提升化工园区安全管控水平

　　为了保障我国化工园区整体安全稳定，提升园区安全监管监控水平，中国安全生产科学研究院于2012年初立项，计划用3年的时间，到2014年12月31日前，完成＂化工园区事故预警与现场动态监测关键技术及成套装备开发＂项目。
　　该项目主要通过对化工园区生产安全事故预警、动态监测、安全联锁、应急处置技术与装备等方面的研发，提升化工园区事故预测预警、安全监控监管水平，增强事故应急能力，进而提高化工园区的整体事故预防与控制能力。同时，该项目还能提高我国在安全监控、监管设备和产品的自主研发和创新能力，课题研发的具有自主知识产权的技术和装备，可经产业化形成先进实用的安全监控技术与产品，促进同类装备通用化、标准化、系列化，提升安全生产和应急技术、产品及服务水平，加快安全产业发展。
　　研究内容及技术方案
　　由于保障化工园区的安全稳定是近年来政府高度重视的一项工作，为了对项目进行细致研究，中国安科院项目组将这一课题分为4个专题进行研究，包括：化工园区事故预警方法与模型研究；储罐安全监控与联锁保护系统及装置研发；石化装置故障诊断与网络化在线安全运行监测平台研发；防爆无线信息采集传输与处理装备及监测预警系统研发。
　　化工园区事故预警方法与模型研究
　　研究化工园区事故前兆信息的监测、识别、诊断和评价技术方法，建立化工园区事故预警评价指标体系和事故预警原则；开发化工园区事故预测预警数学模型；研究事故预警预报阈值和预警方法；研究事故预警风险信息处理与分析方法；研究化工园区事故警报通知策略与方法。
　　储罐安全监控与联锁保护系统及装置研发
　　研究储罐管路系统压力、流速、流量和差压阶跃性变化与储罐液位之间的关系，研制储罐无源液位监控与联锁保护技术装备，建立储罐液位安全监控与联锁保护系统；研究目前国内外高含硫原油储运过程中硫化氢脱除工艺，提出目前各种硫化氢脱除工艺的风险防范措施，设计安全的高硫原油中硫化氢脱除工艺， 研制具有高可靠性和高可用性的原油储罐脱硫剂加注过程安全监控与联锁装置；研究氯气、氨气等储罐泄漏扩散规律，研制储罐泄漏监控与喷淋吸附系统。
　　石化装置故障诊断与网络化在线安全运行监测平台研发
　　研究与开发基于主元分析、符号有向图、模糊逻辑及专家系统等定性定量故障诊断技术融合的推理引擎，开发相关软件系统；研究运用数据预处理技术，对采集的数据进行滤波，消除噪声和尖峰等干扰；利用基于符号有向图等故障诊断技术，研发能够解释故障传播路径的实用方法及显示故障根本原因的实时显示系统；研究石化装置智能故障诊断与网络化监测技术，开发基于网络化架构的石化装置故障诊断与网络化在线安全运行监测平台；并结合具体石化装置的特点，建立专家知识库与故障诊断模型，进行石化装置故障诊断与网络化动态安全监测平台工程示范。
　　防爆无线信息采集传输与处理装备及监测预警系统研发
　　研制适合化工防爆、防腐、高低温环境要求，符合防爆等级要求的系列隔爆视频采集装备，进行视频采集装备的小型化试验，使设备整体美观、协调，并符合防爆标准。同时，在此基础上，还将研发防爆无线视频采集装备及传输基站，并完成隔爆设计及设备小型化设计。研制适合化工防爆、防腐、高低温环境要求，符合防爆等级要求的化工企业防爆安全参数信息采集与转换设备；研制符合国家3C认证标准的基于安卓（Android）系统，并符合防爆等级标准的无线移动安全监管及执法终端。研究化工园区安全监测信息采集传输及被监测对象异常状况感知机制，研究异构实时数据库的数据交换与通信技术，研究安全监测数据挖掘和信息智能融合技术，开发基于物联网的化工园区安全监测预警与管理信息系统。
　　技术难点
　　在该项目研究中，存在不少技术难点，给项目组带来了一定挑战。
　　在化学工业园区事故预警方法与模型研究方面，由于事故预测预警结果的准确性，在很大程度上取决于能否从海量数据信息中，提炼出反映事故风险本质的警兆指标，以及这些指标是否具有可重复性。但是，事故具有一定的偶然性、突发性，需要有长期大量的数据积累，并从中挖掘、探索规律，筛选出合适的事故预测预警指标。因此，如何利用海量信息，建立起科学、合理的化工园区事故预警指标体系，是本课题的主要技术难点之一。
　　在安全监控与联锁保护系统及装置研发方面，由于化工园区各企业生产流程复杂、耦合因素众多，对安全监控结构模式和安全工作机制的设计造成很大挑战。同时，工作现场环境恶劣，如：强干扰、强腐蚀等，极易造成设备和系统的失效，这对安全系统的可靠性、可用性和稳定性提出了很高的要求，我们希望所构建的安全监控与联锁系统，应该能够在危险发生时及时、准确、可靠地执行其安全功能。因此，如何针对复杂的被控对象和应用环境，找到合理的监控模式与安全工作机制，解决具有高可靠性、高可用性、本质安全型的自动监控与联锁装置和系统的设计与开发等，将是本项目的主要技术难点。
　　在石化装置故障诊断与网络化在线安全运行监测平台研发方面，为克服定性及定量故障诊断技术的缺点，定性故障诊断方法需要引入必要的定量知识，以解决分辨率低的问题。两者如何相融合，是决定故障诊断准确率的关键，需要解决定量信息确定、定量信息引入方式和故障诊断方法的优选等问题。同时，如何将石化生产过程中的强耦合、非线性大系统划分为子系统，解决分布推理、数据滤波和侦破方法的有效性等方面，也是一个重要的技术难点。
　　在防爆无线信息采集传输与处理装备及监测预警系统研发方面，由于化工园区危险化学品生产和储存场所的环境条件恶劣，尤其在易燃、易爆、强腐蚀、强干扰等高风险作业场合，或者是在有限空间，如何解决事故动态监测与传输设备的防爆、防腐蚀设计，以及小型化、轻型化设计，是本专题的主要技术难点。
　　创新点
　　目前，该项目已经进行了一年多的时间，在研发过程中，项目组克服上述种种技术难点的同时，也展现出不少创新点。如：构建＂物的不安全状态+人的不安全行为＂双源一体的化工园区事故前兆信息采集体系；开发具有高可靠性、无电截流和本质安全等特性的液位监控与联锁保护装置；运用定性推理技术融合主元分析、神经网络及专家系统等多种定量征兆提取技术，开发针对石化系统复杂故障＂剧情＂的智能故障诊断的新算法，这一方法具有高故障诊断准确率与分辨率；研制具有快速查询与自动分析功能的便携式安全监测及执法终端。
　　下一步，中国安科院将继续完善这些创新技术，使其真正能够运用在化工园区安全管理实践中。
　　编辑 杨 璇