嚴正聲明：未經本人允許，同行請勿轉載！

編 輯 | 化工活動家

來 源 | 安全、健康和環境 青島安工院

作 者 | 楊哲

關鍵詞 | 大型  離心泵軸承密封  泄露

共 2514 字 | 建議閱讀時間 11 分鐘

導 讀

危險化學品生產過程具有高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、易腐蝕、生產連續性較強的特點，生產、使用、儲存、運輸及經營等過程中若控制不當或管理不善，很容易引起火災爆炸和有毒物質泄漏事故。隨著我國化學品生產總量不斷增長，危險化學品生產朝著多樣化、復雜化、精細化的方向發展，對危險化學品安全監管提出了更高的要求。在由化工大國向強國轉變的重要時期，安全環保已成為行業轉型升級的核心競爭力，堅持統籌發展與安全，是實現危化品領域高質量發展的必然之路。為有效防范化解重大安全風險，遏制事故多發勢頭，應充分利用科技和信息化手段，全面提升安全發展水平，推動安全生產形勢持續穩定好轉。

01.

工業互聯網技術背景

工業互聯網是融合新一代信息技術與先進制造業技術的新興業態，已經成為加速產業創新發展和經濟社會數字化轉型的關鍵引擎。目前，全球工業互聯網平臺市場持續呈現高速增長態勢，工業互聯網在先進制造業行業已有較為成熟的應用，例如美國通用電器在2013年構建了工業互聯網產品Predix平臺，主要包括資產安全監控、工業數據管理、工業數據分析、云技術應用和移動性的四大核心業務功能；西門子推出開放式物聯網云平臺MindSphere，將傳感器、控制器及各種信息系統收集的工業現場設備數據，通過工業網絡實時傳輸到云端，并在云端為企業提供數據分析、工業APP開發以及其他工業相關應用服務，以提高工廠生產效率。國內工業互聯網技術正處于從概念到實踐的過渡階段，并結合我國國情出臺了諸多推動政策和實施方案，華為FusionPlant平臺、阿里SupET平臺、海爾COSMOPlat平臺等具有一定行業影響力的工業互聯網平臺正不斷涌現。

02.

工業互聯網在危化品安全的應用

   2.1 工業互聯網在危化品領域的應用現狀

危化品的生產過程多具有流程工業的典型特點，在工業互聯網的實施方面具有得天獨厚的優勢。目前，國外大型煉化公司已著手開展工業互聯網平臺搭建，例如殼牌聯合微軟開發了Smart Connect物聯網解決方案，通過從煉化企業等現場的傳感器收集設備實時監測數據，并通過監測數據計算模型來預測設備的維護時間；工業互聯網在國內危化品領域數字化轉型的應用過程中，以安全風險監測預警為切入點，按工業互聯網架構建立了全國危險化學品安全風險監測預警系統，并在應急管理部、省、市、縣等各監管層級及企業得以實施應用，初步實現了全國危化品監測監控數據在線聯網、風險研判、風險預警等功能。

 

   2.2 “工業互聯網+安全生產”為危化品領域安全

發展提供科學指引2020年工信部、應急部聯合發布《“工業互聯網+安全生產”行動計劃(2021-2023年）》，將通過工業互聯網在危險化學品安全生產中的融合應用，在安全生產的感知、監測、預警、處置和評估等多方面賦能危險化學品領域，主要包括以下方面：

a）提高工藝參數的調控能力，確保生產工藝運行平穩。

b）建立設備狀態監控體系，確保現場裝備健康可靠。

c）減少依靠人工、經驗等的操作程序，確保現場管理的合規精細。

d）挖掘數據間的關系，打破數據孤島，確保現場應急處置的科學決策。

 

利用“工業互聯網+安全生產”實現危險化學品安全生產風險全過程、全鏈條的態勢感知，增強企業安全風險主動防控能力，提高政府監察的精準性、有效性，有力提升科學預防、過程管控、綜合治理和精準治理水平。

