電石企業實施雙重預防數字化建設探討

李金鳳

（神木市電石集團能源發展有限責任公司，陜西 榆林 719300）

安全是永恒的主題。自2020年以來，中央及部委多次會議對危化企業和化工園區提出安全風險隱患排查要求及指導意見，并制定出排查細則。 要求“建立公共安全隱患排查和安全預防控制體系，推進安全生產由企業被動接受監管向主動加強管理轉變、安全風險管控由政府推動為主向企業自主開展轉變、隱患排查治理由部門行政執法為主向企業日常自查自糾轉交”。“強化企業主體責任落實，建立以風險分級管控和隱患排查治理為重點的危險化學品安全預防控制體系。到2022年底前，涉及重大危險源企業安全預防控制體系建設率達到100%。”

陜西省安委辦認真貫徹落實《全國危險化學品安全風險集中治理方案》，結合陜西省實際于年初提出《全省危險化學品安全風險集中治理實施方案》的1+9方案，要求各市（區）、各有關部門和有關企業要認真梳理兩辦《關于全面加強危險化學品安全生產工作的意見》和《全國安全生產專項整治三年行動》重點任務落實情況，深刻吸取各類事故教訓，采取有針對性措施，對照以下兩大類突出問題和四個環節的重大安全風險進行重點排查。陜投集團為夯實后期發展數據基礎設施，提出用數字化轉型為高質量發展賦能。金泰氯堿按照創建平安、幸福、文明、智能“四個金泰”的戰略布局，大力推進新項目建設，促進企業新一輪的發展。

為把雙重預防工作做好，陜西省安委辦多次開視頻會并組織調研該項工作。要真正搞好這項工作，使之確實能指導企業安全生產，隱患排查到位，動火作業及檢維修環節安全措施落實不再形同虛設，讓雙重預防成為安全管理的重要抓手，從本質上做到“人民至上，生命至上”，是這項工作的本質。

神木市電石集團能源發展有限責任公司（后簡稱神木電石）大力推進科技創新及智能化、自動化、信息化改革，扎實開展數字化轉型基礎工作，企業安全生產工作取得長足發展。為把雙重預防數字化建設真正落到實處，讓數字化改變企業管理現狀，賦能企業安全發展的強大動力，神木電石在做好生產裝置風險分級管控的前提下，用數字化、智能化、自動化武裝生產裝置，切實履行“切實把安全和環保作為企業一切工作出發點和落腳點”的理念，努力實現本質安全。

針對分級管控和隱患排查，神木電石在風險分析過程中，把一些安全風險高，對人員易造成傷害及影響生產的設備運行通過智能化、數字化手段，將風險降級，并將智能化設備運行監測納入隱患排查范圍。

1 雙重預防數字化建設

1.1 風險分級管控、隱患排查數字化

（1）利用智能移動終端設備，結合線下風險分級清單和隱患排查治理兩個清單內容，將雙重預防實現數字化。

基于廠區GIS地圖展示廠區風險四色圖、對應風險區域當前的隱患情況以及風險區域詳細信息和風險點情況，實現了安全管理信息中風險隱患數據收集，利用簡捷方便的信息化手段，將安全管理具體措施細化到各層級安全管理人員、崗位操作人員，建立風險管控清單，最終落實到各層級、各崗位的具體安全管理工作中，實現隱患錄入、驗收、統計等全過程安全管理。同時可對廠區風險點等級分布、隱患整改情況、隱患排查執行進度、安全檢查情況進行相關統計展示，支持PC端查看。

（2）利用雙重預防數字化平臺模塊，實現對各級檢查及企業自查隱患的統計、分析，專項督辦，實現PDCA閉環。并對故障率高的隱患做出報警指導后續處理。

各級地方政府、協會等檢查形成的隱患臺賬及公司或分廠內部自查形成的隱患臺賬以五定格式上傳。隱患排查管理臺賬包括動態顯示隱患整改狀態，支持隱患臺賬的按分廠、工段、專業、現場問題/資料問題、發現人、整改人、完成情況等進行篩選、查詢及導出，支持關聯隱患上報時上傳的多媒體信息。

（3）實現對隱患排查的考核激勵，解決了人工手寫、錄入及統計隱患的落后狀況。

通過上述隱患臺賬的統計、分析、篩選功能，一次性展現篩查結果，確保了隱患上報的實時性，解決了謊報、重復報、人員統計情緒化帶來的不均衡考核情況，同時將人力大大解放出來。

