劉曉艷,楊波,賀聯(lián)合,尹雙全
(四川省長(zhǎng)城安全事務(wù)有限公司,四川 德陽 618000)
油氣作為一種極易揮發(fā)且燃燒點(diǎn)比較低的產(chǎn)品,導(dǎo)致油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中容易發(fā)生燃燒、爆炸等事故,如果出現(xiàn)事故,會(huì)引起嚴(yán)重的連鎖反應(yīng)在此次基礎(chǔ)上,做好油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的監(jiān)測(cè)及其管理工作,對(duì)保證油氣儲(chǔ)運(yùn)安全發(fā)揮著重要的作用。雖然油儲(chǔ)企業(yè)所用監(jiān)測(cè)設(shè)備比較多,但不同生產(chǎn)單位監(jiān)測(cè)出來的數(shù)據(jù)無法及時(shí)進(jìn)行挖掘及運(yùn)用,使得監(jiān)測(cè)得到數(shù)據(jù)利用率不高,引發(fā)數(shù)據(jù)資源浪費(fèi)的狀況。對(duì)于以上方面的問題,如何開展監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作,充分挖掘具有獨(dú)特價(jià)值的信息,確保油氣儲(chǔ)運(yùn)的安全性,成為各油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是大數(shù)據(jù)智能監(jiān)測(cè)分析的代表,有利于及時(shí)篩選出存在的危險(xiǎn)問題,支持對(duì)早期危險(xiǎn)源予以識(shí)別,便于及早給予修正處理,為企業(yè)制定合理的安全管理決策提供重要的參考。
油氣具有易燃、易爆等特點(diǎn),對(duì)其儲(chǔ)運(yùn)過程要求比較嚴(yán)格,特別是油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備,油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中必須實(shí)施加熱、加壓處理,這種情況下會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)性增加。如果出現(xiàn)事故,不僅容易產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷害,也會(huì)對(duì)整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生不良的影響。油氣儲(chǔ)運(yùn)階段,容易引起安全事故的因素較多,因油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備出現(xiàn)故障引起的危害具體涉及以下方面的內(nèi)容:如所用儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備設(shè)計(jì)不合理、設(shè)備陳舊等問題,極易引發(fā)油氣泄露或爆炸等事故;工作人員未及時(shí)對(duì)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備或電線進(jìn)行檢查,使用階段引發(fā)一系列的故障,最終導(dǎo)致油氣儲(chǔ)運(yùn)階段遇到摩擦起火,增加爆炸事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn);油氣實(shí)際儲(chǔ)運(yùn)階段,由于未使用恰當(dāng)?shù)姆漓o電措施,油氣在管道和設(shè)備內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)因摩擦引起靜電反應(yīng),若未及時(shí)處理,會(huì)引起火花放電,從而引起火災(zāi)爆炸事故。通過調(diào)查分析,多數(shù)油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)雖然配備完備的檢測(cè)設(shè)備,且在監(jiān)測(cè)方面投入一定的人力、物力,但對(duì)于每日獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如何有效處理顯得力不從心,導(dǎo)致無法及時(shí)由異常狀況下發(fā)現(xiàn)問題。對(duì)突然發(fā)生的閃爆或者其他突發(fā)事故難以實(shí)施有效的干預(yù),只是被動(dòng)給予事后補(bǔ)救處理。且由于油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)所用傳統(tǒng)管理系統(tǒng)遵循較多的標(biāo)準(zhǔn),包含:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指南等,涉及多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)問題,其實(shí)用性并未達(dá)到油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備日常管理標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)量龐大、繁多的指標(biāo)體系難以統(tǒng)一到企業(yè)日常生產(chǎn)中,使得企業(yè)在油氣儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)測(cè)管理上施展不開,管理效率偏低。中國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)單位長(zhǎng)期積累過程中無法形成一套標(biāo)準(zhǔn)的管理體系,導(dǎo)致企業(yè)管理實(shí)踐效率低下。在傳統(tǒng)管理系統(tǒng)尤其是中小規(guī)模的儲(chǔ)運(yùn)單元,對(duì)檢測(cè)信息難以實(shí)施恰當(dāng)?shù)奶幚?,?dǎo)致許多具有獨(dú)特價(jià)值的信息極易忽視。當(dāng)油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備出現(xiàn)事故,企業(yè)掌握相關(guān)情況后安排工作人員入場(chǎng)實(shí)施查驗(yàn),隨之,報(bào)告給主要領(lǐng)導(dǎo)使用恰當(dāng)?shù)膶?duì)策,這段寶貴的救援時(shí)間會(huì)浪費(fèi)在檢查、嘗試解決對(duì)策等環(huán)節(jié)。如果在事故發(fā)生前采用的措施比較恰當(dāng),可以有效防止事故發(fā)生,但如果采用處理方式不當(dāng),尤其是監(jiān)測(cè)指標(biāo)之間發(fā)生聯(lián)動(dòng),所實(shí)施的應(yīng)急預(yù)案需要考慮綜合方面的影響,需要制定全面的組合預(yù)案進(jìn)行處理,避免事故愈演愈烈。
