电石企业实施双重预防数字化建设探讨

2022-02-28李金凤

中国氯碱 2022年11期

李金凤

（神木市电石集团能源发展有限责任公司，陕西榆林 719300）

安全是永恒的主题。自2020年以来，中央及部委多次会议对危化企业和化工园区提出安全风险隐患排查要求及指导意见，并制定出排查细则。要求“建立公共安全隐患排查和安全预防控制体系，推进安全生产由企业被动接受监管向主动加强管理转变、安全风险管控由政府推动为主向企业自主开展转变、隐患排查治理由部门行政执法为主向企业日常自查自纠转交”。“强化企业主体责任落实，建立以风险分级管控和隐患排查治理为重点的危险化学品安全预防控制体系。到2022年底前，涉及重大危险源企业安全预防控制体系建设率达到100%。”

陕西省安委办认真贯彻落实《全国危险化学品安全风险集中治理方案》，结合陕西省实际于年初提出《全省危险化学品安全风险集中治理实施方案》的1+9方案，要求各市（区）、各有关部门和有关企业要认真梳理两办《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》和《全国安全生产专项整治三年行动》重点任务落实情况，深刻吸取各类事故教训，采取有针对性措施，对照以下两大类突出问题和四个环节的重大安全风险进行重点排查。陕投集团为夯实后期发展数据基础设施，提出用数字化转型为高质量发展赋能。金泰氯碱按照创建平安、幸福、文明、智能“四个金泰”的战略布局，大力推进新项目建设，促进企业新一轮的发展。

为把双重预防工作做好，陕西省安委办多次开视频会并组织调研该项工作。要真正搞好这项工作，使之确实能指导企业安全生产，隐患排查到位，动火作业及检维修环节安全措施落实不再形同虚设，让双重预防成为安全管理的重要抓手，从本质上做到“人民至上，生命至上”，是这项工作的本质。

神木市电石集团能源发展有限责任公司（后简称神木电石）大力推进科技创新及智能化、自动化、信息化改革，扎实开展数字化转型基础工作，企业安全生产工作取得长足发展。为把双重预防数字化建设真正落到实处，让数字化改变企业管理现状，赋能企业安全发展的强大动力，神木电石在做好生产装置风险分级管控的前提下，用数字化、智能化、自动化武装生产装置，切实履行“切实把安全和环保作为企业一切工作出发点和落脚点”的理念，努力实现本质安全。

针对分级管控和隐患排查，神木电石在风险分析过程中，把一些安全风险高，对人员易造成伤害及影响生产的设备运行通过智能化、数字化手段，将风险降级，并将智能化设备运行监测纳入隐患排查范围。

1 双重预防数字化建设

1.1 风险分级管控、隐患排查数字化

（1）利用智能移动终端设备，结合线下风险分级清单和隐患排查治理两个清单内容，将双重预防实现数字化。

基于厂区GIS地图展示厂区风险四色图、对应风险区域当前的隐患情况以及风险区域详细信息和风险点情况，实现了安全管理信息中风险隐患数据收集，利用简捷方便的信息化手段，将安全管理具体措施细化到各层级安全管理人员、岗位操作人员，建立风险管控清单，最终落实到各层级、各岗位的具体安全管理工作中，实现隐患录入、验收、统计等全过程安全管理。同时可对厂区风险点等级分布、隐患整改情况、隐患排查执行进度、安全检查情况进行相关统计展示，支持PC端查看。

（2）利用双重预防数字化平台模块，实现对各级检查及企业自查隐患的统计、分析，专项督办，实现PDCA闭环。并对故障率高的隐患做出报警指导后续处理。

各级地方政府、协会等检查形成的隐患台账及公司或分厂内部自查形成的隐患台账以五定格式上传。隐患排查管理台账包括动态显示隐患整改状态，支持隐患台账的按分厂、工段、专业、现场问题/资料问题、发现人、整改人、完成情况等进行筛选、查询及导出，支持关联隐患上报时上传的多媒体信息。

（3）实现对隐患排查的考核激励，解决了人工手写、录入及统计隐患的落后状况。

通过上述隐患台账的统计、分析、筛选功能，一次性展现筛查结果，确保了隐患上报的实时性，解决了谎报、重复报、人员统计情绪化带来的不均衡考核情况，同时将人力大大解放出来。

