CN112071032A - 一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统 - Google Patents

一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统 Download PDF

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王劲
酒江波
尹法波
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韩续增
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Abstract

本发明公开了一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，包括有企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台，所述企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台之间通过数据链路依次传输连接有数据采集储存平台、高风险报警点储存模块、网闸、交换机与防火墙，所述数据采集储存平台与高风险报警点储存模块之间并联连接有过程安全参数报警分级管理模块与泄漏气体报警区域分级管理模块，过程安全参数重要度采用风险矩阵和基于多源异构数据融合的化工安全风险动态量化评估模型综合确定，泄漏气体报警级别根据传感器的布点与报警点的数量进行相应升级。

Description

一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统
技术领域
本发明涉及危险化学品重大危险源监控技术领域，尤其涉及一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统。
背景技术
2016年，国家安全监管总局发布《国家安全监管总局办公厅关于开展危险化学品重大危险源在线监控及事故预警系统建设试点工作的通知》(安监总厅管三〔2016〕110号)、《危险化学品重大危险源在线监控及事故预警系统建设指南(试行)》、《危险化学品重大危险源(储罐区、库区)在线监控及事故预警系统数据采集准则(试行)》，决定在全国范围内实施重大危险源在线监控预警工程。
2019年，国务院安委会办公室、应急管理部发布《关于加快推进危险化学品安全生产风险监测预警系统建设的指导意见》，重点指出要加强危险化学品重大危险源信息化监控平台建设。
现阶段化工企业仪表系统报警点数量较多，大型企业仪表系统报警点上万，对于石化行业，平均一家企业每天报警数量达到1500个。由于化工企业自控系统采集频次高，因而采集的报警信息数据量巨大。
由于目前过程工业报警信息数据量巨大的固有特点，加之化工企业普遍存在“报警泛滥”的情况，如果不能做到有效的报警分级管理，当多个报警发生时，难以及时、重点对优先级较高的报警点进行响应，无法有效进行风险分级管控，另一方面，对于化工园区及上位重大危险源监控平台，因企业数量众多，将企业所有报警数据接入上位重大危险源监控平台，一方面浪费巨大的人力、物力及财力，另一方面，接入的数据量巨大，监管人员无法有效辨识风险较高的报警，更没有精力来处置。
发明内容
本发明的目的是为了解决报警优先级划分不明确、高风险报警响应不及时以及安全监管领域重大危险源监控平台报警数据过载的上述问题，而提出的一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，包括有企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台，所述企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台之间通过数据链路依次传输连接有数据采集储存平台、高风险报警点储存模块、网闸、交换机与防火墙，且所述数据采集储存平台与高风险报警点储存模块之间并联连接有过程安全参数报警分级管理模块与泄漏气体报警区域分级管理模块。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述过程安全参数报警分级管理模块通过风险矩阵将过程安全参数重要度由低到高分为三级，且所述三级重要度中的最高级根据风险目标降低倍数再分设为两级，所述不同等级重要度的过程安全参数报警均配备有相应的报警颜色、报警声音、报警管理权限以及报警操作指导。
作为上述技术方案的进一步描述：
作为上述技术方案的进一步描述：
所述泄漏气体报警区域分级管理模块中设置有传感器，且单个传感器报警级别分为两级，且所述泄漏气体报警区域分级管理模块根据传感器的布点与报警点的数量进行相应的报警升级管理。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述企业仪表管理系统包括有DCS系统、SIS系统、可燃及有毒气体报警系统。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述过程安全参数报警分级管理模块与泄漏气体报警区域分级管理模块均配备有监测界面，所述监测界面具有参数及设备的运行状态、监控设备、监控对象平台布置图、报警阈值变更历史记录与实时报警信息显示区块，且所述实时报警信息包括有报警汇总列表与弹出式界面。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述化工园区重大危险源报警管理平台可通过权限认证访问企业重大危险源报警分级设置、历史报警数据以及实时报警数据，且所述化工园区重大危险源报警管理平台具有报警区域GIS图形化展示、报警季节统计柱状图展示以及报警设备类型列表统计展示模块。