馬立民

(內(nèi)蒙古伊東集團(tuán)東興化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012314)

隨著國家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，以人為本安全第一的價(jià)值理念被越來越重視；各行各業(yè)都在向智能化自動(dòng)化發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)安全生產(chǎn)全要素?cái)?shù)字化管理為目標(biāo)，構(gòu)建一整套圍繞安全和智慧化于一體的安全生產(chǎn)信息化管理平臺(tái)，切實(shí)全面提升企業(yè)安全生產(chǎn)管理水平顯得尤為重要和迫切。

內(nèi)蒙古伊東集團(tuán)東興化工有限責(zé)任公司(以下簡稱“內(nèi)蒙古伊東”)為了進(jìn)一步提升這方面管理水平，利用“4·24”事故后的企業(yè)升級(jí)改造契機(jī)，進(jìn)行了智慧型化工廠管理的投入與開展。

1 內(nèi)蒙古伊東升級(jí)改造工作

1.1 內(nèi)蒙古伊東的基本情況

東興化工是內(nèi)蒙古伊東集團(tuán)的全資子公司，主要生產(chǎn)裝置規(guī)模為60萬t/a電石、32萬t/a燒堿、30萬t/a聚氯乙烯、10萬t/a糊樹脂、3萬t/a三氯乙烯、100萬t/a水泥(與唐山冀東水泥合作)及其配套的公用工程系統(tǒng)，項(xiàng)目于2011年4月開工建設(shè)，2012年8月至2013年12月上述生產(chǎn)裝置陸續(xù)投產(chǎn)。

1.2 主要生產(chǎn)裝置及管理系統(tǒng)配備情況

電石裝置采用8臺(tái)40.5 MV·A密閉電石爐。乙炔發(fā)生裝置采用干法乙炔工藝技術(shù)，配套100萬t/a干法水泥。燒堿電解裝置采用日本旭化成公司技術(shù)，單臺(tái)產(chǎn)能3.2萬t/a。燒堿蒸發(fā)及固堿裝置采用瑞士博特的工藝及其設(shè)備。通用型聚氯乙烯裝置采用8臺(tái)106 m3聚合釜，配備尼魯公司的流化床干燥系統(tǒng)。糊狀樹脂裝置是引進(jìn)法國阿科瑪技術(shù)，采用3臺(tái)30 m3的種子聚合釜和3臺(tái)100 m3的成品聚合釜，配備噴霧干燥技術(shù)。三氯乙烯裝置采用氣相催化脫氯化氫工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。全廠供熱采用3臺(tái)100 t流化床鍋爐。污水分級(jí)處理分級(jí)復(fù)用系統(tǒng)：專項(xiàng)處理(廢次氯酸鈉處理、PVC離心母液處理、含汞廢水處理、糊狀樹脂廢水處理)→綜合處理→ 中水處理→零排放處理(實(shí)現(xiàn)分鹽和廢水回用生產(chǎn))。配備DCS/GDS/MES/ESD等操作、安全監(jiān)控、生產(chǎn)指揮等系統(tǒng)。

1.3 東興化工“4·24”事故后的升級(jí)改造

(1)增加了干法乙炔細(xì)電石的倒料系統(tǒng)——解決了設(shè)備利用率低和系統(tǒng)大幅度降量的問題。

(2)取消了VCM氣柜并對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造——取消雙節(jié)氣柜，又因氯乙烯定性為極毒物質(zhì)不宜采用濕式氣柜的方式調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，通過公司調(diào)研、分析、評(píng)估及與設(shè)計(jì)部門共同對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改造，運(yùn)行平穩(wěn)。

(3)精餾尾氣處理裝置增大到4 000 m2/h，確保尾氣排放達(dá)到優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。

(4)增加了二氯乙烷高沸物的提純裝置，減少精餾高沸物(危廢)的處理量。

(5)增加了副產(chǎn)鹽酸深解吸裝置——解決副產(chǎn)鹽酸夾帶的微量汞進(jìn)入下游企業(yè)，解吸回用的氯化氫再次進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，富余燒堿合成氯化氫制成高純鹽酸銷售，減少汞污染。

(6)氯氣三級(jí)玻璃鋼干燥塔改為一級(jí)鋼襯聚四氟乙烯的復(fù)合式的干燥塔——減少了設(shè)備數(shù)量，工藝流程簡潔易操作。

(7)固堿熔鹽燃煤加熱器改為燃燒電石爐氣的燃燒系統(tǒng)——解決了爐溫不好控制，影響片堿產(chǎn)量和質(zhì)量，改為燃?xì)夂蠼鉀Q了上述問題，并實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)與能源的充分利用。

