淺談“四管”推進(jìn)化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)估

顧長(zhǎng)宏　馬曉芳　劉騰

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，化工業(yè)發(fā)展越來越快，2014年，我國(guó)安監(jiān)總局頒布了化工安全儀表系統(tǒng)管理指導(dǎo)意見，這給化工安全儀表的開發(fā)和設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在對(duì)化工安全儀表進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)估的過程當(dāng)中，涉及到了四個(gè)環(huán)節(jié)，即安裝、設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)，而這四個(gè)環(huán)節(jié)也是存在風(fēng)險(xiǎn)最多的環(huán)節(jié)。只有加強(qiáng)按照指導(dǎo)意見，從四項(xiàng)管理角度出發(fā)，才能有效推進(jìn)化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和評(píng)估。本文就對(duì)“四管”推進(jìn)化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)和評(píng)估進(jìn)行分析，供參考。

關(guān)鍵詞：“四管”;化工安全儀表系統(tǒng);設(shè)計(jì);評(píng)估

在化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，還存在很多風(fēng)險(xiǎn)，有的風(fēng)險(xiǎn)是顯性的，但有的風(fēng)險(xiǎn)則是隱性的，從當(dāng)前我國(guó)化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀上來看，風(fēng)險(xiǎn)的分析力并不足，設(shè)計(jì)的選型也不符合實(shí)際，這些問題導(dǎo)致系統(tǒng)評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確，還會(huì)影響到系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，為了提高化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，還需遵循指導(dǎo)意見中的“四管”策略，從四個(gè)管理角度出發(fā)做出設(shè)計(jì)和評(píng)估工作。

1 化工安全儀表的設(shè)計(jì)原則

1.1 獨(dú)立性原則

在化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，還必須遵循獨(dú)立性的原則，該獨(dú)立性是指的控制系統(tǒng)的獨(dú)立。一般，在正常的情況之下，化工安全儀表系統(tǒng)是屬于靜止的狀態(tài)，他不會(huì)產(chǎn)生非常態(tài)的移動(dòng)，然而，當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)中的參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，化工安全儀表系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)原本的程序進(jìn)行聯(lián)鎖動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備一直停留在安全水平線之上。通常情況下，化工安全儀表系統(tǒng)的安全等級(jí)要比控制系統(tǒng)更高一些，才能支持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是對(duì)于一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的系統(tǒng)而言，在安裝了單獨(dú)的控制系統(tǒng)之外，還必須保證裝置和機(jī)組的獨(dú)立性。

1.2 故障安全性原則

故障安全性的遵循可以在一定程度上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管控，比如，當(dāng)化工安全儀表系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，可以讓系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入安全狀態(tài)，從而避免很多不良影響的出現(xiàn)。當(dāng)工況處于正常的情況下時(shí)，且供電正常，那么化工安全儀表系統(tǒng)的接點(diǎn)應(yīng)就應(yīng)該是處于閉合狀態(tài)或者導(dǎo)通狀態(tài)，聯(lián)鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)也是屬于單作用方式執(zhí)行的。按照相關(guān)的運(yùn)行流程來看，如果化工安全儀表系統(tǒng)在某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，那么儀表本身應(yīng)屬于安全狀態(tài)，這足以體現(xiàn)出故障安全性原則的重要性。

1.3 冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)原則

冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)原則實(shí)則上是指的系統(tǒng)應(yīng)使用這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)的使用可以確保化工安全儀表系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí)依舊能運(yùn)轉(zhuǎn)。冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)有著非常強(qiáng)大的故障檢測(cè)能力和報(bào)錯(cuò)能力，即使系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，設(shè)備也依舊可以工作。一般，在使用榮譽(yù)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)時(shí)都是使用的三重化冗余結(jié)構(gòu)。

1.4 中間環(huán)節(jié)最少原則

在化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，聯(lián)鎖信號(hào)的檢測(cè)到聯(lián)鎖邏輯計(jì)算，最后再到聯(lián)鎖動(dòng)作的執(zhí)行，各個(gè)流程之間會(huì)有很多環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)應(yīng)該加以減少。因?yàn)樵诹鞒踢\(yùn)轉(zhuǎn)上，如果流程太多會(huì)導(dǎo)致問題出現(xiàn)率增加，如果設(shè)備的防爆等級(jí)比較高，那么就可以使用隔爆型化工安全儀表，以此來降低削弱故障源頭，給設(shè)備安全運(yùn)作提供條件。

2 “四管”推進(jìn)化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)估策略

2.1 加強(qiáng)源頭管理

在化工安全儀表系統(tǒng)管理指導(dǎo)意見當(dāng)中，站在四個(gè)管理要點(diǎn)上進(jìn)行闡述，其中一點(diǎn)就是加強(qiáng)源頭管理。在化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，相關(guān)部門需注意，只要和兩重點(diǎn)一重大有關(guān)的設(shè)備都需要按照規(guī)范設(shè)計(jì)，不能根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和想法來設(shè)計(jì)。并且，和兩重點(diǎn)一重大相關(guān)的化工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，在設(shè)計(jì)時(shí)必須要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來加以設(shè)計(jì)。

2.2 強(qiáng)化基礎(chǔ)管理

基礎(chǔ)管理也是“四管”中的重中之重，在化工安全儀表系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)評(píng)估過程當(dāng)中，基礎(chǔ)管理是最容易被忽視的，但實(shí)際上，基礎(chǔ)管理應(yīng)當(dāng)被重點(diǎn)關(guān)注。在基礎(chǔ)管理上，企業(yè)要加強(qiáng)技術(shù)人員引入和培養(yǎng)，人才是行業(yè)進(jìn)步的主力軍和必備因素，只有在人才上有了足夠的保障，才能確保化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作和評(píng)估工作的質(zhì)量。與此同時(shí)，企業(yè)還應(yīng)健全儀表系統(tǒng)的技術(shù)認(rèn)證，從而有效促進(jìn)儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作和評(píng)估工作的順利展開。

