精細化工生產中安全系統工程技術存在的問題和對策

肖顯輝(廣東金泰達安全科技有限公司， 廣東 佛山 528000)

精細化工生產中安全系統工程技術存在的問題和對策

肖顯輝(廣東金泰達安全科技有限公司， 廣東 佛山 528000)

本文闡述了安全系統工程技術在精細化工生產過程中的重要作用，對生產工藝過程中危險與可操作分析系統進行分析，詳細分析了危險與可操作性控制在精細化工生產過程技術的實際應用中的設計問題。希冀對相關問題提出借鑒與幫助。

精細化工生產；危險與可操作性分析；安全系統

精細化工產業是化工行業安全生產風險較大的行業，使用的原材料大多具有有毒、易燃、易爆性質，原材物料一旦泄漏或發生事故，將造成非常嚴重的后果，因此安全生產問題是精細化工生產過程中重要的考慮因素，危險與可操作性分析(HAZOP)是指對精細化工產品的研究及生產過程中了解工藝參數和生產設備和工藝操作過程中可能出現的偏差或因素導致的后果和分析可能出現的偏差，并提出了一種可行的操作模式。在精細化工生產過程中，HAZOP是一個非常重要的安全系統，它不僅可以幫助精細化學品在生產過程中的風險分析，也能有效的改善生產計劃。有必要探討安全模擬與HAZOP安全控制系統的研究，并將其應用在精細化工生產過程。

1 安全系統工程技術的重大作用

危險與可操作性系統(簡稱HAZOP)，通過該系統，可以找出在生產過程中操作控制和工藝參數可能出現的偏差，并通過研究生產裝置等，找出出現偏差的原因，并提出相應的對策。這種操作系統一般應用于石化或化工工程的設計審查階段，較少用于工藝生產。通過該系統可以查出潛在的危險與在操作上存在的問題，對加強生產的安全控制有重要意義。

(1)盡可能準確可靠地獲得所需資料。由自動分析和推理過程可以完成前因和后果，所以獲得的數據將更加安全可靠。

(2)有非常高的綜合模擬。在一定程度上熟練運用三維建模進行分析和預測。可以有序高效的改進措施，以及提高操作的安全性。即使在發生意外時，也可以與鏈條的保護相聯系，減少不良因素的風險。真正使安全系統名副其實。

2 生產工藝過程自動危險與可操作性分析

2.1 生產工藝過程的深層次危險與可操作系統分析

分析危險與可操作性時，需要將操作程序或工藝的流程節點分為幾個節點，研究在生產過程中控制和運行參數可能出現的偏差和可能的結果，找出偏差原因。根據國內外現狀，在已有的危險性和可操作性分析的基礎上，僅在經驗和歷史數據的基礎上，對淺層危害性和可操作性進行分析，無需深入思考。符號有向圖(SDG)，是一種節點連接形成一個網格圖，可以表達事件的因果關系，包含了許多潛在的信息。

2.2 基于動態符號有向圖建模的間歇過程日AZOP

間歇過程中不允許出錯，如何使用動態符號有向圖建模顯示各個環節的直接聯系，是基于動態符號有向圖建模的間歇過程HAZOP的關鍵所在。

(1)建立間歇過程的狀態順序圖。建立了一個完整的符號有向圖模型，將與任何情況相關聯的變量放在一起，它涵蓋所有間歇過程中任何狀態下的所有變量，并設置了與變量相關聯的條件。

(2)批處理狀態序圖。將批處理過程的狀態序列圖定義為十個連續步驟，來分解整個有向圖。

(3)建立間歇過程的狀態順序列表。建立間歇過程的關聯順序列表，將關節點與設備失效、閥門信息、與整體符號有向圖相關聯，將其列成表，在推理過程中，比較了步驟狀態和預期狀態是否存在差異。如果沒有區別，自動輸入進行下一步，如果有差異，根據鏈接表的信息，自動拉偏對應的符號有向圖節點，觸發符號有向圖的反向推理。

