技术领域
[0001] 本
发明涉及一种加氢裂化装置关键手操阀智能安全监控方法。
背景技术
[0002] 加氢裂化集炼油技术、高压技术和催化技术为一体，是重质馏分油深度加工的主要工艺之一。加氢裂化装置处于高温、高压、临氢、易燃、易爆、有毒介质操作环境，其强放热效应有时使反应变得不可控制；工艺物流中的氢气具有强爆炸危险性和穿透性；高压串低压可能引起低压系统爆炸；高温、高压设备设计、制造产生的问题，可能引起火灾或爆炸；管线、阀
门、仪表的
泄漏可能产生严重的后果；设计方案的不合理、生产管理中的问题均可能引发事故。
[0003] 由于加氢裂化设计压
力比较高，为尽可能减少高压管线、
焊缝、高压
法兰的数量，提高装置安全可靠性，并且降低投资，一般阀门不设旁路。因此，为了在异常情况下维持装置的正常运行，在阀门的选型上一般选用可靠性较强、带手操器的阀门。加氢裂化装置手操阀门多用于高压、高差压、高温部位，主要为高压调节阀、高压快速联
锁切断阀、高压
电动阀，起到正常工艺调节、紧急事故情况下切断物料、泄放物料等作用。此类型阀门在装置的运行过程中会出现各种故障，导致阀门不能实现自动控制，需要切换至手动操作模式进行操作或问题处理。
[0004] 此外，在不经常动作的非主流程，如设备、管道
安全阀的前后手动阀，紧急泄压、排放等联锁阀的前后手动阀，高低压连接系统中的手动阀，自启动设备(如机
泵)的出入口手动阀等。这些阀门的状态一般为“开”、“关”两种状态，个别的有“半开”状态。
[0005] 目前很多企业在对手操阀门确定管理级别时都带有盲目性，导致了部分阀门过保护，给生产和操作增加了无用的程序；也有部分阀门保护不足，存在安全隐患。此外，手操阀门的现场操作主要依靠确认卡(操作票)及确认制度等管理及组织措施来防止错误，但是很多因素常导致人为错误发生，如新进人员经验和技能不足、疲劳工作导致判断力下降、设备易混淆等。
[0006] 因此，有必要建立一套基于
风险的关键手操阀的辨识、分级和管理方法，并采用智能化的技术手段在线监管，可以有效防止人为因素导致的误操作。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是
现有技术中存在人为因素导致的误操作、安全性较差的问题，提供一种新的加氢裂化装置关键手操阀智能安全监控方法，具有安全性较好的优点。
[0008] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种加氢裂化装置关键手操阀智能安全监控方法，包括如下步骤：
[0009] (1)关键手操阀辨识与风险评估，完成装置生产现场关键手操阀的辨识与风险评估，确定需要重点监管的手操阀门，进行风险等级确定；
[0010] (2)智能锁具安装，在装置生产现场，对于评估出的高风险的手操阀，安装单独的智能锁具、阀位
信号触发器或阀位状态监控和闭锁一体化装置；
[0011] (3)
数据采集，在企业中控室配置
服务器，通过网线与生产装置的实时
数据库服务器相连，安装并运行加氢裂化装置手操阀智能安全
监控系统；
[0012] (4)生成操作逻辑；
[0013] (5)操作逻辑下达与执行；
[0014] (6)状态监测与操作记录追溯，通过加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统，对手操阀门进行状态监测与操作记录追溯。
[0015] 上述技术方案中，优选地，步骤(3)中，通过实时数据库
接口，采集来自生产现场的实时数据；配置智能钥匙的充电/信息读写一体装置，将钥匙内的阀位信息上传到加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统，收集阀位状态监控数据。
[0016] 上述技术方案中，优选地，步骤(4)中，在装置正常生产或检维修状态下，在服务器端，由人工根据经验生成手操阀的
开关逻辑；在装置开停工、应急操作等工况下，在服务器端，以
专家系统为
