摘" 要:化工園區(qū)是以發(fā)展化工產業(yè)為核心的規(guī)劃區(qū),涉及危險化學品生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄等環(huán)節(jié),具有危險化學品流向復雜、數量大、種類多和集中度高等特點,任一環(huán)節(jié)存在問題均可能引發(fā)重特大安全事故。為有效提升化工園區(qū)本質安全管理水平,基于“工業(yè)互聯網+?;踩a”的理念,提出化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設的思路和功能設計,實現對危險化學品的全流程監(jiān)管。
關鍵詞:化工園區(qū);危險化學品;全流程;全生命周期;智能管理
中圖分類號:TP315""""" 文獻標志碼:A""""""""" 文章編號:2095-2945(2025)04-0127-04
Abstract: The chemical industry park is a planned area with the development of the chemical industry as its core, involving the production, storage, transportation, use, operation, and disposal of hazardous chemicals. It has the characteristics of complex flow, large quantity, multiple types, and high concentration of hazardous chemicals. Any problem in any link may lead to major safety accidents. In order to effectively improve the intrinsic safety management level of the chemical industry park, based on the concept of \"industrial Internet plus+safe production of hazardous chemicals\", the idea and functional design of the informatization construction of the whole process supervision of hazardous chemicals in the chemical industry park are proposed to realize the whole process supervision of hazardous chemicals.
Keywords: chemical industrial park; hazardous chemicals; full process; full lifecycle; intelligent management
化工園區(qū)是以發(fā)展化工產業(yè)為核心的規(guī)劃區(qū),涉及危險化學品生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄等環(huán)節(jié),具有危險化學品流向復雜、數量大、種類多和集中度高等特點。監(jiān)管過程中,任一環(huán)節(jié)存在問題均可能引發(fā)重特大安全事故。近年來,為提高化工園區(qū)本質安全管理水平,國家及各省出臺了一系列化工園區(qū)安全管理要求及智慧化工園區(qū)建設指南,但目前化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設仍處于較低水平。本文基于“工業(yè)互聯網+?;踩a”的理念,探討化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設的思路和設計。
1" 化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設的必要性
危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設是指借助物聯網、大數據、云計算和人工智能等技術,采集危險化學品生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄處置等環(huán)節(jié)關鍵數據[1-2],通過監(jiān)測預警、綜合研判實現危險化學品來源可循、去向可溯、狀態(tài)可控,打造全鏈條監(jiān)管新模式。
1.1" 危險化學品全流程監(jiān)管信息化是國內化工園區(qū)發(fā)展趨勢
隨著我國化工行業(yè)的不斷發(fā)展,快速發(fā)展的弊端逐漸顯現,系統性安全風險集中暴露,為此國家層面越來越重視化工行業(yè)的安全生產,多次出臺文件強調,要求做好化工行業(yè)的安全生產工作,習近平總書記更是在黨的第十九屆五中全會作出“統籌發(fā)展和安全,建設更高水平的平安中國”的重要部署。國務院安全生產委員會、工信部和應急管理部自2012年起對我國化工園區(qū)危險化學品管理信息化提出諸多要求[3]。中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于全面加強危險化學品安全生產工作的意見》的通知、應急管理部辦公廳印發(fā)《“工業(yè)互聯網+危化安全生產”試點建設方案》(應急廳〔2021〕27號)均明確提出化工園區(qū)危險化學品全生命周期、全流程監(jiān)管APP建設要求。