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述风险目标降低倍数根据基于多源异构数据融合的化工安全风险动态量化评估模型确定，针对具体风险点，系统内置基于模糊Petri网建立的风险动态传播链路，首先确定风险点目标失效概率，然后依次确定初始事件失效失效概率、其余保护层失效概率和修正因子等参数，最终根据风险动态量化评估模型计算确定报警和人员操作保护层的风险目标降低倍数。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，能够融合多源异构数据，科学做到报警分级管理，当多个报警发生时，能够及时、重点对优先级较高的报警点进行响应，并针对高风险点的报警，提供操作指导，提高操作员的响应水平，对于化工园区及上位重大危险源监控平台而言，该管理系统能够减少建设投入及运营维护人员，降低了企业成本的同时强化企业主体责任，使得企业可以更多的监管力量投入到可能导致人员伤亡的报警监控区域中。
附图说明
图1为本发明中系统结构流程图；
图2为本发明中数据交换示意图；
图3为本发明中改进模糊Petri网的建立流程图；
图4为正己烷缓冲罐工艺流程图；
图5为基于模糊Petri网建立的风险动态传播链路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1-5，一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，包括有企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台，企业仪表管理系统包括有DCS系统、SIS系统、可燃及有毒气体报警系统，该系统数据采集自企业现有仪表系统，避免重复建设，化工园区重大危险源报警管理平台可通过权限认证访问企业重大危险源报警分级设置、历史报警数据以及实时报警数据，且化工园区重大危险源报警管理平台具有报警区域GIS图形化展示、报警季节统计柱状图展示以及报警设备类型列表统计展示模块，企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台之间通过数据链路依次传输连接有数据采集储存平台、高风险报警点储存模块、网闸、交换机与防火墙，且数据采集储存平台与高风险报警点储存模块之间并联连接有过程安全参数报警分级管理模块与泄漏气体报警区域分级管理模块，过程安全参数报警分级管理模块与泄漏气体报警区域分级管理模块均配备有监测界面，监测界面具有参数及设备的运行状态、监控设备、监控对象平台布置图、报警阈值变更历史记录与实时报警信息显示区块，且实时报警信息包括有报警汇总列表与弹出式界面；
过程安全参数报警分级管理模块通过风险矩阵将过程安全参数报警阈值重要度由低到高分为三级，且所述三级报警阈值重要度中的最高级根据风险目标降低倍数在再分设为两级，所述不同等级重要度的过程安全参数报警的报警阈值均配备有相应的报警颜色、报警声音、报警管理权限以及报警操作指导。
泄漏气体报警区域分级管理模块中设置有传感器，且单个传感器报警级别分为两级，且泄漏气体报警区域分级管理模块根据传感器的布点与报警点的数量进行相应的报警升级管理。
数据实时采集模块：具备双处理器板，支持冗余备份，配备UPS电源，采用可扩展机框管理单元，通过IPMI总线完成插箱内各节点板及风机的控制和管理，同时具备USB接口，支持加密卡，采用Webservice接口方式与本地应用系统实现数据集成，由支持OPC AE等通信协议的数据采集层作为基础，实时从DCS系统、SIS系统、有毒及可燃气体报警系统等系统采集报警数据，报警阈值数据采集频次为每小时1次，报警数据采集频次为报警前每分钟1次，报警后每10秒钟1次，采集的报警数据由Hadoop分布式文件系统进行存储，将实时报警数据从数据存储系统抽取到MYSQL数据库，压力报警相关数据的采集格式如表1所示。
Figure BDA0002599404720000061
表1
过程安全参数报警分级管理模块：首先根据事故后果严重程度和响应时间，采用如表2所示的风险矩阵对过程安全参数进行初步分级，将报警分为三级，针对第三级(高级)报警，继续进行风险分析，根据分析结果，从给出的安全监控措施中辨识出非报警的其他保护层措施，如BPCS、安全仪表系统、物理保护等保护层。根据企业允许的失效率，计算出非报警的其他保护层的失效率值，得出目标风险降低值，然后采用表3对第三级(高级)报警进一步进行优先级划分，从而使得过程安全参数报警优先级划分为四级，报警实时采集平台采集到报警实时数据后，根据报警优先级的划分，报警显示界面及操作指导如表4所示，此外，在监测界面中具有显示各测点的参数及设备的运行状态、监控设备和监控对象平面布置图显示功能、监控参数列表显示功能，具有报警阈值变更历史记录、实时报警信息显示功能，包括报警汇总列表、专门的报警区或弹出式界面，系统可实现页面图文报警、报警点声光报警以及短信等多种报警方式。
Figure BDA0002599404720000071
表2
Figure BDA0002599404720000072
Figure BDA0002599404720000081
表3
Figure BDA0002599404720000082
表4
泄漏气体报警区域分级管理模块：单个传感器的报警级别为两级，然后根据传感器布点和报警点数量进行报警升级管理，从而使得泄漏气体报警区域分级为四级，第一级(低级)报警为25％LEL，第二级(中级)报警为50％LEL，第三级(高级)报警为任意相邻的两个可燃气体报警器发生报警，第四级(紧急)报警为任意相邻的三个及以上可燃气体报警器发生报警。对于有毒气体报警，第一级(低级)报警为最高允许浓度的75％，第二级(中级)报警为最高允许浓度的2倍，第三级(高级)报警为任意相邻的两个有毒气体报警器发生报警，第四级(紧急)报警为任意相邻的三个及以上有毒气体报警器发生报警。