2 危險與可操作性控制在精細化工生產過程技術應用分析

一直以來，工業生產中都有多種安全分析技術，近年來，采用動態模擬技術的系統逐漸成為關鍵性的技術，而三維立體技術的成熟可以模擬一旦發生安全事故而導致的后果。因此，其具有重要的技術研究價值。

3.1 在符號有向圖上面進行的分析

不難看出利用符號有向圖分析是一種較深層面的分析，因為生產過程的危險性和可操作性都是根據以往的生產經驗和數據，以計算偏差發生的變化，并發現偏差的原因。然而，從更深的層次來看，對風險和可操作性的研究還遠遠不夠，同時，符號有向圖是一個能夠幫助風險和可操作性研究完成智能推理的過程。符號有向圖利用有向線，由一個分支構成網絡圖。不僅可以把前因后果都有詳細的介紹，有大量的表面數據和信息有著極強的包容能力，了解個體出現偏差的原因，選擇偏差，可以使用符號推理的逆向選擇，找出偏差的原因進行分析后，預測最終結果。實現深層次的分析的必要性。

3.2 在間歇的生產工藝上進行分析

生產過程并不是只有一段，而是連續的，所以在不同的生產階段，危險與可操作性研究都可進行連續的分析，當然也有不利的部分，那就是在危險與可操作性的研究中有很多復雜的步驟存在，因此前后半段如何連接進行分析成為關鍵的問題，不過值得慶幸的是精細化工的生產在絕大多數情況下是間歇的生產，這就需要利用到危險與可操作性研究。

(1)基于結構化描述工具。結構化的DES描述工具主要是使用Petri，可以更好地通過結構化和全面的邏輯關系來告訴動態或靜態的結構和系統的運行和變化。這種模型可以表達前因和后果之間的關系，并利用因果關系來推斷偏差和偏差所帶來的后果。結構化描述工具由三個層次組成，分別利用到了離散的配置以及間歇的生產工藝。

(2)給予動態建模的描述工具。事實上，沒有好的科學數據網格技術可以完成批處理過程，任何一個步驟在批量生產過程中出現的錯誤，都會很可能導致致命的影響，也就是說每一個步驟對于科學數據網格都是不一樣的，這樣也形成了一個問題就是如何連續的、不間斷的描述間歇的生產工藝并且利用科學數據網格。在這一點上，可以使用動態建模，完成的步驟如下：

(1)建立完整的科學數據網格模型。要連接所有變量必須建立一個全面的科學數據網格模型。并重點研究模型內部的設計。注意彼此之間的關系，能夠做到只要改變一個初始的作用能就一定可以獲得科學數據網格模型的地步。

(2)建立序列圖。整個批量生產過程分為多個小模塊，各模塊依次轉化為一個步驟。

(3)設置序列表。根據已建立的標準將每個步驟處理成一個表，并將其用作推理過程。在推理過程中有兩種情況。一是符合既定標準，然后程序會自動進入下一步。二是不符合既定標準，然后將程序觸發推理程序，進行分析，并完成切換。

3.3 過程安全控制系統設計

控制技術需要采用容錯和冗余，為了提高安全控制水平，達到安全生產的目的，需要設計精細化工生產過程緊急停車控制系統，發明緊急停車順序控制相關軟件和連鎖安全保護軟件，以及以高配置控制器作為硬件平臺。其中，安全控制系統由連鎖安全保護模塊、檢測控制模塊、操作模塊組成。

連鎖安全保護，是指通過事故發生的原因或者事故后果的關聯狀態，自動形成邏輯控制，從而實現了對事故發生時的連鎖安全保護。

4 結語

當前精細化工生產多以間歇和半間歇操作為主，工藝復雜多變，自動化控制水平低，現場操作人員多，部分企業對反應安全風險認識不足，對工藝控制要點不掌握或認識不科學，容易因反應失控導致火災、爆炸、中毒事故，造成群死群傷事故。本文分析了安全系統工程技術，開展HAZOP的探討分析，分析精細化工產品生產過程中的安全問題，并提出了在生產過程精細化工安全系統設計的技術方案。以此改進建設項目的安全設施設計，完善風險控制措施，提升企業本質安全水平，有效防范事故發生。

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