精細化工企業工藝報警管理難點及策略

王學忠 高斌鵬

南通泰禾化工股份有限公司，中國·江蘇 南通 226400

精細化工生產裝置有反應工況復雜、產品種類多、反應過程不穩定等特殊的行業屬性，如果工藝報警值設置不合理、響應不及時、響應方式不正確、報警泛濫等報警管理不當的情況，會導致企業生產工況發生異常時不能及時糾偏，而降低工藝過程的安全性，甚至導致事故發生。

精細化工；工藝報警；報警管理；報警死區；安全措施

1 精細化工企業工藝報警管理的意義

1.1 提高安全生產水平，減少事故發生

工藝報警作為工藝參數偏離正常范圍后通過特定視覺或聽覺感知（聲光）給操作人員提醒，讓作業人員及時發現工藝參數偏離并采取措施避免安全事故的發生，是常用的控制安全生產事故發生的有效手段。

通過合理的報警設置，一般認為系統發出報警，與操作人員必須采取糾正措施用以避免后果發生之間的最長時間大于等于5 分鐘為宜，允許響應時間越長說明報警值設置越能確保生產安全；操作人員有足夠的時間處置異常，能夠在工況出現異常報警到事故發生臨界點之間隔斷能量與物料，最大限度保護生命財產安全，避免事故發生或減緩事故造成的后果[1]。

1.2 符合國家相關法規要求

《國家安全監管總局關于加強化工過程安全管理的指導意見》安監總管三〔2013〕88 號；AQ/T3034—2022《化工過程安全管理導則》等相關法規對報警管理都有明確的管理要求。

化工企業應制定工藝控制參數控制范圍及報警聯鎖設定值，偏離正常工況的后果及處置措施與步驟；企業應優化報警設置對報警進行分級、分類管理，定期對報警情況進行分析，制定整改措施，減少報警數量。

2 中國精細化工企業工藝報警管理現狀

2.1 報警管理制度不健全或執行不力

中國大多數企業都建立了相關報警管理制度，但制度中缺乏有效的管理流程及操作手段，也未能明確相應管理職責。特別對因特殊情況如：裝置停車、清洗、儀表設備維修、多功能車間產品切換等報警臨時解除與恢復的管理要求欠缺。導致出現報警臨時解除后未能及時回復情況多有發生。

報警管理制度要求過于狹義，未能包含SIS 系統報警、PLC 系統報警、可燃有毒報警系統報警，導致部分流程不受控、更改隨意。

2.2 無效報警過多

企業報警值設置隨意，絕大多數企業生產裝置未設置報警死區，導致企業報警次數泛濫，員工在日常操作過程中對報警習以為常，誤報是常態；當真正工況異常，出現報警并沒有得到及時處置，導致事故發生，某企業每月發生報警4200 余次，DCS 操作工因報警聲音頻繁，竟然將DCS 操作室內的報警音響關閉[2]。

很多企業為避免報警頻繁將報警值設置為儀表量程的上線，失去了報警設置的意義。

2.3 隨意解除報警或修改報警值

很多企業將報警的修改權限設置為“操作員級”，崗位操作工可以隨意修改報警值，并未按標準作業規程的要求設定，造成異常工況不能及時被發現，從而延誤了最佳處置時間。

2.4 對頻繁發生的報警缺少記錄及分析

部分化工企業對發生的報警未記錄，走訪過程發現系統內調出的報警記錄最多達80%未書面記錄。有些企業雖然有記錄，但是缺乏系統性原因分析，同一處報警每個月都要發生若干次長達2 年都沒有解決；還有一些企業將報警記錄放置到操作室，幾個月都沒有管理人員簽字確認，崗位操作工也認為記錄的意義不大，索性就不記錄了，管理流于形式。

