一种用于石油化工装置的动态屏障管理系统的制作方法

本发明专利涉及石油化工，特别涉及一种用于石油化工装置的动态屏障管理系统。

背景技术：

1、伴随着工业技术的持续发展，工业现场信息化、智能化水平不断提升，安全管理从依赖责任转变为依赖技术，并向基于人、物和环境的协同安全发展。

2、近年来，石油天然气开采、石油炼制和石油化工加工等过程工业的安全事故频发。从上述事故的调查报告可知发生原因多为企业风险评估不到位、风险监测不及时、安全意识薄弱、安全规程不完善、相关规定不合规且执行落实不到位等问题。尤其是在石油化工行业的各种生产过程，其所生产的产品工艺技术中涉及到光气化工艺、氯化工艺、硝化工艺、合成氨工艺、裂解(裂化)工艺、氟化工艺、加氢工艺、重氮化工艺、氧化工艺、过氧化工艺、胺基化工艺、聚合工艺、烷基化工艺等，并涉及氯、氨、液化石油气、硫化氢、甲烷、天然气、原油、汽油(含甲醇汽油、乙醇汽油)、石脑油氢、苯(含粗苯)、二氧化硫、一氧化碳、甲醇等危险化学品，生产制造过程中极易产生火灾爆炸等重大事故。

3、传统的过程工业安全管理更多地依赖于管理水平和人员责任，其风险管控的预防性、实时性、动态性及智能化水平均存在很大的不足，导致实际生产过程中的安全隐患无法尽早发现和处理，以事后应急和整改为主，已造成巨大的损失。

4、发明专利内容

5、本发明专利的目的是提供一种石油化工装置的动态屏障管理系统，其具有减少操作事故、数据及时透明、为各个层级的生产操作管理、生产工艺管理、设备、安全、应急管理人员提供一套实时的风险状态数据，有利于操作管理、生产工艺管理、设备、安全、应急管理人员的掌握风险的实时数据做出科学的决策的优点。

6、本发明专利的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

7、一种用于石油化工装置的动态屏障管理系统，包括：

8、第一模型建立单元，用于识别风险事件及风险事件间的因果关系，基于风险事件及风险事件间的因果关系建立风险危害度评价模型，根据所述风险危害度评价模型进行装置运行风险的辨识评价，得到对应的风险事件的危害度评价结果；

9、第二模型建立单元，用于根据风险事件的危害度评价结果，建立屏障敏感度评价模型，基于所述屏障敏感度评价模型确定关键降级故障和屏障目标安全完整性等级，形成性能标准并制定屏障策略，建立实施安全屏障；

10、性能保障标准建立单元，用于根据所述第二模型建立单元确定的所述性能标准和所述屏障策略，建立屏障性能保障标准；

11、效能关键评价指标确定单元，用于根据所述屏障性能保障标准，确定屏障效能关键评价指标，制定安全屏障性能维持计划，并执行所述安全屏障性能维护计划；

12、第三模型建立单元，用于根据所述屏障效能关键评价指标，建立屏障效能评价模型，基于所述屏障效能评价模型验证屏障的实际安全完整性等级；

13、安全屏障管理单元，用于将实际安全完整性等级与所述屏障目标安全完整性等级进行对比，若所述实际安全完整性等级与所述屏障目标安全完整性的对比结果不满足预设标准，则制定屏障性能改善方案，根据所述屏障性能改善方案对所述安全屏障性能维护计划进行修正，直至所述实际安全完整性等级与所述屏障目标安全完整性的对比结果满足预设标准。

14、进一步设置：具体包括如下步骤：

15、步骤1：识别风险事件及风险事件间的因果关系，基于风险事件及风险事件间的因果关系建立风险危害度评价模型，根据所述风险危害度评价模型进行装置运行风险的辨识评价，得到风险事件的危害度评价结果；

16、步骤2：根据步骤1所得的风险事件的危害度评价结果，建立屏障敏感度评价模型，基于所述屏障敏感度评价模型确定关键降级故障和屏障目标安全完整性等级，形成性能标准并制定屏障策略，建立实施安全屏障；

17、步骤3：根据步骤2确定的所述性能标准和所述屏障策略，建立屏障性能保障标准；

18、步骤4：根据步骤3建立的所述屏障性能保障标准，确定屏障效能关键评价指标，制定安全屏障性能维持计划，并执行所述安全屏障性能维护计划；

19、步骤5：根据步骤4确定的所述屏障效能关键评价指标，建立屏障效能评价模型，基于所述屏障效能评价模型验证屏障的实际安全完整性等级；

20、步骤6：将步骤5得到的所述屏障实际安全完整性等级与s2确定的所述屏障目标安全完整性等级进行对比，若偏离标准，则制定屏障性能改善方案，根据所述屏障性能改善方案，修正所述屏障性能维持计划，直到满足目标安全完整性等级为止。

21、进一步设置：所述步骤1具体包括如下步骤：

22、根据营运安全管理体系文件提取安全要求，所述安全要求包括安全运营标准和规定性屏障功能及构成要素；

23、对所述安全要求实施事件链分析，识别风险事件及事件间的因果逻辑关系；

24、采用故障树分析和数据挖掘的方法对事件链分析结果进行修正和完善；

25、采用复杂网络分析方法，将风险事件作为节点，将事件间的逻辑关系作为有向边，刻画装置操作风险网络的拓扑；

26、根据风险网络的拓扑特征，建立风险危害度评价模型，面向现有风险体系，实施风险评估，辨识具有重大事故隐患的风险事件；

27、对得到的具有重大事故隐患的风险事件清单实施分析，明确安全屏障体系的构成要素及功能属性。

28、进一步设置：所述步骤2具体包括如下步骤：

29、建立屏障敏感度评价模型，计算各类屏障对风险事件的调控能力，进而确定需要植入屏障的风险事件，以及风险事件所需的屏障类型，所述屏障类型包括预防性屏障和减缓性安全屏障；

30、根据确定的屏障类型，分析屏障功能及要素之间的作用机理；

31、实施屏障任务分析，提炼屏障性能要求，包括功能性要求、完整性要求、稳健性要求；

32、采用人为误差分析方法，确定影响屏障性能的关键故障，制定屏障性能标准，为屏障的性能维持计划提供输入，其中，所述人为误差分析方法包括故障模式分析、影响及危害性分析或人为可靠性分析；

33、确定屏障的目标安全完整性等级，制定安全屏障系统设置策略；

34、根据形成的性能标准和制定的屏障策略，植入安全屏障。

35、进一步设置：根据确定的屏障类型，分析屏障功能及要素之间的作用机理，具体包括：

36、对每个风险事件所需的安全功能实施事件本体学习，通过事件要素词和事件指示词的位置关系来初步填充要素值，并将得出的置信度较高的事件细化为屏障子功能；

37、明确风险事件所需屏障功能以及实现该功能的构成要素，分析要素与要素之间、要素与功能之间的协同关系和对风险管控的作用机理。

38、综上所述，本发明专利具有以下有益效果：加速安全生产从静态分析向动态感知、事后应急向事前预防、单点防控向全局联防的转变，提升工业生产本质安全水平。建设快速感知能力。围绕人员、设备、生产、仓储、物流、环境等方面，开发和部署专业智能传感器、测量仪器及边缘计算设备，打通设备协议和数据格式，构建基于工业互联网的态势感知能力。建设实时监测能力。开发和部署安全生产数据实时分析软件，实现安全生产关键数据的云端汇聚和在线监测。提高生产平稳性，能够及时发现问题，减少停工事故及操作事故，风险一目了然，数据及时透明。

技术实现思路