＊徐学波 尹法波 宋肖苗 高海龙

（1.山东京博控股集团有限公司 山东 256500 2.青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司 山东 266520 3.中国石油大学（华东）机电工程学院 山东 266580）

引言

“管安全就是管风险，管风险就要关注异常”[1]。随之而来的主要问题就在于如何及时有效的觉察、关注异常。随着工业发展和自动化程度的提高，多数石化企业将关注异常的焦点逐渐转向以分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）为基础的报警管理上，然而目前企业实际的报警管理仍存在较多问题。主要体现在管理缺失、职责划分不清、报警设置不合理等方面，从而导致报警泛滥现象，可能引发严重的事故。因此更加科学合理的报警管理对保证工业过程的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。针对报警泛滥问题，国内外研究学者做了大量工作。例如为了减少重复报警和滋扰报警的数量，李传坤[2]从技术和管理两个层面提出了一种炼化过程工艺报警管理的方法。魏海洋等[3]通过总结分析我国过程工业报警管理中存在的问题，提出了相应的解决提升措施。

为更好的针对于炼油化工装置报警管理的程序、设置、性能等方面进行优化，本文提出一种针对炼油化工装置报警管理的系统优化方法，主要包括报警管理现状分析、报警参数分级分类研究以及报警原因挖掘分析等方面，并在某石化公司进行了试点应用。

1.炼油化工装置报警管理优化流程

针对于企业炼油化工装置的特点，本文采用如下报警管理优化流程，如图1所示。

图1 炼油化工装置报警管理优化流程Fig.1 The Optimization process of alarm management for oil refining and chemical plant

2.炼油化工装置报警管理优化方法

(1)报警管理现状评估

针对炼油化工装置报警管理的现状，应进行科学、细致的评估，才能有效推进后续优化内容。报警管理的现状评估应包括报警管理制度现状、报警参数的筛选情况、报警值设置合理性评估状况、报警参数分类合理性评估状况、DCS设置一致性评估状况、报警性能评估状况以及报警处置情况等内容。

(2)报警管理制度优化

企业现有报警管理制度若仅简要规定了报警的范围、定义、职责分工等，缺乏报警的管理方法、规则、程序等内容，则无法实现对报警管理科学有效的指导。

(3)报警设置分析与优化研究

①报警参数的分类分级

主要包括报警参数的选择以及优先级的划分。根据试点装置的PID与DCS界面对报警参数点分类梳理，主要包括工艺参数、设备参数、污染物外排指标参数。然后针对已梳理的报警参数点产生偏离的场景，确定报警的优先级，将报警分为关键、重要、一般和无报警四个级别，分别用红色、橙色、黄色和蓝色表示。

②报警设置分析优化

B.DCS系统设置优化：DCS系统中一键消除报警按钮的操作使用程序及管理规定；不同报警的颜色、声音等的合理设置。

C.无效报警的消除：根据现状评估状况，对装置的无效报警进行消除。

(4)报警性能分析与优化研究

针对具体装置，设计用于报警性能评估与优化的系统工具，该系统旨在实现报警数据采集及报警数据库建立、报警分级管理、报警监控及展示、报警诊断分析、报警变更管理等全生命周期报警管理，规范报警处理流程，从而不断提升工厂安全性，提升报警管理的信息化、智能化水平。其主要功能如图2所示。

图2 报警性能评估与优化系统主要功能Fig.2 Main functions of alarm performance evaluation and optimization system

3.实例应用

本文提出的炼油化工装置报警管理优化方法在某石化企业的催化裂化装置进行了实际应用。整个报警管理优化流程如下。

(1)企业报警管理现状分析

根据提出的报警管理优化方法中的现状管理内容对该企业装置的报警管理现状进行分析，其中包括以下几点重点问题：

①报警参数的筛选情况：报警参数的选择未根据实际的监控系统设置情况进行筛选。

②报警值设置合理性评估状况：存在部分报警值设置不合理造成干扰报警的问题，并且对于报警值的变更管理无明确制度和措施。

随着两支舰队的相遇，“定远号”上的“重炮”率先开火，而悬挂太阳旗的舰队的“速射炮”也接连开炮，小小的荷塘里，到处都是被“炮弹”溅起的水花……

③报警参数分类合理性评估状况：部分参数的优先级设置不合理。

④DCS设置一致性评估状况：在试点装置中，发现存在DCS画面与实际设置不符合的问题。

⑤报警性能评估状况：对试点装置2021年4月-2021年6月DCS导出的报警数据进行分析，通过分析结果可以看出，装置整体的报警系统等级为超负荷，时平均报警数、最大报警率、扰动率、长持续时间报警及重复报警率都超出目标值50倍以上，远超出操作人员的处理能力。通过对试点装置报警原因类型进行分析可以得出，正常的工艺波动引起的报警只占少部分，更多的是需要剔除的报警，如：无需设置报警的控制点报警、报警设定值不合理、装置已停用报警未摘除、间歇性操作报警等。

催化装置DCS2021年5月31日-6月30日整体报警性能指标见表1，报警原因类型分析见图3。

图3 催化裂化装置报警原因类型分析Fig.3 Analysis of alarm cause types of catalytic cracking unit

表1 催化装置整体报警性能评估Tab.1 Overall alarm performance evaluation of catalytic device

续表

⑥报警处置情况评估：发现存在人员对报警反应能力不足且一键消除功能滥用等问题。

(2)报警制度优化

由该公司生产部牵头，联合其他部门，通过多次讨论修改在原有制度基础上增加了报警管理优化方法的职责、方法、程序、及监督考核方法等，形成了《公司报警管理制度》。

(3)报警设置优化

①报警参数分类分级：对催化裂化装置的报警参数进行了筛选和分类分级优化，其结果见表2。

表2 报警参数分级分类结果Tab.2 Alarm parameter classification result sheet

②报警设置优化：对催化裂化装置的DCS系统中的一键消除报警按钮及报警颜色声音等进行了调整；根据现状分析改善了部分不合理的报警设定值；消除了部分瞬时报警及无效报警。

(4)报警性能优化

报警性能优化部分包括报警性能评估得分、报警次数分析、报警时长分析、报警泛滥分析、报警趋势分析、报警分析日报以及报警数据设置管理。图2为催化装置报警性能评估与优化系统平台画面中的每日KPI趋势分析。

该石化企业催化装置优化前报警性等级为5，通过两轮优化后报警性能等级为3，从报警优化结果能够明显看出催化裂化装置的报警管理水平得到了科学有效的提升。

图4 催化装置报警每日KPI趋势分析Fig.4 Daily KPI trend analysis of catalyst unit alarm

(5)报警优化结果

表3 催化裂化装置报警优化结果Tab.3 Alarm optimization results of catalytic cracking unit

4.结论

良好的报警管理是保证企业安全生产和装置平稳运行的重点。本文提出的系统化、规范化报警管理优化方法，进一步完善了报警管理程序，转变了传统报警管理模式，并辅以软件相结合，为石化企业的报警管理优化提供了科学有效的参考提升模式。