2.5 報警系統缺失日常維護

報警系統的聲光顯示設備異常，缺乏維護；DCS 操作界面報警值不能顯示或設置；報警數據保存時間不足3 個月等情況也較為普遍。

2.6 工藝報警缺乏培訓

對于操作規程中要求的報警值及工藝控制參數缺乏培訓，員工不清楚哪些點位設置了報警，對重點控制參數發生偏離的后果不清楚，對重點控制參數發生報警有效的處置規程不熟悉，對工藝報警發生后匯報處置流程不清晰等情況也較多[3]。

3 精細化工企業工藝報警管理的難點及策略

3.1 難點一：報警值的設定如何設定

第一，通常報警值的設定是根據工藝不同設置取值也遵循規范要求不盡相同，一般來說報警設置值分為：低低（LL）、低（L），高（H）、高高（HH）分級。

①低報警（L）：工藝參數控制范圍低于正常控制指標下限，但不會影響到安全生產，作為提示性報警。

②高報警（H）：工藝參數控制范圍高于正常控制指標上限，但不會影響到安全生產，作為提示性報警。

③低低報警（LL）：對于較為重要的工藝參數，宜在低報警之下設定低低報警，作為超出操作范圍的二次提醒。

④高高報警（HH）：對于較為重要的工藝參數，宜在高報警之上設定高高報警，作為超出操作范圍的二次提醒。

第二，總體來說報警值、工藝控制參數、安全聯鎖值的設定應該遵循如下原則：

安全聯鎖≤低低報警＜低報警≤控制范圍≤高報警＜高高報警≤安全聯鎖。

第三，溫度報警值設定。

①溫度高或高高報警設定一般有如下原則：

MTT 原則：即高或高高設定大于等于工藝控制參數上線，但不應大于MTT（技術最高溫度）。

50K 原則：反應體系物料因加熱分解會造成放熱現象，高或高高報警設定大于等于工藝控制參數上線，不應大于起始分解溫度-50℃。

最優設置原則：高報警不宜大于控制溫度上限的110%，高高報警不宜大于控制參數上線的120%。

注：MTT（技術最高溫度）對于常壓體系，技術最高溫度為反應體系的沸點；對于密封體系，技術最高溫度為反應體系允許的最大壓力對應的溫度。

K（開爾文溫度）：T=t+273.15℃

②溫度低或低報警設定。

絕大多數精細化工反應溫度越低越安全，一般可以不設定低或低低報警。

如特殊工況需要設定的低或低低報警應不小于體系物質的熔點。

第四，壓力的報警值設定。

①設計壓力為常壓的設備考慮設備承壓能力，低與低低報警不應小于0.2kPaG，高與高高報警不應大于4kPaG。

②設計壓力為承壓設備，高線不宜大于工作壓力的120%，高高報警不宜大于工作壓力的130%；高與高高報警都應小于設計壓力的80%。

第五，液位的報警值設定。

高報警不宜大于最大儲量的80%，高高報警不宜大于最大儲量的85%。

低限報警宜根據儲罐轉出泵的流量計算，發生低報警后預留15min 以上的轉空保護容積，低低報警應該預留10min 以上的轉空保護容積，防止泵空轉造成事故。例如某臺泵流量為25m3/h，則儲罐的低報警應該6.25m3，低低報警設置4.17m3。

第六，其他參數報警值設定。

應該結合工況與相關國家法規統籌協調制定。

3.2 難點二：如何進行報警等級劃分

①通過報警分級管理，區分重要的報警可以降低管理成本，抓重點的管理能夠有效地消除生產過程中的重大事故隱患。

②后果嚴重性（未響應可能造成的后果）是指若操作員對某個報警不進行任何響應操作，會發生后果的危害程度。企業可通過危險與可操作性分析（HAZOP）、保護層分析（LOPA）等風險辨識方法，根據報警保護的事故場景確定報警的后果嚴重性。危害后果可分為臨界、大、中或小四種情形：