（4）根据全员责任制岗位职责和两个清单，隐患排查内容及不同的周期频次，避免不巡检或数据造假的弊端。

安全隐患管理，按照“谁主管，谁负责”的原则，对各自管辖区域内按照全员责任制岗位职责和两个清单中规定的时间、内容和频次对隐患进行排查，及时收集、查找并上报发现的事故隐患，积极采取措施对隐患进行整改。对发现的安全隐患进行登记、评估和分类处置，完整记录整改过程，进行隐患验收。a.隐患登记。现场人员通过手持移动终端随时随地进行隐患登记并推送至相关管理人员，支持现场拍照和视频；根据隐患评估确定隐患及级别；根据不同隐患等级配置评估人员名单，实现隐患评估分级管控。b.隐患评估。评估人员通过隐患的描述、现场的照片或视频对隐患进行评估，对已填写的隐患分类、隐患等级进行修改；指定整改负责人、验收人及整改期限并派发给相关人员，若遇到不能处置的隐患还可以推送至上级领导或加入问题清理汇总表等待进一步处理。

1.2 特殊作业实现数字化

（1）利用特殊作业布控球、摄像头等监控设备与智能移动终端的特殊作业票证办理结合，实现特殊作业数字化。

办理票证前通过PC端作业申请，审批安全交底是否符合要求，对符合要求的予以同意作业。现场票证办理时，通过人脸识别、现场识别，确保人员到现场并逐项核对安全措施落实到位。关联作业可跳转查询，关联全程录像视频资料，使作业更安全，流程更快捷。

（2）对已完成验收的作业票进行归档后，可在已归档作业票管理进行查看。

PC展示企业内的作业票列表，支持查看关联的审批单，作业票信息以及作业详情。

（3）对特殊作业人员资质做审核

对企业人员和承包商作业人员证书信息的新增、删除、编辑、查询；设置临期提醒时间、下次复审日期。如果输入人员证件不统一，则不予通过。

1.3 人员安全数字化

（1）人员定位系统

通过建设人员定位系统，使用人员定位卡进行智能化区域和人员位置管控，在数字地图上标记呈现人员精确位置，相关人员详细信息和历史轨迹信息。

（2）智能AI监控

通过结合AI算法的视频监控，增加对各类人员不安全行为（如睡岗、玩手机、不带安全帽、抽烟、进入危险区域等）的视频AI识别和报警。

（3）电子围栏

在数字地图上针对不同管控级别区域进行电子围栏的设置，根据人员权限匹配相关进出权限

2 机械化、自动化、智能化提升装置本质安全

2.1 智能化泵轴监测系统

在实践工业4.0及中国制造2025战略规划的大背景下，设备智能监测是实现智能制造的一个重要组成部分。电石企业固态物料下料转运环节多，皮带及除尘设备电机应用较广，加之恶劣的作业环境，设备健康保障不能很好体现。设备超负荷、带病运行直接威胁着生产的安全平稳运行，设备管理领域需要结合新的技术变革，以适应更高效率、更低成本的自动化管理水平。公司跨行业借鉴其他企业先进经验，将泵轴监测系统试用到公司设备上，实现关键设备的实时状态管控，构建在线设备状态分析判断、专业诊断与综合诊断相结合的设备状态预知维护体系，提高状态信息控制及分析能力，同时寻找设备与质量、生产、能源之间的关系，通过数据积累与分析，为实现整体优化的智慧制造打下基础。设备智能监测系统的推进，将设备运维方式从“点检定修”变革到“预测性维护”，实现基于设备状态变化趋势的智能决策。

2.2 智能化出炉机器人

一楼出炉区域存在爆炸、触电、高处坠落、机械伤害、灼烫、物体打击等风险。神木电石2017年开始投资2 300万元对电石炉出炉系统智能化改造，上了12套智能出炉机器人，实现了开眼、烧眼、撬炉舌、带钎、堵眼、自动避险等功能，具备前后、上下、俯仰调角、自动抓取工作及换工具等动作。电石炉出炉机器人改造作为陕西省首台在行业内使用，获得了省发改委和神木市的专项奖励资金，被神木市评为2020年度“自动化升级改造先进单位”；并于2018年9月在公司召开电石行业自动化改造升级推进会，陕西电石行业单位均参会，共同推动了机器人出炉机在陕西电石行业的广泛应用。

