[发明专利]一种基于可拓理论的石油化工码头储罐区安全预警系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工码头储罐区安全预警技术领域，具体涉及一种基于可拓理论的石油化工码头储罐区安全预警系统及其运行方法。 

背景技术

储罐是石油化工码头的重要存储设施，一般储存易燃易爆的危险物质。由于缺少对设备超温超压、电荷过载或液位、流量、压力、组份浓度等异常状态参数的监测与应对管理，容易造成储罐内危险物质泄漏，甚至发生火灾、爆炸和人员中毒事故。因此，及时地发现可能造成事故的隐患并及时采取有效预控对策来消除事故隐患，可以减少损失。由于数字通讯、数据处理等现代科技的发展非常迅速，建立石油化工码头储罐区实时监控预警系统，使有效防范和减少事故成为了可能。 

在现有技术中已经建立起较为先进、完善的安全监控系统，但存在预警工作集中在对储罐温度、压力等实时数据的监控，缺乏对工作人员、安全管理情况等非实时监测参数的安全预警。同时，预警系统也存在预警模型复杂、计算量大、预警结果缺乏客观性；预警软件自动化、智能化、信息化程度偏低等不足。因此有必要根据风险管理的体系和预警机制，建设以风险动态管理为支撑的监控与预警系统，实现储罐存储风险的动态、超前、实时、有效的管理，从而改善风险管理体系运行质量，提升我国石油化工码头仓储企业的安全管理水平。 

发明内容

本发明的目的是解决石油化工码头储罐区安全预警过程中实时监测参数和非实时监测参数分析判断的不足，提供一种基于可拓理论的石油化工码头储罐区安全预警系统及其运行方法。 

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为： 

一种基于可拓理论的石油化工码头储罐区安全预警系统，包括液位计、温度传感器、压力传感器、可燃气体检测器、数据采集卡、工控机数据分析模块和报警装置，所述液位计、温度传感器、压力传感器和可燃气体检测器分别与所述数据采集卡的对应输入端连接，数据采集卡的输出端通过PCI总线与工控机数据分析模块连接进行数据的分 析、处理、显示和记录，所述工控机数据分析模块同时与所述报警装置连接；所述工控机数据分析模块由LabVIEW虚拟仪器实现。 

本发明同时提供了一种根据上述预警系统实现石油化工码头储罐区安全监测的运行方法，包括以下步骤： 

(1)实时监测参数的预警警况判断： 

液位计检测储罐内液体界面的液位，得到的液位参数通过数据采集卡上传至工控机数据分析模块，作为判别的基础数据； 

温度传感器检测储罐的罐壁温度，并通过数据采集卡将温度参数传递给工控机数据分析模块； 

压力传感器检测储罐内压力，并通过数据采集卡将压力参数传递给工控机数据分析模块； 

可燃气体检测器检测储罐、阀门等处的可燃气体泄露浓度，并通过数据采集卡将浓度参数传递给工控机数据分析模块； 

工控机数据分析模块对所得到的液位参数、温度参数、压力参数和可燃气体浓度参数进行分析判定，当参数值均在各自阈值范围内时表明处于安全状态，超出阈值范围则启动报警装置； 

具体判断方法为： 

数据分析模块先将采集到的液位参数、温度参数、压力参数以及可燃气体浓度参数进行数据预处理，即将采集到的信号按时域截取，并采用Butterworth低通数字滤波器控制滤波器顺序、截止频率、脉冲个数和阻带衰减等参数。然后对检测数据的时域统计分析，得到信号的均值，将参数均值进行分析判定，当参数值均在各自阈值范围内时表明处于安全状态，超出阈值范围则启动报警装置。 

(2)非实时监测参数的预警警况判断，方法包括以下步骤： 

(2-1)构建石油化工码头储罐区安全预警指标体系 

在系统性、客观性、动态性、层次性等原则的指导下，结合现场工程技术人员的意见和前人的研究成果，建立石油化工码头储罐区安全预警指标体系，主要有人的因素、机械设备、环境因素和管理因素4个分指标组成。人的因素有8个二级指标：违章作业率、违章指挥率、违反劳动纪律率、技能知识水平达标率、紧急处理失误率、人员文化程度、人员持证率、人员工作经验；机械设备有7个二级指标：设备故障率、设备维修率、设备更新率、设备带病作业率、安全装置完好率、监控设施完好 率、防灭火设施完好率；环境因素有3个二级指标：自然环境条件、库区抗灾能力、基础不均匀沉降；管理因素有9个二级指标：制度完善率、安全制度执行情况、安全检查与隐患整改、安全教育培训情况、安全管理组织协调性、事故预防及应急处理、信息沟通有效率、专业管理人员占有率和安全标识情况。