内核，以生产现场的实时数据、手操阀的阀位状态监控数据和预置的专家规则为
基础，自动生成手操阀的开关逻辑。
[0017] 上述技术方案中，优选地，操作逻辑的下达，有如下方式：1)在中控室内，通过充电/信息读写一体装置，直接将开关锁逻辑命令写入智能钥匙；2)在装置现场，由于智能钥匙内置了SIM电话卡和WiFi模
块，通过接收基于SIM卡的短信、WiFi数据包的方式与服务器端直接通信，接受开关锁指令，满足应急情况下的需求。
[0018] 上述技术方案中，优选地，加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统运行在企业办公网，方便监管；操作逻辑执行，由操作人员手持智能钥匙，直接在装置现场完成。
[0019] 上述技术方案中，优选地，关键手操阀需重点辨识，关键手操阀的类型包括：(1)设备、管道安全阀的前后手操阀；(2)紧急泄压、排放联锁阀的前后手操阀；(3)高低压连接系统中压力等级设计选择不当的手操阀；(4)间断操作设备的排空线手操阀；(5)连续排液、溢
流线、临时连通线上设置的手操阀；(6)自启动设备的出入口手操阀。
[0020] 上述技术方案中，优选地，运用层次分析法从阀门状态、周围环境、工艺过程、安全管理制度对阀门的误操作概率进行分级；对于阀门被误操作后可能引发的事故后果进行分级；建立风险等级标准，确定阀门误操作的风险等级。
[0021] 上述技术方案中，优选地，每把智能锁具具有唯一的
电子标识，一把智能钥匙理论上能打开无数把智能锁；智能锁具使用工程塑料+防爆金属制作，不通电，而智能钥匙内置
电池，采用防爆设计，智能钥匙内部具有逻辑控制单元，仅能在
指定的时间范围内，按照逻辑顺序打开授权过的锁具。
[0022] 上述技术方案中，优选地，使用智能钥匙换和智能锁具，将高风险等级阀门上锁；对于涉及高风险等级手操阀的现场作业，必须严格按照预定的逻辑序列进行作业，任何打破约束的行为都必须经过授权，所有操作和授权都必须记录。
[0023] 上述技术方案中，优选地，通过阀位状态监控和闭锁一体化装置，获取上锁手操阀门的阀位状态，通过插入智能钥匙的方式，写入智能钥匙，并通过钥匙上传到服务器。
[0024] 本
专利提出基于风险的关键手操阀辨识、分级和管理方法，实现手操阀门管理措施的科学确定，减少了管理混乱；开发手操阀智能安全监控系统，所有现场作业都必须严格按照预定的逻辑序列通过操作终端进行作业，有利于保障手操阀的安全操作，填补相关领域的空白，取得了较好的技术效果。
附图说明
[0025] 图1为本发明所述加氢裂化装置某生产工段的开工逻辑示意图。
[0026] 下面通过
实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
[0027] 【实施例1】
[0028] 一种加氢裂化装置关键手操阀智能安全监控方法，包括如下步骤：
[0029] (1)关键手操阀辨识与风险评估，完成装置生产现场关键手操阀的辨识与风险评估，确定需要重点监管的手操阀门，进行风险等级确定；
[0030] (2)智能锁具安装，在装置生产现场，对于评估出的高风险的手操阀，安装单独的智能锁具、阀位信号触发器或阀位状态监控和闭锁一体化装置；
[0031] (3)数据采集，在企业中控室配置服务器，通过网线与生产装置的实时数据库服务器相连，安装并运行加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统；
[0032] (4)生成操作逻辑；
[0033] (5)操作逻辑下达与执行；
[0034] (6)状态监测与操作记录追溯，通过加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统，对手操阀门进行状态监测与操作记录追溯。
[0035] 通过实时数据库借口，采集来自生产现场的实时数据；配置智能钥匙的充电/信息读写一体装置，将钥匙内的阀位信息上传到加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统，收集阀位状态监控数据。