企業(yè)開展任何一項(xiàng)活動(dòng)均要根據(jù)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)施,在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)階段,需要結(jié)合企業(yè)技術(shù)、管理等工作人員的意見,把上述規(guī)范性文件、標(biāo)準(zhǔn)體系逐步細(xì)化,重組成達(dá)到企業(yè)實(shí)際要求的管理預(yù)案。參考?xì)W美等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)制定經(jīng)驗(yàn),自上而下開展討論,企業(yè)全員紛紛參與其中貢獻(xiàn)計(jì)策,必要狀況下詢問專家的意見,融合企業(yè)內(nèi)部工作者的經(jīng)驗(yàn)及其智慧,保證所設(shè)計(jì)系統(tǒng)滿足企業(yè)生產(chǎn)管理及其業(yè)務(wù)需求。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅要對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)施處理,也支持把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)施分類定級(jí),促使其與企業(yè)已有管理預(yù)案相銜接,依據(jù)數(shù)據(jù)反映危險(xiǎn)情況,有效扼殺潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素,確保能夠在事故發(fā)生初期消滅危險(xiǎn)因素,進(jìn)而彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理系統(tǒng)存在的問題。此外,所設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)得到準(zhǔn)確、持續(xù)性的信息,展現(xiàn)出良好的實(shí)用性,有利于及早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源,通過恰當(dāng)?shù)膶?duì)策進(jìn)行修正處理,維護(hù)工作人員及其資源的安全,保證油氣儲(chǔ)運(yùn)工作順利展開。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選取靜態(tài)固定儲(chǔ)罐作為對(duì)象,每一個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)多個(gè)分級(jí)配套預(yù)案,遵循油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)已有標(biāo)準(zhǔn)體系、規(guī)范文件等開展設(shè)計(jì)。系統(tǒng)實(shí)際用于生產(chǎn)作業(yè)內(nèi)必須進(jìn)一步細(xì)化各項(xiàng)操作步驟,即:以上標(biāo)準(zhǔn)難以直接用到實(shí)際工作中。如:溫度指標(biāo),當(dāng)油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的溫度喪失控制,傳統(tǒng)管理系統(tǒng)各項(xiàng)注意事項(xiàng)分散到不同的規(guī)范文件中,若發(fā)現(xiàn)問題不利于快速找出可供參考的規(guī)范進(jìn)行處理,導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用效率不高。所設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合企業(yè)工作者的經(jīng)驗(yàn)及各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)體系文件,逐步細(xì)化企業(yè)繁雜的標(biāo)準(zhǔn)體系,有利于企業(yè)主管人員或者責(zé)任人員在出現(xiàn)問題后及時(shí)給予處理,避免產(chǎn)生更大的事故。
系統(tǒng)規(guī)劃作為在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)形成初期,企業(yè)高層重視開展相關(guān)工作,自上而下進(jìn)行合理的規(guī)劃,確保所設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體性有良好的規(guī)劃。從實(shí)際層面分析,設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要方便油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備監(jiān)測(cè)工作順利展開。深入分析油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備監(jiān)測(cè)工作發(fā)現(xiàn),明確一些影響油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備安全的各項(xiàng)因素,如腐蝕程度定性指標(biāo),這些指標(biāo)無法根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行定量分析,進(jìn)而確定系統(tǒng)的實(shí)際需求。對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),必須將定性指標(biāo)所用監(jiān)測(cè)方式考慮在內(nèi),例如:視頻監(jiān)控。有些指標(biāo)是開展監(jiān)測(cè)工作的關(guān)鍵性指標(biāo),可以進(jìn)行定量監(jiān)測(cè),如溫度、液位,確定系統(tǒng)必須增設(shè)哪些關(guān)鍵指標(biāo)開展監(jiān)測(cè),了解數(shù)據(jù)采集、保存等過程。系統(tǒng)分析旨在明確系統(tǒng)“做什么”問題,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初步調(diào)查及其可行性分析之后,明確所設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否可行,特別是我國(guó)大型的儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投資較大、成本偏高,系統(tǒng)投入大量的人力和財(cái)力,難以高效率處理海量數(shù)據(jù),安全管理方面也問題重重。從可行性方面來說,包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等可行性研究。