生产调度信息化在天然气净化厂的开发与应用

庾年伟

（中国石化达州天然气净化有限公司，四川达州635000）

中国石化达州天然气净化有限公司（以下简称天然气净化厂）以上游高含硫酸性气为原料生产天然气和硫黄，共建有6套12列净化装置及配套设施，设计处理原料气120亿m3/a、生产硫黄2 400 kt/a，总投资130.28亿元，2009年10月12日开始投料试车，是国内规模较大的高含硫天然气净化厂。

信息化逐渐成为企业创新管理模式、优化资源配置、提高决策水平的推动力，信息化水平已成为衡量企业现代化和综合实力的重要标志。生产调度管理全厂的人力、工艺、设备、安全信息，其管理效能直接影响全厂的生产经营。生产调度的信息化是支持调度中心效率的工具和手段，通过对大量的信息进行分析处理，最终形成决策，协调指挥生产。信息化管理成为调度指挥中心架构中最重要的环节，提高生产调度中心的信息化水平具有重要意义。

1 生产调度信息化关键技术研究

天然气净化厂生产调度信息系统主要包括：气体泄漏监测信息化管理系统、火灾自动报警系统、工业视频监控系统、应急指挥系统、扩音对讲及应急广播系统、门禁及人员定位系统、程控电话系统、网络系统、周界防入侵报警系统、实时数据库、电子巡更、视频会议及无线集群、红外热成像系统、气象及雷电预警系统、智能调配信息化管理系统等。

1.1 气体泄漏监测信息化管理系统

利用多点布控监测技术，构建有毒气体泄漏应急监测系统。可在环境中检测二氧化硫、硫化氢等有毒气体以及氧气和可燃性气体等，通过监控软件，计算机可同时对多台检测仪进行数据采集和控制，可以提供实时检测信息并当现场气体浓度超限时启动警报信号。监控人员可在监控室内实时监控区域内有毒气体的浓度。

1.2 火灾自动报警信息化管理

对全厂关键控制部位的火灾事故进行实时监控与报警，其主要设备包括：火灾自动报警主机、感烟探测器、线型感温探测器、手动报警按钮、光电声光报警器、MM8000危险管理软件、联动模块等。其系统有25台主控制器，1 000多个火灾探测器，3万多米感温探测器，遍布全厂各个角落。

1.3 视频监控信息化管理

采用模拟信号传输并通过矩阵控制，对全厂生产装置和室内关键设备进行视频监控。全厂共有2套控制矩阵，分别设在第一、第二台地的中心控制室及第三台地的区域控制室，系统的主要设备包含：摄像机256台、数字硬盘录像机15台、视频矩阵2套、视频监视器32台、网络交换机2台、视频分配器12台、视频服务器2套和工作站1台。

1.4 应急广播信息化管理

在全厂及周边辐射区域范围内出现危险紧急状况时，发挥应急调度指挥作用，开展报警、通知、疏散、区域信息通信等工作。系统由报警中央控制单元、调度室指挥单元、现场区域防爆扬声器、区域防爆电话站等组成。系统接收来自调度室的控制信号，分别发出气体泄漏、火警等信号，向全厂区发出相应的报警音，确保厂区内所有生产工作人员及时接收到从中控室发出的报警信息及相关指令。

北京市境内北运河流域，一级至五级支流110条，总长1 562km。其中一级支流2条，河道长度138km；二级支流25条，河道长度609km；三级支流56条，河道长度588km；四级支流23条，河道长度195km；五级支流4条，河道长度32km。

1.5 门禁及定位信息化管理

天然气净化厂门禁及人员定位系统主要分为两部分，第一部分为“门禁管理”，第二部分为“人员定位”。厂区一、二、三号大门安装有门禁管理设备，实现人员识别和考勤。中控室装有4个电子门锁，防止未经许可人员进入。在6个联合装置、中控室、火炬、8个逃生门、3个大门安装有人员定位设备，对这些区域的人员进行实时跟踪，并将人员信息上传至服务器，通过服务器终端可查看上述各个装置人员信息。

1.6 周界防范信息化管理

天然气净化厂周界光缆长度约7 km共68个防区，防区编号为27#至94#，围墙为金属铁艺栅栏，围墙高度1.8 m。周界防范入侵报警系统由三部分组成，分别为现场设备、控制设备和上层软件，现场设备主要是感应光缆，在感应光缆起始端有起始器，末端有终端器，处于起始器和终端器之间的光缆用于感应。控制设备一旦发现非法入侵，上层软件立即会得到通知，同时在软件地图上显示位置，并且联动相应的摄像机。

2 现场应用及效果

2.1 搭建信息化系统

安全联锁系统：分全厂、区域、单元、设备4个级别联锁关断。

H2S泄漏预警系统：H2S探头1 028个；周边就地式声光报警仪79台、激光对射系统2套；中控室声光警示灯6台。

视频监控系统：324台固定监控视频。

火灾报警系统：可燃气体报警器51个、感烟探头836个、红外热成像21个、感温电缆25 150 m。

应急广播系统：厂内设236个报警扬声器，118部扩音对讲电话；厂外2 km范围内，设45个报警扬声器。

按照厂涉硫区域分级管控规定，分区域、分专业对全厂涉硫区域开展全面排查整治。对排查出的隐患问题进行统计、分类分析、论证，合理制定有效防控措施和整治方案，确保隐患及时得到整治和防控。