[0036] 在装置正常生产或检维修状态下，在服务器端，由人工根据经验生成手操阀的开关逻辑；在装置开停工、应急操作等工况下，在服务器端，以专家系统为内核，以生产现场的实时数据、手操阀的阀位状态监控数据和预置的专家规则为基础，自动生成手操阀的开关逻辑。
[0037] 操作逻辑的下达，有如下方式：1)在中控室内，通过充电/信息读写一体装置，直接将开关锁逻辑命令写入智能钥匙；2)在装置现场，由于智能钥匙内置了SIM电话卡和WiFi模块，通过接收基于SIM卡的短信、WiFi数据包的方式与服务器端直接通信，接受开关锁指令，满足应急情况下的需求。
[0038] 加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统运行在企业办公网，方便监管；操作逻辑执行，由操作人员手持智能钥匙，直接在装置现场完成。
[0039] 关键手操阀需重点辨识，关键手操阀的类型包括：(1)设备、管道安全阀的前后手操阀；(2)紧急泄压、排放联锁阀的前后手操阀；(3)高低压连接系统中压力等级设计选择不当的手操阀；(4)间断操作设备的排空线手操阀；(5)连续排液、溢流线、临时连通线上设置的手操阀；(6)自启动设备的出入口手操阀。
[0040] 运用层次分析法从阀门状态、周围环境、工艺过程、安全管理制度对阀门的误操作概率进行分级；对于阀门被误操作后可能引发的事故后果进行分级；建立风险等级标准，确定阀门误操作的风险等级。
[0041] 每把智能锁具具有唯一的电子标识，一把智能钥匙理论上能打开无数把智能锁；智能锁具使用工程塑料+防爆金属制作，不通电，而智能钥匙内置电池，采用防爆设计，智能钥匙内部具有逻辑控制单元，仅能在指定的时间范围内，按照逻辑顺序打开授权过的锁具。
[0042] 使用智能钥匙换和智能锁具，将高风险等级阀门上锁；对于涉及高风险等级手操阀的现场作业，必须严格按照预定的逻辑序列进行作业，任何打破约束的行为都必须经过授权，所有操作和授权都必须记录。
[0043] 通过阀位状态监控和闭锁一体化装置，获取上锁手操阀门的阀位状态，通过插入智能钥匙的方式，写入智能钥匙，并通过钥匙上传到服务器。
[0044] 【实施例2】
[0045] 一种加氢裂化装置关键手操阀智能安全监控方法，包括：
[0046] 1.基于风险的关键手操阀辨识、分级和管理措施
[0047] 表1关键手操阀类型
[0048]序号 需重点辨识的手阀类型
1 设备、管道安全阀的前后手阀
2 紧急泄压、排放等联锁阀的前后手阀
3 高低压连接系统中压力等级设计选择不当的手阀
4 间断操作设备的排空线手阀
5 作为连续排液、溢流线、临时连通线上等设置的手阀
6 自启动设备(如机泵)的出入口手阀
[0049] 运用层次分析法从阀门状态、周围环境、工艺过程、安全管理制度等方面对阀门的误操作概率进行分级；对于阀门被误操作后可能引发的事故后果进行分级；建立风险等级标准，确定阀门误操作的风险等级。基于风险的手操阀门管理等级矩阵如表2所示。
[0050] 表2
[0051]
[0052] 2.手操阀智能安全监控系统
[0053] 1)提出了一种智能钥匙+智能锁具的组合。每把智能锁具具有唯一的电子标识，一把智能钥匙理论上能打开无数把智能锁。为了以低成本实现防爆，智能锁具使用工程塑料+防爆金属制作，不通电。而智能钥匙内置电池，采用防爆设计。智能钥匙内部具有逻辑控制单元，仅能在指定的时间范围内，按照逻辑顺序打开授权过的锁具。所开发的智能钥匙，可内置SIM电话卡和WiFi模块，可以通过接收基于SIM卡的短信、WiFi数据包等方式与服务器端直接通信，自动接受开关锁指令，满足应急情况下的需求。
[0054] 2)使用智能钥匙+智能锁具，将高风险等级阀门上锁。对于涉及高风险等级手操阀的现场作业，必须严格按照预定的逻辑序列进行作业，任何打破约束的行为都必须经过授权，所有操作和授权都必须记录。