   2.3 “工業互聯網+安全生產”提升企業本質安全

水平的技術支撐“工業互聯網+安全生產”行動計劃提出的“數據+模型+平臺”架構為危化品企業的安全生產提供了新技術體系和管理模式。本質安全基于安全保護層理念，以風險防控為核心，涵蓋工藝設計與操作、設備長周期運行、生產風險管控及現場安全管理等石化生產全生命周期，可實現安全風險的全面可控。

a）在工藝安全方面開發工藝平穩性關鍵技術，以提升裝置自控和平穩水平操作為目標，將異常工況識別預警、基于風險的工藝報警評估及優化、控制回路性能評估及優化、安全聯鎖系統定級與驗證可靠性評估等技術融為一體，形成工藝平穩性一體化技術平臺，以工藝事故發展規律為主線，實現異常預警、報警與處置優化和安全自控提升聯鎖，降低工藝運行風險，提升裝置的安全平穩運行水平。

b）在設備管理方面開發設備完整性關鍵技術，涵蓋基于風險的腐蝕在線監檢測、基于聲學的設備缺陷損傷在線識別與開裂風險預警、大機組故障模式自動識別、漸變性大機組故障早期預警、突發性葉片斷裂故障預警等技術，將數據模型與機理模型相融合，通過工藝參數和設備參數的協同分析，實現塔、罐、管線等靜設備的長周期安全運行，以及機組等動設備典型故障的異常預警和多維診斷。

 

c）通過構建裝置風險識別評估與量化知識算法體系，開發系統風險量化模型算法、專業計算工具與智能管控專家平臺，形成設備設施裝置安全可靠性數據庫、行業事故案例數據庫等，構建裝置系統風險量化與智能管控專家平臺，實現覆蓋儲罐區和生產裝置等重大危險源的工藝、設備、泄漏、風險、直接作業環節等多因素的風險識別與量化。在此基礎上，依托安全風險監測預警系統，實現工藝、設備、泄漏等全要素安全風險動態表征與分級預警，以數字化手段幫助企業管理人員實時掌控重大危險源運行狀態和企業安全風險動態。

d）建立風險分級管控與隱患排查治理的雙重預防機制，確保安全風險分級管控與隱患排查治理機制“線上線下”的有機結合、有效實施，實現現場人員不安全行為和設備設施不安全狀態的管控。在企業安全生產風險分析評估的基礎上，針對高風險設施和特殊作業活動，增加企業安全管理相關指標的動態監測，建立企業風險隱患監測預警的數字化工具，實現風險分級管控與隱患排查的閉環管理，強化企業安全管理的有效性。

03.

推進“工業互聯網+安全生產”落地對策

   3.1 完善“工業互聯網+安全生產”的法規體系

 

針對危化品領域工業互聯網行業應用標準缺乏的問題，強化頂層設計，加強布局研究，圍繞工業安全數據質量、網絡安全等設計法律法規，圍繞應用技術門檻、數據統一標準等形成標準規范，協調相關部委和管理部門，確保工業互聯網與行業安全生產標準同規劃、同部署、同發展，實現自動貫標，形成“工業互聯網+危化安全生產”的國家、行業和企業標準體系。

   3.2 打造支撐“工業互聯網+安全生產”的創新能力

a）圍繞風險快速感知，加快MEMS芯片設計、微納傳感材料、智能傳感器件、異常工況感知、關鍵設備狀態監測等需求，開發低成本傳感和測量儀器，全面支撐人員、設備、生產、倉儲、物流、環境等多方面的感知需求。

b）圍繞風險超前預警，重點針對負荷調整、異常處置等典型操作，開發智能操作導航技術；選擇典型裝置和代表性工藝，開發裝置動態風險監測預警技術和過程控制系統高效運行一體化技術，開發高危工藝裝置安全生產風險預警模型，實現精準預測、智能預警和超前預警。

c）圍繞應急處置，完善行業典型事故案例庫、應急演練場景庫、應急處置預案庫，基于工業互聯網平臺開展基于虛擬現實、增強現實或數字孿生技術的安全生產風險仿真、應急演練和隱患排查，推動應急處置向事前預防轉變。

 

d）圍繞風險評估，建立縱向貫穿企業、省市區縣以及全國安全風險的量化評價方法，以及橫向貫穿生產、儲存、運輸、經營、使用、廢棄等環節的危險化學品行業全生命周期風險評估模型，依托風險感知、數據傳輸以及云計算等技術，實現行業安全風險的動態評估機制。