(8)三氯乙烯液氯汽化器由列管式改為套管式——淘汰列管式的汽化器，改用先進(jìn)的套管式汽化器，確保液氯及三氯化氮完全汽化，穩(wěn)定生產(chǎn)。

(9)地下污水管線提升至管廊上進(jìn)行可視化管理——防止污水管網(wǎng)泄漏污染地下水。

(10)新增8套SIS(安全儀表系統(tǒng))——防范DCS及人員的誤操作等出現(xiàn)生產(chǎn)事故，通過數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行聯(lián)鎖停車功能。

(11)現(xiàn)場控制室集中搬遷至非生產(chǎn)區(qū)集中控制——根據(jù)國家三年整治要求，進(jìn)行集中搬遷，同時(shí)便于管理人員的溝通與協(xié)調(diào)。

(12)智慧型化工廠管理系統(tǒng)——先進(jìn)的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援、重點(diǎn)部位監(jiān)控、人員行為規(guī)范管理等，達(dá)到巡檢記錄數(shù)據(jù)真實(shí)可靠、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警問題的目的。

2 智慧型化工廠的設(shè)計(jì)總體框架

智慧型化工廠管理系統(tǒng)總體框架圖如圖1所示。該智慧型管理系統(tǒng)按照“四個(gè)層級(jí)”和“兩大體系”架構(gòu)開發(fā)建設(shè)。4個(gè)層級(jí)：基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)支撐層、應(yīng)用服務(wù)層和綜合展現(xiàn)層。兩大體系：安全運(yùn)維保障體系和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

圖1 智慧型化工廠管理系統(tǒng)總體框架圖

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層主要包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、系統(tǒng)安全設(shè)備、云平臺(tái)、機(jī)房和監(jiān)控指揮場所等。監(jiān)控指揮場所必須確保相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)、電力、安全保障。

2.2 數(shù)據(jù)支撐層

數(shù)據(jù)支撐層是數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重要載體。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、抽取、轉(zhuǎn)換、加載、交換、共享等過程都嚴(yán)格遵循國家對(duì)安全生產(chǎn)相關(guān)業(yè)務(wù)體系的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

化工企業(yè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容主要來源于生產(chǎn)經(jīng)營和業(yè)務(wù)管理過程中的數(shù)據(jù)，采集信息主要包括：企業(yè)基礎(chǔ)信息、風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控信息、行政許可信息、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化信息、隱患排查治理信息、人員資格與教育培訓(xùn)信息、重大危險(xiǎn)源在線監(jiān)測(cè)預(yù)警信息、危險(xiǎn)化工工藝安全參數(shù)監(jiān)測(cè)預(yù)警信息、特種設(shè)備信息、人員在崗在位信息、應(yīng)急管理信息、事故管理信息、動(dòng)火等特殊作業(yè)信息和企業(yè)地理信息等。

2.3 應(yīng)用服務(wù)層

應(yīng)用服務(wù)層是化工企業(yè)安全生產(chǎn)管理的各類應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)人員在崗在位管理系統(tǒng)和企業(yè)生產(chǎn)全流程管理系統(tǒng)。亦可根據(jù)各地及企業(yè)的具體要求靈活變動(dòng)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化要求。

2.4 綜合展現(xiàn)層

通過 PC 端、大屏顯示、移動(dòng)終端等多種設(shè)備，綜合展現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)狀況、應(yīng)急管理狀況和企業(yè)管理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)服務(wù)與應(yīng)用的便捷訪問和可視化展現(xiàn)。

3 系統(tǒng)部署方式

智慧型化工廠管理系統(tǒng)部署圖如圖2所示。

圖2 智慧型化工廠管理系統(tǒng)部署圖

3.1 企業(yè)內(nèi)部部署

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，采用獨(dú)立部署方式，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)或定時(shí)備份。

3.2 云部署

化工企業(yè)可租賃云服務(wù)器提供商的主機(jī)和數(shù)據(jù)庫資源。

3.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h3>

智慧型化工廠管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見圖3。

圖3 智慧型化工廠管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

4 目前內(nèi)蒙古伊東實(shí)施的基本內(nèi)容

4.1 重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

主要用于監(jiān)測(cè)化工企業(yè)構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施及生產(chǎn)裝置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警、可燃有毒氣體數(shù)據(jù)及預(yù)警、危險(xiǎn)化工工藝安全參數(shù)監(jiān)測(cè)預(yù)警、監(jiān)控視頻等信息。

4.1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)圖

重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、企業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)以及工業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)等組成，通過數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)重大危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警功能，同時(shí)配備系統(tǒng)安全防護(hù)設(shè)備。

4.1.2 系統(tǒng)建設(shè)功能

4.1.2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)可燃及有毒有害氣體、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐及重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化學(xué)工藝的溫度、壓力、液位、聯(lián)鎖投切信號(hào)等工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及報(bào)警信息的采集，且系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)具有巡檢功能。

