本文通过在开展PSSR(开车前安全审查)和过程安全管理提升工作中发现的实例,分析一下工艺、设备DCS报警值的设定问题。
首先我们通过规范来看一下确定报警设定值的两个原则:
《过程工业报警系统管理》(GB/T 41261-2022/IEC 62682:2014)第3.1.7条款
报警(alarm):通过声音和/或可视的手段向操作员指示需要及时响应的设备故障、过程偏差或其他异常情况。
第9.4条款:报警设定值确定
有效的报警设定值确定方法应综合考虑允许的响应时间、操作员动作的复杂性、过程操作的知识和历史以及其他因素。报警允许的响应时间包含确认延迟、操作员响应延迟、过程停歇时间。
《化工安全仪表系统工程设计规范》(HG/T 22820-2024)第2.1.5条款:化工厂或装置的典型多保护层结构。
原则一:报警值<联锁值<泄放装置的动作值。
原则二:有效的报警设定值应综合考虑允许的响应时间,包含确认延迟、操作员响应延迟、过程停歇时间。
接下来我们通过两个实例进行分析。
工艺概述:气化炉水力排渣装置排出的冲渣水进入渣池,经过沉渣池、澄清池沉降处理后,流入清水池,通过P60301渣浆泵输送至冲渣管道和灰锁膨胀冷凝器循环利用。P60301A/B/C渣浆泵电机型号:YXKK2-450-6,功率500kW,电压10kV,流量850m³/h。
P60301A/B/C渣浆泵电机轴承温度H报为90℃,HH停泵联锁温度为95℃,报警值设置太高,报警触发以后,留给操作员的响应时间太短。
《JB/T 12729-2016 YKK、YXKK系列10kV三相异步电动机技术条件及能效分级(机座号 400~630)》第4.9条款:电机轴承的容许温度(温度计法或埋置检温计法),对滚动轴承应不超过 95℃。
注:从规范解读,P60301A/B/C渣浆泵电机轴承温度联锁停机值设置合理。
我们再来看一下报警触发以后,操作员响应报警的操作程序:
P60301A/B/C渣浆泵现场安装在5.5米深地坑内,没有设置DCS远程启动功能,一旦某台泵出现电机轴承温度高报警,DCS操作员需要通知现场操作工赶到现场、下地坑诊断异常,并停止运行异常泵,开启备用泵。
备用渣浆泵开启的程序为:
备用渣浆泵开启前检查;
开启真空泵向备用渣浆泵引水;
启动备用渣浆泵。
备用渣浆泵顺利开启的时间最低为15分钟,远远超过渣浆泵电机温度从90℃上升至停机值95℃的时间;在备用泵没有开启前,运行渣浆泵便会因温度HH联锁停机,影响气化炉水力排渣,造成生产波动,不符合确定报警设定值的原则二。问题背后的原因:电机轴承温度报警值由电机制造商提供,设计院直接内化到DCS监控数据表,电机制造商从保证电机安全方面出发,未结合客户实际操作情况通盘考虑,导致此电机轴承温度报警值设置不合理。
我们同车间将问题反馈给设计院,并咨询了电机制造厂家,最终将此电机轴承温度报警值调整为75℃(非最终值,需企业根据实际运行状况进行优化)。
示例2:E0604熔盐炉余热锅炉PT06110A蒸汽压力报警值设置错误。
E0604熔盐炉余热锅炉PT06110A蒸汽压力H报警为1.0MPa,但是汽包顶部的两台安全阀整定压力分别为0.832MPa、0.848MPa,不符合确定报警设定值的原则一。
问题背后的原因:设计单位的工艺专业在设定报警值时,未内化设备专业提供的安全阀数据表;企业专业技术人员在审图时,也未能发现此问题。我们同车间将此问题反馈至设计院,设计院同意将报警值进行修改。
希望通过以上两个示例的分析,能够启发化工企业专业安全技术人员,按照确定报警设定值的两个原则,审核报警值设定的合理性,预防类似问题的再次出现。