2.3 电石炉二楼自动巡检机器人

电石炉二楼属于安全红区管控区域，生产过程中存在中毒、爆炸、触电、高处坠落、机械伤害、灼烫等风险。自动巡检机器人将智能化、信息化、互联网技术融合，基于ROS平台的巡检机器人系统，针对化工电石炉巡检的需求，设计了一套具有建立地图、路径规划、自主避障以及高精度定位等功能的巡检机器人。机器人开机启动后，在导航系统的控制下沿着巡检路线行进，在各个监测点，机器人对预置点位的设备进行巡检。机器人所采集的监测分析数据和本体运行状态数据通过网络上传至后台管理中心。管理中心接收机器人发送的数据，视频和红外数据在后台控制中心软件窗口显示，机器人本体数据在状态窗口显示。管理中心软件还以电子地图的方式展现机器人在现场的工作情况。另外，工作人员还可以通过软件控制面板对机器人的行走、摄像机、红外热像仪及机械臂进行远程控制。在极端情况下，通过自动开炉门后，可指挥机器人行进到炉门口对炉内状况监测，代替人工，避免喷料对人造成伤害。通过公司的积极引领，目前该技术已被电石行业和榆林市加以大力推广。

2.4 电石炉二楼自动开炉门避免塌料、喷料风险

为满足密闭电石电炉正常生产，电炉上方都设置炉盖，根据工艺需要会在炉盖侧方设置6～9个检查门，用于观察炉况、处理料面、炉盖检修及开炉过程人工加料等，通常是靠人工开闭的。由于电石炉炉内温度很高，电石炉内一氧化碳等可燃气体高温环境下接触空气容易发生闪爆，电石炉存在漏水爆炸的风险，人工开闭检查门过程容易发生爆炸和烧伤事故，检查门的开闭过程具有很大的危险性。为了解决这一问题，经过多方调研，与智能设备制造商合作，设计出远程自动开闭炉门装置，可实现DCS或遥控炉门开闭，成功解决了人工开炉门的安全风险。

2.5 电石炉出炉红外看锅摄像仪+遥控拉锅避免高温、灼伤、喷料风险

电石炉一楼出炉区域炙热高温，同时面临着炉眼喷料对人的伤害风险。目前虽然用出炉机器人代替了人工出炉作业，使得作业效率及安全性得以提升，但看锅料面由于普通摄像头无法滤烟滤光，远程无法看到真实液面，还需要人工查看。存在喷料伤人风险。通过与厂家合作调试，成功将红外热成像仪投用到电石出炉看锅过程中，并与厂家人员多次反馈交流使用过程中的问题，在成功解决烟尘问题同时，将过程中出现的高温烧线缆、焦距不合适、设备耐温等问题成功解决，通过专用热成像软件处理图像可以清晰的展现的操作人员面前，实现了远程看锅，节省人工同时降低了人员伤害风险。在实现红外远程看锅的前提下，公司通过自主专研又成功实现自动拉锅，达到了机械化替代人工的目的。

2.6 雷达料位仪在电石五楼料仓上应用，解决煤气外窜风险

电石五楼料仓是兰炭和白灰按一定比例掺混后入炉的存储设备。如果对料位监控不及时，料位低，就会造成炉气通过料仓窜到五楼空间，给五楼焊接电极桶人员及巡检人员带来CO中毒风险，同时存在爆炸风险。原电石炉监测料仓料位使用为微波料位开关，只显示上下限位，在使用过程中不能直观的显示料位高度，且因物料及设计结构问题，微波料位仪还会出现误报，操作工在进行配料前，必须由巡检工现场在环形加料机料仓上观察料位高度，在配料后巡检工每半小时巡查一次料仓料位保证料仓料位高度，作业过程存在一氧化碳中毒风险。技术人员通过对比选型，在电石炉五楼环形加料机料仓上通过雷达料位仪来检测料仓实时高度，并将其数据接入中控DCS组态画面上，进行料位实时监控。DCS操作工可以通过数据判断料仓高度，对料仓原料及时进行补充；同时减少了巡检人员现场工作频次和风险。雷达料位仪投入使用后，经过一段时间测试正常稳定后，在此基础上进一步优化组态程序，配料系统实现联动，兰炭、白灰加料系统实现自动化控制，混合皮带、环形加料机实现自动启停，该程序自主研发并应用，实现了配料系统自动、手动双向控制。达到了电石行业生产的自动化替代人工的目标。