[发明专利]一种全方位泄漏监测预警物联网系统及其预警方法

说明书

本发明公开的一种高风险设备管线全方位泄漏监测预警系统，包括：感知层，感知层用于通过“点、线、面”全方位泄漏监测方式对炼化装置高位易漏的设备、管线和区域进行感知数据采集；云平台，云平台用于对感知层上传的感知数据进行存储处理和解析处理；数据处理层，数据处理层用于对云平台解析后的感知数据进行泄漏趋势预测处理和/或定漏溯源处理，并生成泄漏趋势预测结果和/或定漏溯源结果；以及应用管理层，应用管理层用于根据数据处理层生成的泄漏趋势预测结果和/或定漏溯源结果进行泄漏风险等级可视化动态展示。还公开了一种上述高风险设备管线全方位泄漏监测预警系统的预警方法。本发明对泄漏趋势和安全风险进行预警预防。

技术领域

本发明涉及管线泄漏监测方法技术领域，尤其涉及一种全方位泄漏监测预警物联网系统及其预警方法。

背景技术

石化行业是一个高风险的行业，其所加工的物料多为易燃易爆有毒有害物质，一旦发生泄漏，极易引发火灾、中毒、爆炸事故。目前，石化企业主要依靠布置固定式气体检测报警器(GDS)、人工巡检、LDAR和各种光学视频法监检测泄漏，监测数据汇聚程度低，判漏的准确性和实时性都不理想，智能化程度低，泄漏检出率和误报率都不能很好的满足企业的需求。

安监总管三〔2014〕116号文规定：化工安全仪表系统(SIS)包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统(GDS)等。安全仪表系统独立于过程控制系统(例如分散控制系统等)；可燃气体探测器是需要消防认证的，其布置图也要到消防部门送审。按照中国石化安(2017)653号文《中国石化危险化学品泄漏安全管理办法》第3.2和3.4款的规定，企业应当对风险等级较高的要害部位进行介质泄漏后的扩散路径和影响范围进行分析，采取相应的预警和预防措施；预警和预防措施包括源头控制、泄漏点位历史数据库和泄漏监检测等技防手段。泄漏监检测手段包括但不限于GDS、火灾自动报警系统、人工巡检、LDAR、在线壁厚腐蚀监测和各种视频监控系统。

按照GBT 50493-2019第4.1.3款的规定，下列可燃气体和(或)有毒气体释放源周围应布置GDS检测点：1.气体压缩机和液体泵的动密封；2.液体采样口和气体采样口；3.液体/气体排液(水)口和放空口；4.经常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。

随着DCS系统及计算机技术的快速发展，炼化企业操作人员面对的报警组态信息从60年代的数十个上升到现如今的4,000余个；庞大的报警数量造成报警泛滥，操作人员无法在大量的报警中快速准确地定位关键报警，GDS泄漏探测报警信息很容易被成千上万的报警信息掩盖，难以及时处理突发泄漏。近年来世界著名石油化工公司、工程公司和专业公司共同对报警系统进行了研究及实践，运用高级报警管理的理念，推出了相关的国际规范和工程导则。通过高级报警管理系统(AAS)的实践，证明可提高报警系统的有效性和安全性。

由于泄漏主要是由于设备不完整缺陷或问题造成的，因此国内外在基于风险的设备管理基础上推行设备和管道的完整性管理。美国职业安全卫生署于1992年颁布了联邦法规《高危险化学品过程安全管理(PSM)》，PSM管理体系包含14个要素，其中的设备完整性管理基于高危化学品对生产过程和设备的潜在风险分析，对生产过程域工艺设备进行分类分级管控。

设备完整性范畴涵盖压力容器及储罐、工艺管道系统、泄压排放装置、紧急停机系统、仪控系统、动设备及电气设备等七大关键设备，通过人员专业能力建立、设备的合规操作、风险评估、预测劣化速度及失效率、定级管理、分级检验、合理的保养维修、失效根因分析、谨慎的变更管理、优化管理体系等闭环管理，提升过程安全，并达到安稳长满优的生产目标。设备的完整性管理是动态的，需要持续改进。

总而言之，现有技术的缺点主要有以下几个方面：

1.GDS系统关注的重点不包含炼化装置设备管线易腐蚀泄漏部位和含缺陷设备管线操作工况异常波动时易漏部位，特别是处于高点高处的上述容易泄漏的设备管线部位基本没有或很少部署GDS探测器，加之GDS系统探测器现场布点位置不合理，导致现有GDS气体泄漏探测报警系统的漏检率和误报率较高，不能满足预警预防和降低泄漏安全风险的要求。