1.2" 傳統化工園區(qū)危險化學品監(jiān)管方式弊端較多
化工園區(qū)因化工企業(yè)多、規(guī)模大、生產工藝復雜,危險化學品種類多、流向復雜,以及各監(jiān)管部門數據孤島等原因[4],使得傳統化工園區(qū)危險化學品監(jiān)管主要存在以下幾類問題。
第一,危險化學品底數不清、流向不明?;て髽I(yè)各類危險化學品儲存量由諸多因素決定,會隨原料價格波動、市場行情、生產計劃和上下游企業(yè)生產情況等實時變動,監(jiān)管單位難以實時掌握園內企業(yè)各類危險化學品真實儲存量?;@區(qū)不同企業(yè)、不同車間之間均可能存在一定聯系,同一危險化學品既可能是原料也可能是產品,各類危險化學品流向錯綜復雜,監(jiān)管單位難以厘清各類危險化學品從哪里來到哪里去在哪里消亡的全流程信息,難以做到精準監(jiān)管。
第二,危險化學品運輸車輛監(jiān)管難度大、風險高[5]。車輛運輸是危險化學品流轉的主要方式之一,做好危險化學品運輸車輛監(jiān)管對提高園區(qū)安全具有重要意義。目前危險化學品運輸車輛位置信息、車輛靜態(tài)信息、運輸信息,各部門之間還未互聯互通,園區(qū)監(jiān)管單位難以實時掌握危險化學品運輸車輛進出園時間、車輛數量、貨物信息,無法判斷車輛是否按規(guī)劃路線行駛、是否按規(guī)劃時間行駛、是否存在違停和是否存在超速等不安全行為。園區(qū)監(jiān)管單位難以做出針對性監(jiān)管、調度,當車輛發(fā)生事故時也難以做到敏捷應急要求。
第三,部分違規(guī)行為難以及時發(fā)現。為貫徹落實中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于全面加強危險化學品安全生產工作的意見》和國家安全監(jiān)管總局印發(fā)《危險化學品安全生產“十三五”規(guī)劃》(安監(jiān)總管三〔2017〕102號)等文件要求,各地均出臺了“禁限控”目錄,用于淘汰、限制各類落后、高污染、高能耗或不符合產業(yè)規(guī)劃的工藝、裝置、危險化學品。因存在需求,企業(yè)違返“禁限控”目錄超范圍生產使用情況短期難以杜絕,傳統監(jiān)管手段難以及時發(fā)現。
第四,部分高風險行為難以及時發(fā)現。近年來我國化工行業(yè)迅速發(fā)展,農藥、染料、涂料等傳統精細化工產量穩(wěn)居世界第一,新能源材料、醫(yī)用化學品、建筑用化學品等專業(yè)化學品產能快速增長[6]。部分化工企業(yè)因前期規(guī)劃、產能設計、設備老舊和地域限制等原因,產能無法滿足市場需求時,可能存在超負荷生產、超設計儲存等高風險行為,傳統監(jiān)管手段難以發(fā)現該類問題。
2" 化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設思路
第一,明確園區(qū)現狀。充分掌握園內各企業(yè)危險化學品生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄情況,掌握各企業(yè)危險化學品來源、去向、生產工藝、儲運設施、運輸方式、出入庫方式和出入庫計量方式等信息。
第二,充分利用企業(yè)現有系統接入數據。接入企業(yè)DCS系統、SIS系統、出入庫系統、購銷系統、過磅系統、調度系統和ERP系統等可掌握企業(yè)各類危險化學品的生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄數據的系統。不具備數據接入條件的可通過增設網關等方式改造后接入或在現場關鍵位置布置液位、流量、AI攝像頭等感知設備。
第三,充分利用園區(qū)現有系統。應急管理部2022年印發(fā)的《化工園區(qū)安全風險評估表》《化工園區(qū)安全整治提升“十有兩禁”釋義》和2023年修訂的《化工園區(qū)安全風險排查治理導則》(應急〔2023〕123號)均要求化工園區(qū)參照《化工園區(qū)安全風險智能化管控平臺建設指南(試行)》建設安全風險智能化管控平臺。目前大部分園區(qū)已建成該平臺,可在該平臺基礎上進行化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設。
第四,充分利用政府部門現有系統接入數據。如應急部危險化學品登記綜合服務系統、各省安全生產監(jiān)測預警系統、環(huán)保部門危廢轉移管理系統、交通運輸部門兩客一危系統和化工園區(qū)安全風險智能化管控平臺等可掌握企業(yè)各類危險化學品的生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄數據。若因數據回流、網絡安全等限制,難以對接政府部門數據的,可經相關政府部門許可后對接相關系統開發(fā)單位,通過定期導出數據并推送方式接入數據。
第五,多途徑、多形式充分利用現有資源獲取各企業(yè)危險化學品生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄數據,通過數據統計、分析、比對,物料守恒計算、模型計算等自動預警,降低園區(qū)安全風險。
3" 化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設設計