2.2 泄漏定义与分级

T12级泄漏（突发性一般泄漏）：硫化氢检测仪示值大于等于0.000 3%小于0.002%，且边界硫化氢探头无显示。未造成人员伤亡或重大社会影响的，不纳入生产安全事故进行管理。

T2级泄漏（逸散性）：挥发物料发生非预期或隐蔽泄漏（肥皂水验漏发现有气泡）。不纳入生产安全事故进行管理。

2.3 明确各部门职责

1）生产办公室是泄漏处置管理部门，负责制定泄漏管理规定，信息接收、报送和统计分析、应急预案演练、应急处置组织，牵头组织泄漏引起的生产异常事件的调查。

2）HSE办公室负责完善泄漏应急预案，要设置泄漏物料收集装置，对泄漏物料妥善处置；对火灾报警处置进行指导。

3）设备管理办公室是动、静设备等分管业务范围内泄漏的业务主管部门，负责业务范围内的泄漏原因分析，参与泄漏事件的调查，制定预防管控措施。

4）技术管理办公室负责源头控制工艺管线泄漏，采用先进的工艺路线，减少密封点，针对工艺泄漏引起的报警进行指导。

5）各车间（站）是泄漏、报警管理的责任主体，负责根据各级泄漏点的性质、危险性及泄漏量情况执行分级挂牌管理，做好泄漏点的日常监控和整改工作；对于泄漏引起的各类报警负责进行确认、统计和协助分析。

2.4 规范泄漏处置

1）发生泄漏时，事发岗位应在第一时间进行判断和分析，确认泄漏部位（区域）、介质和泄漏量，并采取措施，并按照《普光分公司突发事件信息报送管理规范》逐级上报。

2）各车间要利用视频监控系统，对可能发生泄漏的部位和区域进行监控，及时发现泄漏点。

3）突发性泄漏（T11、T12）应当按照生产安全事故进行管理，及时报告、处置，分析产生泄漏的原因，制定针对性的防范措施，避免泄漏事故重复发生。

4）发生突发性泄漏（T11、T12）时，岗位人员立即采取防范措施，设置警戒区，处置泄漏点，收集处理泄漏物料，防止事态扩大，必要时申请立即停车处置。

5）对于不能及时消除的泄漏应当进行风险评估，采取针对性防范措施，加强巡检和监控，并列为隐患限期整改。

2.5 规范报警处理

1）岗位操作人员发现上述报警时，应在第一时间进行确认，包括及时安排外操和仪表等相关人员进行确认，进行判断和分析，并采取措施。如认为属于误报的，应安排外操和仪表等相关人员进行确认，直至找到报警的真正原因，并采取措施消除误报。按照程序向生产调度汇报处置过程，并做好报警记录。

2）多个报警同时发生，岗位操作人员应迅速切换至报警页面，并优先解决最可能影响装置安全的报警；同时，派外操人员现场确认，按相关程序处置。

3）在紧急情况下，班组长有权按照“先处置，后汇报”的原则采取紧急停车措施。

4）如因管线和设备泄漏或火灾造成有毒有害和火灾报警的，应按照应急预案，启动相应层级的应急预案进行响应、处理和恢复。

2.6 应用效果

天然气净化厂自2015年至今共发生工艺管道和设备泄漏事件67次，包括66次T12级泄漏和1次T2级泄漏。其中，2015年发生21次泄漏，2016年发生16次泄漏，2017年发生13次泄漏，2018年发生12次泄漏，2019年发生2次泄漏，2020年发生2次泄漏，2021年发生1次泄漏。

目前，净化处理系统共统计密封点数量751 000个，泄漏率0.008%，小于《中石化炼化企业设备检查细则》要求的0.05%。

按照泄漏介质分类，气体（部分含硫化氢）泄漏35次、溶液（部分含硫化氢）泄漏31次，盐酸泄漏1次。发生泄漏后第一时间进行科学有效处置，均未造成人身伤害和环境污染以及次生事故。按照工艺单元分类，净化装置脱硫单元发生49起泄漏，硫黄回收单元发生6起泄漏，尾气处理单元发生11起泄漏，公用工程水处理站发生1起泄漏。泄漏事件统计见表1。

表1 泄漏事件统计

2015年以来，净化处理系统平均每年发生5次左右含硫化氢介质的泄漏事件，主要发生在富胺液入塔管线、涉酸管线的法兰、公共介质与含酸管线介质的结合处，泄漏量不大，现有H2S泄漏监测系统能及时发现，现有的监控、巡查有效，泄漏总体可控。

3 结语

通过生产调度信息化的应用，生产调度指挥中心能够实时掌握险情预警、联动监控、应急疏散、信息共享、生产环节等有效数据信息，利用科学的手段、现代化的技术指挥全厂高效有序运转，显著提高了工作效率，具有较好的推广借鉴意义。