提升化工在役装置报警管理范文

摘要:过程报警是化工过程风险降低的一道重要“保护层”，但由于报警管理不当造成该“保护层”名存实亡，通过使用报警管理理论方法识别出在役装置过程报警不合理的原因，提出一些处理的原则;借助专业软件管理报警泛滥问题，优化报警管理系统，实现报警管理目标，提升过程报警在风险消减方面的可靠性。

关键词:风险管控;误报警;报警管理;报警优化

1过程报警管理现状分析

通过研究国内外几起工艺安全事故，发现过程报警泛滥和响应不及时造成了事故的发生。1997年7月24日，在威尔士米福德港德士古精炼厂由于强烈的电气风暴导致系统发生故障，在重新开车过程中发生巨大爆炸，造成26人受伤。英国HSE协会调查发现爆炸发生的前一个小时有275个报警，认为报警过载是促成事故发生的一个因素。2005年3月25日，在德克萨斯的BP公司的异构化装置重新开车时，发生一系列爆炸，造成15人死亡，170人受伤，美国OSHA调查认为报警和HMI是一个促成因素，爆炸前一小时内有超过130个报警。2018年3月12日，中国石化九江石化加氢装置发生爆炸火灾事故，事故造成2人死亡，1人灼伤，事故调查结果表明长时间未有效处理关键设备报警是事故发生的一个促成因素。经过对这些事故的研究和思考，发现化工过程报警的可靠性差源于大量无效、重复报警，操作人员处理异常工况时负荷过重，不能及时获取有效的报警信息，不能准确判断报警的原因并采取对应有效措施。因此，开发有效的报警管理系统以提升报警可靠性，让报警管理成为风险管控有力的手段。

1．1报警管理基本理论1．1．1报警功能定义操作员依赖于控制系统按照编制的程序完成操作任务，报警即通过用声响或视觉显示的方式提示操作员出现了设备故障、工艺紊乱或异常工况，需要操作员响应。如不需要操作员响应的信息可以定义为提示信息，但不应定义为报警。1．1．2报警设计类别a)事故响应报警。包括火灾和有毒气体、安全淋浴、紧急疏散、现场紧急停车按钮激活。b)安全联锁保护报警。所有导致安全联锁的触发条件需产生报警。联锁报警将在SIS实现，告知操作员自动联锁保护动作已经启动。c)生产过程报警。通过工艺危害分析识别出部分生产过程报警。这些报警设置将识别、提示生产过程正在远离正常操作条件。d)I/O测量故障报警(IOP，OOP)。BPCS各个I/O通道都应有I/O测量故障报警。提示操作人员测量或输出故障。SIS系统根据需要，在检查到测量故障时还可能产生相应的自动联锁保护动作及报警。e)冗余测量和多选系统。双冗余或三冗余用于增加系统可靠性。生产波动时可能会在报警汇总产生重复报警显示。f)设备故障报警。设备未能完成预期操作动作的报警，此类报警包括:启动泵、电机失败;停止泵、电机失败;打开阀门失败;关闭阀门失败;第三方成套设备停机故障。g)偏差报警(DV)。偏差报警用于指示操作员，过程测量值在一定范围内偏离了设定值。h)变化率报警(ROC)。变化率报警用于指示操作员过程测量值变化过快。i)回复报警(RE－ALARMINGALARMS)。回复报警是在指定的时间后重新产生相同的报警。1．2报警管理1．2．1报警管理目标过程报警激活后，操作人员需要进行干预将生产偏离拉回至正常状态。工程设备和材料用户协会(EEMUA)于1999年了EEMUA191关于报警管理的行业指南［1］，美国仪表自动化协会(ISA)和国际电工协会(IEC)先后于2009年和2014年了ANSI/ISA18.2和IEC62682关于工业的报警系统管理标准［2－3］，B．Hollified等［4］编制的报警管理手册，其中推荐了报警管理的目标，操作员有效处理的报警为每天150个，最多可控报警不得大于300个。化工行业每天的平均报警数为1500个，稳定状态报警平均100个，每10min的高峰报警为180个，每隔10min的报警平均为9个。1．2．2报警优先级设定原则为优先突出关键的情况报警，对报警进行优先级的设定。优先级设定依据有两个原则:①未设置报警或报警未被及时正确响应导致的后果严重程度，后果主要考虑人员伤害、环境影响及经济损失3方面，严重程度分为低L、中M、高H和灾难性C4个等级，以对这三方面影响最大的情况作为最终的后果严重程度;②允许响应时间，即从报警发生到后果产生的时间，分为不紧急、尽快、迅速、紧急4个等级，允许响应时间超过30min的报警应取消或重新设置。可根据后果严重程度和允许响应时间矩阵确定报警优先级，见表1。优先级将主要通过颜色和报警声音区分(表2)。报警系统设计时还需考虑视觉和听觉的人机工程因素。