由技術(shù)層面來說,國(guó)內(nèi)外油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)的技術(shù)及其通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)更加完善,計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)更加成熟。從管理方面分析,為提升管理效率,設(shè)計(jì)合理的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有利于提升油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)管理水平,確保油氣儲(chǔ)運(yùn)工作安全進(jìn)行。由經(jīng)濟(jì)視角分析,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)局部?jī)?yōu)化日益完善,且投資成本較小。
油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),先要明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)及其功能要求,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面分析其可行性,隨之,設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能模塊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循原則如下:可靠性,所設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求性能穩(wěn)定,安全可靠,能夠在惡劣的條件下長(zhǎng)時(shí)間工作;經(jīng)濟(jì)性,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要求經(jīng)濟(jì)合理,性價(jià)比高;通用性,對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要將其應(yīng)用對(duì)象共性考慮在內(nèi),確保系統(tǒng)擁有較強(qiáng)的通用性,能夠在油庫(kù)推廣使用;操作維護(hù)方便;系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí),要求配置友好的人機(jī)互動(dòng)界面,從硬件方面來說,則應(yīng)便于檢修、維護(hù);兼容性,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持不同類型的傳感器,從而獲得多種的參數(shù)信息。
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用模塊化思想開展設(shè)計(jì),自登錄界面開始,創(chuàng)建合理的數(shù)據(jù)庫(kù),設(shè)計(jì)功能模塊界面,每個(gè)模塊均細(xì)化至下層子模塊,把復(fù)雜目標(biāo)分解成多個(gè)便于維護(hù)、操作的子模塊,為油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備使用中在線監(jiān)測(cè)工作提供設(shè)計(jì)思路。油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1 Structure diagram of online monitoring system
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置的登錄界面簡(jiǎn)單易懂,主要功能是有效管控系統(tǒng)登錄人員。登錄界面包含賬號(hào)、密碼,用戶登入時(shí)應(yīng)選擇登錄人員的身份,例如:管理員、游客,管理員作為企業(yè)的負(fù)責(zé)人,游客則是企業(yè)的員工。用戶選擇相應(yīng)的身份后,輸入正確的賬號(hào)及密碼方可順利進(jìn)入系統(tǒng)。先要對(duì)用戶輸入的信息展開初步驗(yàn)證,判定輸入的信息是否正確。如果無效,提醒用戶賬號(hào)或者密碼錯(cuò)誤,跳出“輸入信息有誤”的提示。如果輸入正確的信息,支持用戶調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù),查看輸入數(shù)據(jù)是否與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的信息相符,如果符合,則成功調(diào)轉(zhuǎn)至登錄成功界面。
根據(jù)油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)組織機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)狀況,所有與監(jiān)測(cè)對(duì)象有關(guān)部門均納入人員管理方面。先創(chuàng)建人員管理數(shù)據(jù)庫(kù),把各個(gè)部門主管工作人員設(shè)置成緊急聯(lián)絡(luò)人,當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的信息存在異常狀況,通過數(shù)據(jù)庫(kù)快速發(fā)出監(jiān)測(cè)報(bào)告讓有關(guān)負(fù)責(zé)人及時(shí)閱讀,做好預(yù)案部署及其執(zhí)行工作。后續(xù)管理人員可通過點(diǎn)擊創(chuàng)建新聯(lián)系人,直接添加一系列的信息,通過添加Outlook或利用電子郵件收集各項(xiàng)數(shù)據(jù),操作完成后點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕。管理員管理數(shù)據(jù)時(shí),要把每一部分的負(fù)責(zé)人當(dāng)做緊急聯(lián)系人,如果出現(xiàn)預(yù)警信息,要及時(shí)告知相關(guān)負(fù)責(zé)人。
因油氣儲(chǔ)罐的分類不同,其規(guī)格有一定的差別,對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備開展管理階段,儲(chǔ)罐主要分成固定、浮頂儲(chǔ)罐。先要?jiǎng)?chuàng)建設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫(kù),企業(yè)擁有的監(jiān)測(cè)對(duì)象所有信息均輸送到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi),包括設(shè)備名稱、購(gòu)買時(shí)間。此外,支持新增加儲(chǔ)罐,用鼠標(biāo)單擊新增設(shè)備這一選項(xiàng),點(diǎn)擊設(shè)備管理庫(kù),完成新增設(shè)備的添加、修改、刪減等操作。設(shè)備管理過程中支持對(duì)信息進(jìn)行維護(hù)。用戶通過鼠標(biāo)對(duì)資產(chǎn)管理選項(xiàng)進(jìn)行操作,可以及時(shí)增加、查詢資產(chǎn)狀況。
