防患于未然--安全生产综合防灾系统的开发与应用研究

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


图1 系统结构图。

在安全管理中,采用信息化的技术手段来实施各种监控与预警措施,将以人的安全意识为核心的系统逐步转换为以信息化技术、实时监控预警为核心的系统,将使企业掌握安全管理的主动权,变事故处理为事故预防,随时发现并排除隐患,把事故消灭在萌芽状态,从而把安环管理工作水平提高到一个新的层次。

随着生产的规模、自动化程度、材料与工艺的革新增加了危险源和隐患的多样性与复杂性,导致事故模式不断变化。数量超过了临界值的危险物质或能量、人的不安全行为、物的不安全状态以及管理上的缺陷等,都可被认定为是危险源或隐患。对重大危险源和重大隐患的辨识、评价、监控与预警也就成了安全生产工作的中心任务之一。

国家安全生产监督总局也于2005年底制定并颁布了《危险化学品从业单位安全标准化规范》,从十个方面规范了化工企业的安全工作,以帮助石化企业提高安全管理工作的水平。

总体目标

中控综合防灾系统集成了厂区的地理信息、生产监控信息、视频监控信息、环保监控信息和安全管理信息,并以《危险化学品从业单位安全标准化规范》为框架,建立起企业的安全信息监控和管理平台。

综合防灾系统可达到如下的设计目标:

预测性:综合防灾系统将规范和标准与动态的业务数据结合起来,当企业中发生了不符合标准的情况,系统能够自动预测到风险,并给予提醒;

事件触发性:综合防灾系统的目标是能够响应化工企业中的各种事件,当一个事件发生时,安环业务人员都能够直接从系统获得相应的功能,并从中获取到流程的指导、注意事项的提醒,将系统的可靠性从以人为中心,转变为以完善的过程为中心;

评估性:防灾系统的目标是为企业提供直观的实时安全评估手段,通过直观的方式予以反应,对于出现的问题可以直接定位,通过对国家标准、规范的应用,保证评估的合理性,使管理者对企业的安环情况了如指掌。


图2 系统网络拓扑图。

总体设计

本系统基于成熟的自动化技术和信息技术,突出体现标准性。所有的软硬件功能并非为特定企业的硬件系统而定制,从而保证本系统方案可以作为实际标准在中国化工企业中广泛推行(图 1清晰展现了系统的整体架构)。

本系统通过中控ESP-iSYS实时数据库,集成全厂消防、可燃气体报警、关键生产数据、安防、环保、气象、定位实时信息,形成全厂统一的、稳定可靠的安环实时数据平台;通过搭建集中的视频数据库,集成全厂安防、环保、生产监视信息,形成可统一点播、长期存储的全厂统一视频平台;通过网络关系数据库持久化空间地理信息和安环业务信息,形成为应用系统提供全面支撑的数据层。

应用层采用微软先进的ASP.Net Web应用技术,基于数据层的视频、实时数据、地理信息数据、安环业务数据,以《危险化学品从业单位安全标准化规范》为内核级的标准体系,形成“安全监控&应急子系统”和“安环信息管理子系统”。

其中,“安全监控&应急子系统”以矢量GIS为核心,通过空间坐标的可视化信息,完成实时值监控、报警信息、作业事件、定位&轨迹跟踪。该系统以全厂的资产和资源为基础,围绕风险源,提供风险源评估、风险源检查、应急预案定制&管理、作业管理、安环教育(培训&演习)、个体防护保障、应急物资管理、法律法规、规范、标准关联以及工厂事件安环处理流程。

所有功能紧密结合风险源的管理流程,根据企业的执行情况实时评估。对不符合流程、标准和计划的内容即时做出提醒,使企业安环人员的各种业务在系统的指导和规范下开展,避免人为疏忽。


图3 安全评估环。

通过提供直观可视的“安全评估环”动画图标,即时获取“安全监控应急子系统”和“安环信息管理子系统”中监测到的报警和事件,并通过基于《危险化学品从业单位安全标准化规范》中的“危险化学品从业单位安全标准化考核评价标准”评价体系,进行满分为1000分的动态评估,及时生动地反应企业的安全情况,不但给出评价,而且指明问题方面,并可直接链接到详细的问题列表和处理流程,提高企业安环工作效率,避免工作的不全面性,防患于未然(图 2展现了整个系统的网络拓扑结构和各种服务、应用的部署情况)。

系统先进性

采用工业以太光环网作为系统的主干网络,实时信息通过环网集成,使关键服务、应用和指挥终端均在环网上部署,提高了系统的稳定性和可靠性;

整体设计考虑可靠和稳定性,对于薄弱环节采取双网互备的方式保证系统在极端的情况下可用(如通过移动短信网关和短信Modem构成互备);