第一，臨界（有人員傷害風險或對整個裝置有嚴重影響）；

第二，大（有可能造成傷害或對整個裝置造成重大影響）；

第三，中（對裝置產量有顯著影響）；

第四，小（會因產品不合格造成局部損失）。

③允許響應時間是指為避免異常情況導致不良后果發生，容許操作員從報警發生到完成正確響應操作之間的最長時間。允許響應時間宜分為以下三種：

第一，立即行動（不足5 分鐘）；

第二，迅速（5 分鐘至15 分鐘）；

第三，盡快（15 分鐘以上）。

④確定報警的后果嚴重性和允許響應時間后根據表1確定報警等級。

表1 工藝報警級別矩陣表

第一，一級報警（緊急報警）為嚴重事件報警，影響企業安全運行，響應時間短，需要員工立即采取應急處理措施，否則可能造成嚴重后果。一級報警（緊急報警）設定數量不宜超過報警總數的5%；

第二，二級報警（重要報警）為重要事件報警，生產運行參數或狀態發生重要變化，需要員工采取適應的措施或重點關注。重要報警設定數量不宜超過報警總數的15%；

第三，三級報警（一般報警）為除一級報警（緊急報警）、二級報警（重要報警）以外的報警。如果報警長期未正確處理可能對企業正常運行造成影響[4]。

⑤各企業根據企業管理現狀及可接受風險程度選擇不同級別的報警發生后對應的管控層級。

第一，一級報警發生后應該有企業組織技術、設備、生產、安全等相關專業對報警發生的原因進行分析，制定相應的整改措施。

第二，二級報警發生后應該有屬地單位對報警發生的原因進行分析，制定相應的整改措施。

第三，三級報警作為日常統計數據，對單月發生超過30 條的報警發生原因進行分析，制定相應的整改措施。

3.3 難點三：如何壓降報警的數量

3.3.1 設定報警死區

報警死區是工藝報警的重要屬性，主要用來消除由于工藝測量點反復越限制造成的大量報警。設定死區后，測量點觸發工藝限值報警后，如果測量點的變量值在報警死區范圍內波動，就不會恢復報警，也不產生新的報警，如果變量值離開死區范圍內，則先恢復原來的報警，再產生新報警。不同參數的死區設置范圍如下：

①流量的死區設置范圍（操作范圍百分比）：5%；

②液位的死區設置范圍（操作范圍百分比）：5%；

③壓力的死區設置范圍（操作范圍百分比）：2%；

④溫度的死區設置范圍（操作范圍百分比）：1%。

3.3.2 定期組織分析

通過系統自帶的導出功能，定期將報警數據導出（建議一周一次），對頻繁發生的報警發生的原因進行分析，制定整改措施，原因的分析步驟和原因篩選流程如下：

報警值設置是否合理→儀表是否故障→規程是否完善→工程設計是否合理→管理措施是否到位的5why 原則進行篩選分析。

3.4 難點四：如何制定報警解除與恢復流程

①企業應該建議完善報警解除與恢復的流程，報警值的修改都應該在審批流程完成后有專業人員實施。

②企業應該設置報警值修改的權限，操作員級別無修改權限。

③涉及危險場所如：重大危險源、危險工藝等應該提高審批等級。

④報警的解除與恢復應由多專業共同審核（包括但不限于：生產、工藝、電儀等）技術負責人審批。

⑤企業宜使用數字化管理系統管理報經審批流程提高審批效率。

4 結語

報警管理作為過程安全管理的重要組成部分，一個卓越的工藝報警管理體系能夠及時發現工況偏差，員工提前干預工藝過程，避免事故發生造成損失。當然優秀的管理體系需要各專業管理人員群策群力，在日常的企業運行過程企業高層領導應該確立報警能夠消除的信心，制定階段性目標與責任人。定期回顧報警管理成效與不足，及時調整和改造策略。從而改善企業安全管理現狀，提高安全管理水平，保護人員生命與財產安全。