4.1.2.2 非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

包括化工企業(yè)基本信息，重大危險(xiǎn)源儲(chǔ)罐及裝置信息(包括工藝指標(biāo)限值)、物料詳細(xì)信息，重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的前端軟/硬件有關(guān)數(shù)據(jù)，含各種 I/O 口數(shù)據(jù)，化學(xué)品安全說明書(SDS)、應(yīng)急管理數(shù)據(jù)等。

4.1.2.3 視頻采集

系統(tǒng)通過直接接入、集成視頻管理系統(tǒng)等方式實(shí)時(shí)獲取企業(yè)重大危險(xiǎn)源區(qū)域、重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝崗位的視頻監(jiān)控信息。

4.1.2.4 監(jiān)測(cè)顯示

系統(tǒng)具有流程圖動(dòng)畫顯示功能、基于企業(yè)電子地圖的瀏覽功能。在監(jiān)測(cè)界面中具有顯示各測(cè)點(diǎn)的參數(shù)及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控對(duì)象平面布置圖顯示功能、監(jiān)控參數(shù)列表顯示功能。

4.1.2.5 報(bào)警管理

系統(tǒng)具有報(bào)警閾值設(shè)置及變更歷史記錄、實(shí)時(shí)報(bào)警信息顯示功能，包括報(bào)警匯總列表、專門的報(bào)警區(qū)或彈出式界面。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)頁面圖文報(bào)警、報(bào)警點(diǎn)聲光報(bào)警以及短信等多種報(bào)警方式。

4.1.2.6 趨勢(shì)顯示

系統(tǒng)能夠以折線圖、點(diǎn)狀圖等形式顯示模擬量參數(shù)實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)信息，能夠根據(jù)時(shí)間、點(diǎn)位等信息自由分組顯示和查詢；具有開關(guān)量狀態(tài)圖及柱狀圖顯示功能；能在同一時(shí)間坐標(biāo)上同時(shí)顯示模擬量和開關(guān)量及其變化情況等。

4.1.2.7 信息存儲(chǔ)

系統(tǒng)具有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、事故追憶查詢等功能。

4.1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

系統(tǒng)支持各類參數(shù)和歷史報(bào)警的統(tǒng)計(jì)、查詢和圖表化顯示、報(bào)表輸出等功能，具體顯示項(xiàng)目包括模擬量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值及其最大、最小、平均和累計(jì)值，開關(guān)量狀態(tài)及變化時(shí)刻，報(bào)警及警報(bào)解除信息，系統(tǒng)閾值設(shè)定操作日志等。

4.1.2.9 平臺(tái)通信

系統(tǒng)具備獨(dú)立將重大危險(xiǎn)源的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、視頻信息與監(jiān)管部門平臺(tái)對(duì)接和交互功能。

4.1.2.10 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)具備權(quán)限分級(jí)管理的要求，提供可設(shè)置的安全級(jí)，控制級(jí)和區(qū)域設(shè)定，限制用戶對(duì)系統(tǒng)功能模塊、設(shè)備和系統(tǒng)資源的訪問。

4.1.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

(1)基本信息管理?；て髽I(yè)基本信息主要包括企業(yè)基礎(chǔ)信息、安全生產(chǎn)臺(tái)賬、重大危險(xiǎn)源基本信息等內(nèi)容的錄入、編輯、刪除、查詢、在線申報(bào)等管理功能。

(2)危險(xiǎn)化學(xué)品罐區(qū)、庫區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

(3)重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝監(jiān)測(cè)預(yù)警參數(shù)。

(4)閾值及報(bào)警數(shù)據(jù)。

接入閾值和報(bào)警具體數(shù)據(jù)項(xiàng)、閾值設(shè)定規(guī)則、接入頻率等數(shù)據(jù)。

4.1.4 內(nèi)蒙古伊東重大危險(xiǎn)源評(píng)估情況

通過安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，內(nèi)蒙古伊東現(xiàn)有12個(gè)重大危險(xiǎn)源，其中：一級(jí)1個(gè)(液氯罐區(qū))、二級(jí)1個(gè)(氯乙烯單體罐區(qū))、三級(jí)9個(gè)(PVC 裝置單元、糊樹脂裝置單元、乙炔發(fā)生廠房一單元、乙炔發(fā)生廠房二單元、乙炔氣柜單元、電石冷卻庫一單元、電石冷卻庫二單元、電石冷卻庫三單元、電石冷卻庫四單元)、四級(jí)1個(gè)(VCM 精餾單元)。

為此，企業(yè)對(duì)于重大危險(xiǎn)源的管理是重中之重的事情，該系統(tǒng)平臺(tái)有效地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的提供、匯總及時(shí)時(shí)提報(bào)功能，為實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)提供了保障。