2过程报警管理系统优化案例

以国内某大型有机硅生产装置过程报警优化为例，以生产过程中产生的报警为历史数据，借助软件将所研究的控制系统的所有数据导入软件建立数据库，软件系统每周分析出报警类别，分析出的数据根据既定设置的报警原则一一给出相应的解决方案;同时根据报警优先级对报警进行颜色的区分。

2．1统计分析报警问题通过使用软件统计分析出报警类型，主要为工艺报警、DCS控制系统报警、现场仪表问题报警。针对于三类报警采用的处理措施见表3。经报警梳理后，发现报警类型占比发生了变化，某单体水解单元报警梳理开始阶段大量的滋扰报警是由于控制系统报警阈值设置问题及现场仪表故障导致。经过梳理，在平均报警数量接近正常水平时(平均每10min报警数量小于6个)，此类报警只占报警总量的30%左右，工艺生产报警得以更有效的识别，见图3。

2．2深层次优化报警管理2．2．1报警分组按操作区域分组使操作员仅接收到其所负责的操作区域的报警，排除不相关操作区域产生的报警。a)操作区。使用控制系统提供的操作区域功能，对控制系统和报警进行分级化规划管理。如按照分厂，单元，装置，设备，划分控制报警单元。b)公共报警。公共报警是应用编程逻辑为多个可能的报警条件合并统成一个报警，从而最大化减少操作员接收到的总报警数量。例如绘制公共火灾报警，可以引导操作员到火灾报警总览画面，具体定位识别事故位置。如果公共报警所包含的更高优先级报警被激活，则公共报警将被重新激活。公共报警应在安全矩阵内标识。c)条件化报警。条件化报警是使用逻辑或相关的条件(如时间)延迟，启用，或禁用警报以减少干扰警报。例如当设备处于启动超驰模式(startupoverride)时，程序可以设定，暂时屏蔽联锁报警和安全联锁预报警。定时超驰的情况下的报警超持:报警将在指定的时间计时范围内被屏蔽，计时结束后则报警功能将自动恢复。过渡过程的超驰报警:报警将被禁止，直到某个报警启动条件满足之后，才再次被激活。d)自动报警抑制。许多后续警报是由于预期的事件的发生而不需要操作员采取响应或相关措施。如以下情况:设备启动/停止/联锁或停止服务;生产进程开始/停止/完成/关闭;顺控程序，从一个阶段进入另一个阶段。通过自动报警抑制来避免后续报警。e)报警搁置(AlarmShelving)。手动搁置报警，经过授权的操作人员或主管可以搁置特定部分报警。指定的关键报警不允许搁置。在手动报警搁置的情况下，报警可以按指定的时间自动恢复。通过报警问题的处理及报警优化设置，明显达到报警管理的目标。2．2．2报警优先级设定及响应界面根据后果严重程度和允许响应时间矩阵确定报警优先级，分为3个级别:关键报警、中级报警、低级报警。后果严重程度依据公司风险矩阵中事件发生严重程度定义，见表4。报警级别通过颜色和声音进行区分，见表5。

3结语

报警泛滥，使操作人员无法有效识别报警，让报警成为一种摆设甚至干扰操作。通过制定有效的报警梳理和管理流程，制定报警管理的优先级进行报警优化和设计，显著降低报警泛滥问题，加之高性能化的人机界面的改进，显著提升员工获取报警和响应报警的能力，从而提高过程报警的可靠性。表5高性能人机界面报警设计［5］———报警级别区分及响应提示4

参考文献

［5］张娟．高性能人机界面设计［J］．中国电业(技术版)，2016(4).

作者：淑珍 姚石泉 姚坤明 单位：中国化工集团公司江西蓝星星火有机硅有限公司