高风险报警点储存模块：通过5G网络传输到化工园区重大危险源监控中心，化工园区重大危险源监控中心通过权限认证随时访问企业重大危险源报警分级设置、历史报警数据以及实时报警数据，具备报警区域GIS图形化展示、报警季节统计柱状图展示以及报警设备类型列表统计展示等功能，数据交换采用前置交换模式，首先与本地系统数据集成，然后通过消息队列与上下级的数据交换系统实现数据交换。
化工园区重大危险源报警管理平台：报警管理平台可以实时显示园区内企业现存高风险报警，并能及时跟踪报警的处置进度，对于前期已处置的报警，能够调取历史报警记录，查看报警原因，处置对策等信息。
与实施例一不同的是
实施例二：
请参阅图3与图5，过程安全参数报警分级管理模块通过风险矩阵将过程安全参数重要度由低到高分为三级，且三级重要度中的最高级根据风险目标降低倍数再分设为两级，不同等级重要度的过程安全参数报警均配备有相应的报警颜色、报警声音、报警管理权限以及报警操作指导，风险目标降低倍数根据基于多源异构数据融合的化工安全风险动态量化评估模型确定，针对具体风险点，系统内置基于模糊Petri网建立的风险动态传播链路，首先确定风险点目标失效概率，然后依次确定初始事件失效失效概率、其余保护层失效概率和修正因子等参数，最终根据风险动态量化评估模型计算确定报警和人员操作保护层的风险目标降低倍数。
正己烷从上游工艺单元进入正己烷缓冲罐T-041，其简化流程如图4所示，正己烷缓冲罐总容量为30t，通常盛装一半容量，液位由液位控制回路LIC-90和调节阀LV-90控制，当缓冲罐内液位超出安全值时，高液位报警器LAH-90报警，引起工作人员响应。当正己烷缓冲罐出现溢流时，防火堤能够容纳45t正己烷释放物。
正己烷缓冲罐溢流场景风险动态传播链路如图5所示，所包括故障库所P1，P2，P7，P9和保护层库所L1，L2，L3和L4。初始库所的可信度根据企业历史运行数据，按照各参数计算方法，分析计算得出其取值，各库所含义及其可信度见表5。
Figure BDA0002599404720000101
表5
首先确定风险点目标失效概率，然后依次确定初始事件失效失效概率、其余保护层失效概率和修正因子等参数，最终根据风险动态量化评估模型计算确定报警和人员操作保护层的风险目标降低倍数。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，包括有企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台，其特征在于，所述企业仪表系统与化工园区重大危险源报警管理平台之间通过数据链路依次传输连接有数据采集储存平台、高风险报警点储存模块、网闸、交换机与防火墙，且所述数据采集储存平台与高风险报警点储存模块之间并联连接有过程安全参数报警分级管理模块与泄漏气体报警区域分级管理模块。
2.根据权利要求1所述的一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，其特征在于，所述过程安全参数报警分级管理模块通过风险矩阵将过程安全参数重要度由低到高分为三级，且所述三级重要度中的最高级根据风险目标降低倍数再分设为两级，所述不同等级重要度的过程安全参数报警均配备有相应的报警颜色、报警声音、报警管理权限以及报警操作指导。
3.根据权利要求1所述的一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，其特征在于，所述泄漏气体报警区域分级管理模块中设置有有毒和可燃气体传感器，且单个传感器报警级别分为两级，且所述泄漏气体报警区域分级管理模块根据传感器的布点与报警点的数量进行相应的报警升级管理。
4.根据权利要求1所述的一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，其特征在于，所述企业仪表管理系统包括有DCS系统、SIS系统、可燃及有毒气体报警系统。
5.根据权利要求1所述的一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，其特征在于，所述过程安全参数报警分级管理模块与泄漏气体报警区域分级管理模块均配备有监测界面，所述监测界面具有参数及设备的运行状态、监控设备、监控对象平台布置图、报警阈值变更历史记录与实时报警信息显示区块，且所述实时报警信息包括有报警汇总列表与弹出式界面。
6.根据权利要求1所述的一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，其特征在于，所述化工园区重大危险源报警管理平台可通过权限认证访问企业重大危险源报警分级设置、历史报警数据以及实时报警数据，且所述化工园区重大危险源报警管理平台具有报警区域GIS图形化展示、报警季节统计柱状图展示以及报警设备类型列表统计展示模块。
7.根据权利要求2所述的一种危险化学品重大危险源报警分级管理系统，其特征在于，所述风险目标降低倍数根据基于多源异构数据融合的化工安全风险动态量化评估模型确定，针对具体风险点，系统内置基于模糊Petri网建立的风险动态传播链路，首先确定风险点目标失效概率，然后依次确定初始事件失效失效概率、其余保护层失效概率和修正因子等参数，最终根据风险动态量化评估模型计算确定报警和人员操作保护层的风险目标降低倍数。
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