（4）根據全員責任制崗位職責和兩個清單，隱患排查內容及不同的周期頻次，避免不巡檢或數據造假的弊端。

安全隱患管理，按照“誰主管，誰負責”的原則，對各自管轄區域內按照全員責任制崗位職責和兩個清單中規定的時間、內容和頻次對隱患進行排查，及時收集、查找并上報發現的事故隱患，積極采取措施對隱患進行整改。對發現的安全隱患進行登記、評估和分類處置，完整記錄整改過程，進行隱患驗收。a.隱患登記。現場人員通過手持移動終端隨時隨地進行隱患登記并推送至相關管理人員，支持現場拍照和視頻；根據隱患評估確定隱患及級別；根據不同隱患等級配置評估人員名單，實現隱患評估分級管控。b.隱患評估。評估人員通過隱患的描述、現場的照片或視頻對隱患進行評估，對已填寫的隱患分類、隱患等級進行修改；指定整改負責人、驗收人及整改期限并派發給相關人員，若遇到不能處置的隱患還可以推送至上級領導或加入問題清理匯總表等待進一步處理。

1.2 特殊作業實現數字化

（1）利用特殊作業布控球、攝像頭等監控設備與智能移動終端的特殊作業票證辦理結合，實現特殊作業數字化。

辦理票證前通過PC端作業申請，審批安全交底是否符合要求，對符合要求的予以同意作業。現場票證辦理時，通過人臉識別、現場識別，確保人員到現場并逐項核對安全措施落實到位。關聯作業可跳轉查詢，關聯全程錄像視頻資料，使作業更安全，流程更快捷。

（2）對已完成驗收的作業票進行歸檔后，可在已歸檔作業票管理進行查看。

PC展示企業內的作業票列表，支持查看關聯的審批單，作業票信息以及作業詳情。

（3）對特殊作業人員資質做審核

對企業人員和承包商作業人員證書信息的新增、刪除、編輯、查詢；設置臨期提醒時間、下次復審日期。如果輸入人員證件不統一，則不予通過。

1.3 人員安全數字化

（1）人員定位系統

通過建設人員定位系統，使用人員定位卡進行智能化區域和人員位置管控，在數字地圖上標記呈現人員精確位置，相關人員詳細信息和歷史軌跡信息。

（2）智能AI監控

通過結合AI算法的視頻監控，增加對各類人員不安全行為（如睡崗、玩手機、不帶安全帽、抽煙、進入危險區域等）的視頻AI識別和報警。

（3）電子圍欄

在數字地圖上針對不同管控級別區域進行電子圍欄的設置，根據人員權限匹配相關進出權限

2 機械化、自動化、智能化提升裝置本質安全

2.1 智能化泵軸監測系統

在實踐工業4.0及中國制造2025戰略規劃的大背景下，設備智能監測是實現智能制造的一個重要組成部分。電石企業固態物料下料轉運環節多，皮帶及除塵設備電機應用較廣，加之惡劣的作業環境，設備健康保障不能很好體現。設備超負荷、帶病運行直接威脅著生產的安全平穩運行，設備管理領域需要結合新的技術變革，以適應更高效率、更低成本的自動化管理水平。公司跨行業借鑒其他企業先進經驗，將泵軸監測系統試用到公司設備上，實現關鍵設備的實時狀態管控，構建在線設備狀態分析判斷、專業診斷與綜合診斷相結合的設備狀態預知維護體系，提高狀態信息控制及分析能力，同時尋找設備與質量、生產、能源之間的關系，通過數據積累與分析，為實現整體優化的智慧制造打下基礎。設備智能監測系統的推進，將設備運維方式從“點檢定修”變革到“預測性維護”，實現基于設備狀態變化趨勢的智能決策。

2.2 智能化出爐機器人

一樓出爐區域存在爆炸、觸電、高處墜落、機械傷害、灼燙、物體打擊等風險。神木電石2017年開始投資2 300萬元對電石爐出爐系統智能化改造，上了12套智能出爐機器人，實現了開眼、燒眼、撬爐舌、帶釬、堵眼、自動避險等功能，具備前后、上下、俯仰調角、自動抓取工作及換工具等動作。電石爐出爐機器人改造作為陜西省首臺在行業內使用，獲得了省發改委和神木市的專項獎勵資金，被神木市評為2020年度“自動化升級改造先進單位”；并于2018年9月在公司召開電石行業自動化改造升級推進會，陜西電石行業單位均參會，共同推動了機器人出爐機在陜西電石行業的廣泛應用。

2.3 電石爐二樓自動巡檢機器人

電石爐二樓屬于安全紅區管控區域，生產過程中存在中毒、爆炸、觸電、高處墜落、機械傷害、灼燙等風險。自動巡檢機器人將智能化、信息化、互聯網技術融合，基于ROS平臺的巡檢機器人系統，針對化工電石爐巡檢的需求，設計了一套具有建立地圖、路徑規劃、自主避障以及高精度定位等功能的巡檢機器人。機器人開機啟動后，在導航系統的控制下沿著巡檢路線行進，在各個監測點，機器人對預置點位的設備進行巡檢。機器人所采集的監測分析數據和本體運行狀態數據通過網絡上傳至后臺管理中心。管理中心接收機器人發送的數據，視頻和紅外數據在后臺控制中心軟件窗口顯示，機器人本體數據在狀態窗口顯示。管理中心軟件還以電子地圖的方式展現機器人在現場的工作情況。另外，工作人員還可以通過軟件控制面板對機器人的行走、攝像機、紅外熱像儀及機械臂進行遠程控制。在極端情況下，通過自動開爐門后，可指揮機器人行進到爐門口對爐內狀況監測，代替人工，避免噴料對人造成傷害。通過公司的積極引領，目前該技術已被電石行業和榆林市加以大力推廣。

