

  • 进料时排空出气量小于进料量;
  • 压力显示滞后,补氮过快。

验证:

  • 调小硼酯进料手阀,报警次数下降不明显;
  • 修改氮封程序设置值,开氮气阀门从小于3.2KPa,改为2.5KPa,关氮气阀从3.5KPa改为3KPa,同时关小氮气阀开度。

总结:调试后,报警次数下降至5次/月。

案例二(仪表故障):

观察:报警分析时发现甲醇钠料仓D压力高限报警频繁(876次/月),查询历史趋势发现料仓空、不投料时压力缓慢上升,到达高限报警,而此时没有开氮气阀补氮趋势。

假设推理:

  • 怀疑三楼料仓氮气反吹电磁阀缓慢内漏;
  • 怀疑二楼管道氮气反吹电磁阀缓慢内漏。

验证:

  • 待料仓空时,将三楼电磁阀前手动阀关闭,不投料期间发现压力仍有上升趋势,其他地方有漏点。
  • 待料仓空时,将二楼电磁阀前手动阀关闭,不投料期间发现压力无上升趋势,确认此处电磁阀内漏。
  • 待电磁阀维修好后,将手动阀都开启,两个电磁阀关闭,观察不投料 期间无压力上升趋势,确认问题得到解决。

总结:连续一周无报警。

 

案例三(程序编写不合理):

观察:报警分析时发现中和釜A进C6程序异常报警频繁(370次/月),查询报警历史发现很明显每走一次程序会产生极短暂的2次报警。

假设推理:

  • 阀门卡顿,行程时间内,未检测到相应反馈,报警。随后检测到反馈, 消除报警;
  • 顺控程序编写不合理,阀门行程时间未做或设置时间过短。

验证:检查顺控程序,发现第8/11步(阀门动作)、第9/12步(泵动作)未做行程时间,因电机反馈响应很快,不报警,而阀门反馈要慢一点,必然报警2次。改好顺控程序后,下一月度报警分析中,未产生此报警。

 

案例四(报警优化提高工艺稳定性):

现状:丙酮单锥真空度受捕尘器堵塞情况影响较为明显, 捕尘器堵塞后会导致产品溶剂残留不合格,每月有5%批次 需要继续烘干;

措施:通过增加捕尘器前后差压报警,当捕尘器出现堵塞时,可以及时提示操作人员清洗,保证产品质量。

效果:实施以后,溶剂残留合格率达到100%。

 

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