[0055] 3)在装置开停工、应急操作等工况下，在服务器端，以专家系统为内核自动生成手操阀的开关逻辑。通过基于SIM卡的短信、WiFi数据包等方式，自动将这些开关逻辑指令下达到智能钥匙，实现装置现场的操作逻辑控制。
[0056] 4)通过阀位状态监控和闭锁一体化装置，可以获取上锁手操阀门的阀位状态，通过插入智能钥匙的方式，写入智能钥匙，并通过钥匙上传到服务器。
[0057] 5)将上述功能组合，形成“加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统”，实现了手操阀门的状态监测、开关逻辑控制等功能，保证其安全操作。
[0058] 具体地，包括如下步骤：
[0059] 1.关键手操阀辨识与风险评估
[0060] 该部分主要完成装置生产现场关键手操阀的辨识与风险评估，确定需要重点监管的手操阀门。
[0061] 2.智能锁具安装
[0062] 在装置生产现场，对于评估出的高风险的手操阀，安装单独的智能锁具、阀位信号触发器或阀位状态监控和闭锁一体化装置。
[0063] 3.数据采集
[0064] 在企业中控室配置一台服务器，通过网线与生产装置的实时数据库服务器相连，安装并运行“加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统”。
[0065] 1)通过实时数据库借口，采集来自生产现场的实时数据；
[0066] 2)配置智能钥匙的充电/信息读写一体装置，将钥匙内的阀位信息上传到“加氢裂化装置手操阀智能安全监控系统”，收集阀位状态监控数据；
[0067] 4.操作逻辑生成
[0068] 1)在装置正常生产或检维修状态下，在服务器端，由人工根据经验生成手操阀的开关逻辑；
[0069] 2)在装置开停工、应急操作等工况下，在服务器端，以专家系统为内核，以生产现场的实时数据、手操阀的阀位状态监控数据和预置的专家规则为基础，自动生成手操阀的开关逻辑。
[0070] 5.操作逻辑下达与执行
[0071] 操作逻辑的下达，有如下方式：
[0072] 1)在中控室内，通过充电/信息读写一体装置，直接将开关锁逻辑命令写入智能钥匙；
[0073] 2)在装置现场，由于智能钥匙内置了SIM电话卡和WiFi模块，可以通过接收基于SIM卡的短信、WiFi数据包等方式与服务器端直接通信，接受开关锁指令，满足应急情况下的需求。
[0074] 开关逻辑执行，由相关操作人员手持智能钥匙，直接在装置现场完成。
[0075] 6.状态监测与操作记录追溯
[0076] 所开发的
软件，具有对手操阀门的状态监测与操作记录追溯。该软件可运行在企业办公网，方便监管。
[0077] 【实施例3】
[0078] 一种加氢裂化装置关键手操阀智能安全监控方法，以某加氢裂化装置生产工段的开工过程为例，开工逻辑如图1所示。
[0079] 智能钥匙里根据该逻辑设定了开关锁具的顺序，如果不按照该逻辑，锁具将不能被打开，从而保证开停工过程中的现场操作安全。如果开关顺序不符合预先设定的逻辑，智能钥匙将会蜂鸣报警。
[0080] 在加氢裂化开工气密阶段，高压系统气密最高压力达到15.0MPa，而高压到低压(0.6MPa-2.5MPa)隔离部位往往通过手阀隔离，在对于隔离部位的手阀若存在误开关，则会导致高压串低压事故，导致下游低压容器超压爆炸的事故发生，为防止对于隔离手阀的误动作现象发生，需要对隔离手阀的开关采取智能安全监控措施进行监管。在需要对该部位阀门进行开关时，需要确保V2上游阀门处于关闭的情况下才能打开V2手阀。如果开关顺序不符合预先设定的逻辑，智能钥匙将会蜂鸣报警。
[0081] 显然，采用本专利的方法，采用基于风险的关键手操阀辨识、分级和管理方法，实现手操阀门管理措施的科学确定，减少了管理混乱；开发手操阀智能安全监控系统，所有现场作业都必须严格按照预定的逻辑序列通过操作终端进行作业，有利于保障手操阀的安全操作，取得了较好的技术效果。