2.4 電石爐二樓自動開爐門避免塌料、噴料風險

為滿足密閉電石電爐正常生產，電爐上方都設置爐蓋，根據工藝需要會在爐蓋側方設置6～9個檢查門，用于觀察爐況、處理料面、爐蓋檢修及開爐過程人工加料等，通常是靠人工開閉的。由于電石爐爐內溫度很高，電石爐內一氧化碳等可燃氣體高溫環境下接觸空氣容易發生閃爆，電石爐存在漏水爆炸的風險，人工開閉檢查門過程容易發生爆炸和燒傷事故，檢查門的開閉過程具有很大的危險性。為了解決這一問題，經過多方調研，與智能設備制造商合作，設計出遠程自動開閉爐門裝置，可實現DCS或遙控爐門開閉，成功解決了人工開爐門的安全風險。

2.5 電石爐出爐紅外看鍋攝像儀+遙控拉鍋避免高溫、灼傷、噴料風險

電石爐一樓出爐區域炙熱高溫，同時面臨著爐眼噴料對人的傷害風險。目前雖然用出爐機器人代替了人工出爐作業，使得作業效率及安全性得以提升，但看鍋料面由于普通攝像頭無法濾煙濾光，遠程無法看到真實液面，還需要人工查看。存在噴料傷人風險。通過與廠家合作調試，成功將紅外熱成像儀投用到電石出爐看鍋過程中，并與廠家人員多次反饋交流使用過程中的問題，在成功解決煙塵問題同時，將過程中出現的高溫燒線纜、焦距不合適、設備耐溫等問題成功解決，通過專用熱成像軟件處理圖像可以清晰的展現的操作人員面前，實現了遠程看鍋，節省人工同時降低了人員傷害風險。在實現紅外遠程看鍋的前提下，公司通過自主專研又成功實現自動拉鍋，達到了機械化替代人工的目的。

2.6 雷達料位儀在電石五樓料倉上應用，解決煤氣外竄風險

電石五樓料倉是蘭炭和白灰按一定比例摻混后入爐的存儲設備。如果對料位監控不及時，料位低，就會造成爐氣通過料倉竄到五樓空間，給五樓焊接電極桶人員及巡檢人員帶來CO中毒風險，同時存在爆炸風險。原電石爐監測料倉料位使用為微波料位開關，只顯示上下限位，在使用過程中不能直觀的顯示料位高度，且因物料及設計結構問題，微波料位儀還會出現誤報，操作工在進行配料前，必須由巡檢工現場在環形加料機料倉上觀察料位高度，在配料后巡檢工每半小時巡查一次料倉料位保證料倉料位高度，作業過程存在一氧化碳中毒風險。技術人員通過對比選型，在電石爐五樓環形加料機料倉上通過雷達料位儀來檢測料倉實時高度，并將其數據接入中控DCS組態畫面上，進行料位實時監控。DCS操作工可以通過數據判斷料倉高度，對料倉原料及時進行補充；同時減少了巡檢人員現場工作頻次和風險。雷達料位儀投入使用后，經過一段時間測試正常穩定后，在此基礎上進一步優化組態程序，配料系統實現聯動，蘭炭、白灰加料系統實現自動化控制，混合皮帶、環形加料機實現自動啟停，該程序自主研發并應用，實現了配料系統自動、手動雙向控制。達到了電石行業生產的自動化替代人工的目標。

2.7 其他

（1）“天眼”系統助力企業安全管理。通過螢石智能視頻系統應用，開啟智慧企業之路。該“天眼”系統利用智能硬件、互聯網云服務、人工智能（AI）和機器人等技術，全天候提供廠區全方位監控。視角通過360°旋轉及縮放，清晰了解施工現場高處作業情況，便于及時糾正違章行為，確保建設施工安全。

（2）MES系統+生產監控+DCS集控成功將信息化、互聯網等技術有機融合用于生產服務。

3 結語

電石工業從傳統的冶煉行業邁入危化品化工行業，對電石生產的安全提出了更高要求，企業要想長足健康發展，用自動化、智能化、機械化設備代替人工是實現本質安全的必要條件。通過科學方式方法在排查勞動紀律、杜絕“三違”行為、規范特殊作業、激勵員工自主開展隱患排查方面是必然的趨勢。