   3.3 建設“工業互聯網+安全生產”的示范工程

制定危化品行業“工業互聯網+安全生產”示范工程計劃，重點完成安全智能工廠的建設工作。持續推進“工業互聯網+危化安全生產”智能傳感采集裝備、關鍵機理模型和算法、核心場景應用等技術研發，按照裝置層、企業層、園區層、政府層構建“工業互聯網+危化安全生產”整體解決方案并示范應用，提升行業企業本質安全化水平，引領石油化工行業數字化轉型，不斷提升石油化工和危化化學品安全領域的核心競爭力和科技影響力。力爭在1~3年內，以催化裂化、加氫等典型裝置為切入點，將數字孿生技術深度融入裝置的安全生產管理，推進裝置智能化安全綠色運行技術研發，實現智能工廠從“廠級”到“裝置級”的突破，為裝置層面的數字化轉型提供有效抓手，系統提升催化裂化、加氫等生產裝置的風險感知、監測預警、風險評估以及應急處置能力，圍繞工藝過程異常工況診斷、動靜設備狀態監測、工藝過程分析、泄漏管理以及安全環保一體化管控等形成系統的智能化提升方案，在3家以上的生產企業完成示范工程建設，在此基礎上實現行業的覆蓋式推廣。

   3.4 搭建“工業互聯網+安全生產”的研發平臺

廣泛吸納國內外先進創新力量，創新產學研用合作機制，在依托現有的化學品安全控制國家重點實驗室等試驗平臺的基礎上，嘗試建立圍繞“工業互聯網+安全生產”這一交叉學科的重點實驗室、工程中心、創新中心、產業孵化器以及創新團隊等平臺，為后續工作創建長效機制。同時開發基于工業互聯網的仿真培訓考試系統，加快企業內外專業人才培養力度；加強危化品行業安全生產實訓基地建設，逐步解決行業安全生產復合型人才緊缺的問題。

   3.5 培育“工業互聯網+安全生產”的公共服務和產業孵化基地

建立數據存儲機制，構建企業級和行業級安全大數據中心，對重點危化品企業的貯存設施、生產裝置、關鍵設備等高風險區域安全生產信息進行動態采集與存儲，實現行業安全生產全過程、全要素、全產業鏈的連接與管理；創新數據共享機制，深度融合大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術，建成行業安全風險監測與公共服務平臺，提升行業內跨部門、跨層級的安全生產聯動聯控能力；發展新產業模式，依托數字孿生模擬裝置，開發重點裝置安全生產評估模型與工具集，實現對安全生產處置措施、安全事故調查、安全隱患排查等需求的遠程診斷與專家支持服務；依靠自主創新，圍繞MEMS芯片設計、智能傳感器制造、泄漏擴散模擬軟件、大數據挖掘算法等領域，突破卡脖子技術，提高危化品行業工業互聯網的國際楊哲.工業互聯網在危險化學品安全生產中的應用與展望競爭力；圍繞智能化管控應用，開展危化品行業安全管理經驗知識的軟件化沉淀，加快安全儀表等自控專業軟硬件開發，不斷推出工藝優化、預防維修、智能巡檢、個體防護等方面的智能APP和解決方案，實現安全生產管理水平的持續提升。

結 語

工業互聯網是全球新一輪科技革命和產業革命的新動力，也是我國工業高質量發展的新引擎。我國危化品規模大、涉及面廣、全生命周期鏈條長，蓬勃發展的背后是安全生產管控的巨大挑戰。同時，危化品領域具有較為完善的工業基礎，已經成了規模可觀的完整工業體系，工業設備和工業數據儲備龐大，具有發展工業互聯網的基礎條件和優勢。當前，我國工業互聯網的發展已進入“快速落地期”，應當牢牢抓住“工業互聯網+安全生產”行動計劃的機遇，從法規體系保障、支撐技術創新、示范工程建設、研發平臺搭建、產業應用基礎提升、人才培養等方面，積極開展“工業互聯網+危化品安全生產”的核心能力培育和推廣基礎建設，推動工業互聯網賦能危化品安全生產落地見效，有力提升科學預防、過程管控、綜合治理和精準治理水平。