油氣儲(chǔ)運(yùn)部門使用的監(jiān)測(cè)設(shè)備將各項(xiàng)信息上傳到監(jiān)控平臺(tái),管理者依據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為excel形式保存起來。例如:油罐1在2020年5月11日-5月12日監(jiān)測(cè)信息如表1所示。由系統(tǒng)監(jiān)測(cè)獲取的信息導(dǎo)出到excel表格,隨之,上傳至監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)。日常工作時(shí)依據(jù)儲(chǔ)罐編號(hào)存儲(chǔ)每天得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),每天監(jiān)測(cè)獲取的數(shù)據(jù)也可追加至數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。為準(zhǔn)確開展分類,根據(jù)單指標(biāo)展開PNN自動(dòng)分類,儲(chǔ)罐1相應(yīng)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要?jiǎng)澐譁囟?、介質(zhì)濃度等數(shù)據(jù)庫(kù),每一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象(儲(chǔ)罐1、儲(chǔ)罐2……)分組根據(jù)時(shí)間順序完成保存。
表1 儲(chǔ)罐1某段時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)Tab.1 Monitoring data of tank 1 in a certain period of time
由于儲(chǔ)罐具有較多的分類,根據(jù)其位置劃分,包含半地下、海底儲(chǔ)罐、地上儲(chǔ)罐、海上儲(chǔ)罐等;依據(jù)油品劃分,包含原油、潤(rùn)滑油罐等;依據(jù)形式劃分成球形、立式等;從溫度方面劃分,包含高、低、常溫儲(chǔ)罐。由于儲(chǔ)罐的屬性存在差異,會(huì)在一定程度上影響監(jiān)測(cè)指標(biāo)選取。以靜態(tài)儲(chǔ)罐為依據(jù),暫時(shí)選取溫度、液位、壓力以及介質(zhì)濃度這4個(gè)指標(biāo),如果上述因素出現(xiàn)問題,直接影響油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備正常工作。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中會(huì)對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,從而獲取一系列的數(shù)據(jù)信息。設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)脑诰€監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè),若溫度指標(biāo)出現(xiàn)異常,系統(tǒng)會(huì)發(fā)出預(yù)警提示信息,便于工作人員及時(shí)開展恰當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>
本研究所用預(yù)案來源于油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)所用的技術(shù)指導(dǎo)手冊(cè),但并不是照搬手冊(cè)相關(guān)內(nèi)容,對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中,通過企業(yè)技術(shù)人員、工作人員制定與系統(tǒng)相關(guān)的監(jiān)測(cè)指標(biāo),并對(duì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行重塑修訂處理,變更成行之有效的措施,預(yù)案數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的界面如圖2所示。根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)話框選取儲(chǔ)罐1,自相關(guān)指標(biāo)對(duì)話框中選定溫度這一指標(biāo)。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊第三類,能夠及時(shí)調(diào)用異常溫度狀態(tài)下的三級(jí)預(yù)案。所選預(yù)案會(huì)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析,可以開展“增加/修改預(yù)案”操作,隨后,將“word 版報(bào)告”導(dǎo)出,可采用郵件方法發(fā)送至有關(guān)負(fù)責(zé)人閱覽。
圖2 預(yù)案數(shù)據(jù)庫(kù)管理界面Fig.2 Management interface of plan database
總之,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)實(shí)際工作中,有利于降低油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中安全事故發(fā)生率,及時(shí)扼殺潛在的危險(xiǎn)。因此,設(shè)計(jì)一款支持油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備實(shí)際監(jiān)測(cè)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)前,先分析傳統(tǒng)管理系統(tǒng)面臨的問題,然后研究系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想及原則。對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)施檢測(cè),完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作,支持對(duì)數(shù)據(jù)展開篩選和分析,便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備存在的問題,確保其安全的運(yùn)行。