通过SUPCON EIC2000嵌入式工业控制器将安环实时信息直接集成到以工业以太光环网上,嵌入式工业控制器的稳定性和可靠性明显优于工控机,直接集成到工业以太光环网上有利于依靠环网的冗余可靠性提高整个系统的可靠性;

系统采用工业上长期应用考验的ESP-iSYS实时数据库作为安环信息的实时数据集成平台,不但可以形成统一稳定的数据源,并可实现对安环实时信息的长期存储和高效在线查询,保证安环历史信息和事件、事故信息较高的可追溯性,同时为系统今后的功能扩展提供了有效保障;基于ESP-iSYS实时数据库的接口开发的应用系统在结构上更加简单,从而进一步保证了整个应用系统的稳定性。


图4 从被动系统到主动系统的转变。

系统创新点

安全评估环

“安全评估环”依照国家规范和标准,根据企业当前安环工作的实际情况和企业安环实时信息,将复杂的安环工作内容具现化,对企业安环工作进行实时评估。按照企业安环工作的十个方面进行评估定位,采用“短板”理论,突出显示企业的关键问题和缺陷,使企业安环工作者不但能定位到具体的问题,还可以在处理过程中获得指导;“安全评估环”体现了系统的标准性和规范性,安环业务标准可在多个企业中进行复制和推广,直观有效。

主动安环信息管理系统

综合防灾系统创新地提出了“主动安环信息管理系统”,依靠计算机的智能,围绕风险、危险源及预防措施,主动规划和推动企业安环工作的开展,主动检查和评估安环工作开展的情况,大幅度减少安环工作人员的工作强度,避免因人为疏忽而造成的工作失误。

典型应用案例

企业背景

宁波乐金(LG)甬兴化工有限公司(简称LG甬兴)是一家以ABS和SBL为主要产品的先进合资化工企业。企业装置的自动化程度、工艺的先进和成熟程度,在中国均处于领先地位。

LG甬兴秉承“正道经营”的理念,重视企业的安环工作,对自身的安全、环保的严格要求。公司计划实现如下目标:

以企业已有的现场控制系统、可燃气体报警装置、消防系统、安防系统、环境监测装置为基础,结合先进的信息技术和自动化技术,建立对企业安全生产和环保具有优秀的监控、预警、应急响应能力的综合防灾中心;

在此硬件平台上运行一套符合国家规范,全方位覆盖企业安全生产业务的信息系统,与当前的生产业务紧密结合。系统要求具有先进性、合理性和达到实际效果,从而成为我国化学工业企业生产安全监控和管理的实际标准。


图5 综合防灾系统。

业务实现

以可视化方式直观显示全厂安全形势(包括安全、环保、工业卫生)、存在的事故隐患及整改部署。形成一个集预测、预警、预防、为一体的安全管理体系。如图5所示,该体系可提醒现场操作工完成规定的巡检工作,如在规定时间内未完成即发出报警(C级报警);提供流量失衡报警后概率显示,报警、处理程序显示(B级报警);提供特种设备的使用超过法定检定期限后概率显示、报警及处理程序的显示;提供泄漏报警后概率显示、处理程序(A级报警)。

全面显示安全管理动态、提供安全管理工具,这包括安全评估环显示根据《危化品从业单位安全规范》要求评估结果,反映安全管理水平;各个PART的安全管理得分,记录内部安全考核结果;安全检查模块对日常安全检查的监控功能和检查结果公告功能。

提供专家辅助决策功能。信息平台提供社内外新闻、案例、危化品特性、法律法规等安全管理所需信息;培训管理和在线考试的功能;并在工厂的建设期至生产期,管理程序对各种安全标准进行审批。

在事故应急处理方面,采用自动或人工报警调用图形化应急程序(符合实战,人员责任明确,色彩显示完成情况);提供应急处理所需的物质、设备、人员部署信息和通信平台;提供事故原因显示、执行方法提示;利用GIS显示事故位置、危害范围、撤离支援通道;并利用视频监控了解现场情况。

综合效益

通过预测能在事故发生前发现事故隐患;

监控“补救措施”执行过程,将事故消灭在隐患阶段,将重大事故风险监控能力提高一个等级;

有条理地进行事故处理,防止事故扩大,减少事故损失;

在安全管理系统支持下,依法进行安全管理,防止人为失误。

总结

综合防灾系统在企业内部形成一个集实时监测、风险预测、事故处理、安全管理于一体的安全中心,能有效地对企业整体安全状况进行全方位的实时监测,给安环部门提供及时的报警信息和合理的工作指导。发现隐藏的安全风险,将安全隐患消灭在萌芽状态,提高了企业对重大事故风险监控的能力,将以人为中心的安全管理模式转变为以流程和事件驱动的主动安全管理模式,使企业的安全管理工作真正实现标准化、信息化、智能化,为企业的安全生产保驾护航。

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