3.1" 框架設計
化工園區(qū)危險化學品全流程監(jiān)管信息化建設系統框架分為感知層、網絡層、IaaS層、DaaS層、PaaS層、SaaS層和展示層(圖1)。
第一層是感知層,通過大范圍、深層次的數據采集,以及異構數據的協議轉換與邊緣處理,構建平臺的數據基礎。一是通過各類通信手段接入不同設備、系統和產品采集海量數據;二是依托協議轉換技術實現多源異構數據的歸一化和邊緣集成;三是利用邊緣計算設備實現底層數據的匯聚處理,并實現數據向云端平臺的集成。
第二層是網絡層,通過云邊網絡,實現數據傳輸,把數據從感知層傳輸至平臺層。傳輸網絡支撐各類前端感知采集設備的接入和數據傳輸,橫向主要由互聯網或政務網(各政府部門專網)組成。
第三層是IaaS層,通過互聯網提供了數據中心、基礎架構硬件和軟件資源。IaaS可以提供服務器、操作系統、磁盤存儲、數據庫和信息資源,IaaS通常按照“彈性云”的模式使用。
第四層是DaaS層,對各類數據信息進一步加工形成信息組合應用,通過匯聚、整合、清洗、關聯和比對等數據處理手段,實現對數據資源全生命周期的規(guī)劃設計、過程控制和質量監(jiān)督,進一步盤活數據,提高數據質量,提升數據價值。
第五層是PaaS層,疊加大數據處理、工業(yè)數據分析、工業(yè)微服務等創(chuàng)新功能,構建可擴展的開放式云操作系統。
第六層是SaaS層,形成滿足不同行業(yè)、不同場景的工業(yè)SaaS應用和工業(yè)APP,形成工業(yè)互聯網平臺的最終價值。
第七層是展示層,結合GIS信息平臺,融合綜合信息管理、危險化學品溯源、監(jiān)測預警和統計分析等應用功能,多形式、多模式、多維度的可視化展示。
3.2" 系統功能設計
首頁。在GIS地圖上展示園區(qū)危險化學品運輸車輛、危險化學品儲存設施、危險化學品使用裝置、危險化學品生產裝置、危險化學品裝卸設施、危險廢物儲存設施和危險化學品運輸管道,實現其地理位置精準定位,點擊具體點位可查看詳細信息。該模塊主要實現基礎信息可視化展示,具體展示內容可根據監(jiān)管需求確定。
綜合信息管理。包括危險化學品管理、危險化學品儲存設施管理、危險化學品使用裝置管理、危險化學品生產裝置管理、危險化學品裝卸設施管理、危險廢物儲存設施管理、危險化學品運輸管道管理、運輸載具管理、危險化學品從業(yè)人員管理和安全生產行政許可管理。該模塊主要功能為各類基礎信息的增、刪、改和查,信息主要來源于園區(qū)系統、政府部門系統和企業(yè)調研。
危險化學品溯源。展示各企業(yè)危險化學品外購量、外購企業(yè)、自產量、生產裝置、當前儲量、儲存裝置、入庫量、出庫量、自用量、使用工序、外銷量、外銷企業(yè)、外銷運輸方式、廢棄量、廢棄儲存設施、廢棄物處置方式和廢棄物處置量等信息。通過該模塊監(jiān)管部門可清晰掌握企業(yè)各類危險化學品生產、儲存、運輸、使用、經營和廢棄全過程信息。各類信息獲取方式參考表1。
監(jiān)測預警。包括危險化學品生產預警、危險化學品儲存預警、危險化學品經營預警、危險化學品使用預警、危險化學品運輸預警和危險化學品廢棄預警等。通過該模塊可對傳統監(jiān)管手段難以及時發(fā)現的違法、不安全行為進行預警,相關監(jiān)管部門可根據預警情況采取針對性措施,降低化工園區(qū)安全風險。具體內容如下。
1)危險化學品生產預警:通過DCS系統、SIS系統對頻繁發(fā)生工藝參數偏離的工藝進行預警;通過統計危險化學品原料使用量或產品、中間產品產量與產能設計比對,可對超負荷生產進行預警;通過危險化學品運輸電子運單危險貨物與企業(yè)危險化學品生產許可證比對,運輸危險化學品不在許可范圍內的,可進行超范圍生產預警;通過危險化學品運輸電子運單危險貨物與園區(qū)“禁限控”目錄比對,運輸危險貨物屬于“禁限控”目錄禁止類危險化學品的,可進行生產“禁限控”目錄危險化學品預警。
2)危險化學品儲存預警:通過當前儲量與儲存設施設計最大儲量比對,可對超量儲存進行預警;通過危險化學品儲存設置位置及化學品禁忌屬性,可對危險化學品禁忌儲存進行預警。
3)危險化學品經營預警:通過危險化學品運輸電子運單危險貨物與企業(yè)危險化學品經營許可證比對,運輸危險化學品不在許可范圍內的,可對超范圍經營進行預警。
4)危險化學品使用預警:通過危險化學品運輸電子運單危險貨物與園區(qū)“禁限控”目錄比對,運輸危險貨物屬于“禁限控”目錄禁止類危險化學品的,可進行使用“禁限控”目錄危險化學品預警。
5)危險化學品運輸預警:通過危險化學品運輸車輛GPS、車載視頻、電子運單等信息可對車輛違停、超速、超載和駕駛員不安全行為、禁行路段行駛和禁行時段行駛等進行預警。
6)危險化學品廢棄預警:通過物料守恒計算危險廢棄物產生量與轉移量及儲存量比對,可對非法處置危險廢物進行預警。
統計分析。包括危險化學品出入園統計分析、運輸統計分析、生產統計分析、使用統計分析、經營統計分析、儲存統計分析、廢棄統計分析和特殊危險化學品統計分析等。具體業(yè)務邏輯架構圖如圖2所示。
4" 結束語
綜上所述,在云計算、5G、物聯網等新一代信息技術與智能應用的時代背景下,化工園區(qū)危險化學品全流程智能化監(jiān)管已具備一定條件[7]。充分利用園區(qū)現有資源,實現系統之間的智能互聯和高效交互,是以科技和信息化推進化工園區(qū)?;钒踩卫砟芰ΜF代化的重要途經,是建設智慧化工園區(qū)的重要組成部分[8]。
參考文獻:
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