4.2 人員定位管理系統(tǒng)

4.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

人員在崗在位管理系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示。

圖5 人員在崗在位管理系統(tǒng)架構(gòu)

4.2.2 建設(shè)功能

4.2.2.1 基礎(chǔ)信息管理

系統(tǒng)能穩(wěn)定提供卡口信息、人員基本信息、人員安全培訓(xùn)信息、崗位信息、車輛基本信息、進(jìn)出區(qū)域權(quán)限信息等基礎(chǔ)信息管理和維護(hù)功能。

4.2.2.2 實(shí)名制進(jìn)出管理

主要包括定位卡收發(fā)管理、雙向人臉(指紋)識(shí)別、車牌識(shí)別、門閘車檔控制、大屏信息公示等，采用人員刷卡+人臉(指紋)識(shí)別等實(shí)名制認(rèn)證方式。通過刷卡、指紋確認(rèn)或人臉識(shí)別等技術(shù)對(duì)進(jìn)出企業(yè)生產(chǎn)區(qū)、儲(chǔ)存區(qū)、作業(yè)區(qū)及重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)的人員及車輛信息進(jìn)行識(shí)別，對(duì)進(jìn)出的人員類別、數(shù)量、所在區(qū)域等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，并提供查詢、統(tǒng)計(jì)等管理功能。

定位卡收發(fā)模塊將人臉照片(指紋)、定位卡號(hào)與人員信息綁定，利用安全教育培訓(xùn)信息、特種作業(yè)證書信息確認(rèn)等功能，定位卡對(duì)應(yīng)的人員與人臉(指紋)識(shí)別比對(duì)確認(rèn)一致后，門閘開啟放行。

4.2.2.3 定位管理

提供人員及車輛定位管理功能，包括基本信息查詢、移動(dòng)軌跡追蹤、行動(dòng)軌跡回放等，針對(duì)人員在崗、離崗、串崗人員及車輛越界、滯留等情況提供及時(shí)告警，實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場信息。

4.2.2.4 報(bào)警管理

主要包括人員離崗、串崗、超員、電子圍欄等監(jiān)控報(bào)警功能，車輛超速、偏離線路、違規(guī)停車、超時(shí)滯留等監(jiān)控告警功能，一鍵呼救、聲光、短信提示功能、告警事件閉環(huán)處理功能、手機(jī)查詢與接收告警信息。

4.3 智能巡檢管理系統(tǒng)

4.3.1 系統(tǒng)裝備

(1)點(diǎn)檢儀。巡檢人員隨身攜帶，也稱手操器，類似手機(jī)形狀，操作人員可以進(jìn)入其內(nèi)部已設(shè)置好的巡檢表格填報(bào)數(shù)據(jù)及上傳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無紙化管理。

(2)點(diǎn)檢卡。固定在需要巡檢的裝置區(qū)里，點(diǎn)檢卡其目的在于到位管理，巡檢人員必須到現(xiàn)場用手操器進(jìn)行掃卡才能進(jìn)行巡檢任務(wù)的執(zhí)行，確保巡檢數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性及巡檢的及時(shí)性。

(3)振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速一體無線傳感器。由巡檢人員隨身攜帶，無線傳感器通過藍(lán)牙與點(diǎn)檢儀連接配合使用，用來提供巡檢過程中的測(cè)量數(shù)據(jù)，如：振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速等。

4.3.2 功能設(shè)置

(1)可對(duì)生產(chǎn)區(qū)域、設(shè)備設(shè)施設(shè)置巡檢人員、巡檢時(shí)間、巡檢路線等等信息，巡檢過程中出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒，比如：沒有按設(shè)定的時(shí)間要求去巡檢等。巡檢完成后，即可無線提交巡檢表，異常數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)匯總提醒，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的隱患問題。

(2)系統(tǒng)也可根據(jù)工序的特殊性，事先設(shè)置巡檢流程及路徑。

(3)設(shè)置需要巡檢的點(diǎn)位，布置安裝點(diǎn)檢卡，設(shè)置該區(qū)域中需要巡檢記錄的事項(xiàng)及要求。

(4)可以分別給每位巡檢人員定制巡檢任務(wù)，可任意選擇不同的巡檢時(shí)間、點(diǎn)位及巡檢路線。

(5)匯總巡檢信息進(jìn)行員工考核。

5 結(jié)語

通過智慧型化工廠系統(tǒng)平臺(tái)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效性、真實(shí)性、及時(shí)性，為公司的安全生產(chǎn)管理提供了信息保障，助推了企業(yè)管理水平的提升，將日常管理的智慧化和生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化相結(jié)合，構(gòu)筑了一個(gè)完整的“一體化”智能體系，為企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展提供了強(qiáng)大的服務(wù)功能，最終必將體現(xiàn)在企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升上。