2.3 強(qiáng)化周期管理

周期管理所涵蓋的內(nèi)容比較多，包含了系統(tǒng)安裝、設(shè)計(jì)、操作以及維護(hù)四方面管理，在安裝和設(shè)計(jì)上，要確保標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，設(shè)計(jì)需掌握一定的依據(jù)，不能憑空想象，在安裝上則要進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)試，在操作上應(yīng)有規(guī)范化的制度支持，只有滿足這些條件，才能保障化工安全儀表系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)、評(píng)估。

2.4 強(qiáng)化措施管理

當(dāng)相關(guān)企業(yè)或部門在融入“四管”推進(jìn)化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)和評(píng)估工作的時(shí)候，就必須要滿足措施管理需求。一方面，部門需對(duì)儀表系統(tǒng)的運(yùn)作加以維護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題故障時(shí)具有自動(dòng)報(bào)警功能;另一方面，對(duì)化工安全儀表系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并且，在檢測(cè)時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)有毒可燃?xì)怏w的管控。當(dāng)在措施管理上有所強(qiáng)化后，才可以提高儀表系統(tǒng)的運(yùn)作質(zhì)量。在進(jìn)行“四管”時(shí)，相關(guān)部門都應(yīng)加強(qiáng)積極度，展開有序且有效的調(diào)研，并以目標(biāo)為導(dǎo)向指定工作步驟，讓化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)、評(píng)估工作有所依據(jù)。

3 化工安全儀表系統(tǒng)的未來發(fā)展方向

3.1 結(jié)合過程控制系統(tǒng)

如今，科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度非常快，在化工安全儀表系統(tǒng)的運(yùn)行中，完全可以和工廠控制系統(tǒng)相結(jié)合，尤其是在要求不高或規(guī)模不大的生產(chǎn)活動(dòng)中使用過程控制系統(tǒng)，不但可以在一定程度上減少成本投入，還可以大大提升工作效率。當(dāng)前，在儀表系統(tǒng)當(dāng)中使用到的過程控制系統(tǒng)有三種，Interfaces方式是使用的獨(dú)立性網(wǎng)絡(luò)，和化工安全儀表系統(tǒng)之間還存在一定的罅隙，只有在網(wǎng)關(guān)的支持下才能實(shí)現(xiàn)通訊和信息傳輸，相對(duì)來說比較麻煩;Integrated系統(tǒng)雖然和儀表系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)是共通的，甚至連工程師站都是使用的同一個(gè)，然而，兩個(gè)系統(tǒng)的職責(zé)劃分非常清楚，雙方都不得越界。Common系統(tǒng)是兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)合體，使用過程控制系統(tǒng)來輔助儀表系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，因此，化工安全儀表系統(tǒng)可以和過程控制系統(tǒng)直接連接運(yùn)作，減少中間環(huán)節(jié)，提高工作效率。

3.2 朝智能化方向?qū)崿F(xiàn)發(fā)展

在化工安全儀表系統(tǒng)的發(fā)展上還可以逐漸朝著智能化方向發(fā)展。當(dāng)前是大數(shù)據(jù)時(shí)代，在化工安全儀表系統(tǒng)中，如果融入傳感器、數(shù)字化定位器等設(shè)備，可以豐富原有系統(tǒng)的功能和應(yīng)用范圍。在智能化的終端設(shè)備上，不但能夠?qū)ψ兞窟M(jìn)行感知、記錄，還可以收集儀表系統(tǒng)周圍的數(shù)據(jù)信息，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、評(píng)估帶來有力依據(jù)。再加上當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)性，在對(duì)信息進(jìn)行傳輸時(shí)，還可以對(duì)終端中的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享。除此之外，當(dāng)化工安全儀表系統(tǒng)在朝著智能化方向之后，系統(tǒng)中會(huì)融入邏輯控制裝置，該裝置可以對(duì)系統(tǒng)中的參數(shù)、數(shù)據(jù)等加以備份管理，也能夠診斷數(shù)據(jù)，從中判斷出是否有故障或安全隱患存在，如果發(fā)現(xiàn)有問題，可以提出建設(shè)性的建議。智能化因素的融入讓化工安全儀表系統(tǒng)可操作性和實(shí)用性更明顯，在后期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，不需要太多的資金投入，因?yàn)橄到y(tǒng)的故障發(fā)生率會(huì)降低。系統(tǒng)中的控制裝置會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)生系統(tǒng)存在異常，就會(huì)發(fā)生預(yù)警，工作人員可以在第一時(shí)間接受到信號(hào)。當(dāng)在對(duì)故障進(jìn)行確定后，工作人員可以借鑒系統(tǒng)給出的解決對(duì)策，以此來增強(qiáng)系統(tǒng)的正常運(yùn)作率，為其設(shè)計(jì)和評(píng)估奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

在化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和評(píng)估過程當(dāng)中，已經(jīng)融入了“四管”策略，其主要是指的加強(qiáng)源頭管理、基礎(chǔ)管理、周期管理及措施管理。在化工安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，需遵循獨(dú)立性、故障安全性、冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)、中間環(huán)節(jié)最少四大原則。在未來的發(fā)展中，化工安全儀表系統(tǒng)可以結(jié)合過程控制系統(tǒng)發(fā)展，或朝著智能化方向?qū)崿F(xiàn)發(fā)展，來不斷優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的功能和優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)系統(tǒng)更快更好的進(jìn)步。

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