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工业控制网络信息安全的防护措施与应用

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资料介绍

近几年,因网络病毒引起的工业事件层出不穷,工业网络安全问题已经日益严峻,为保证能源和关键性基础设施行业控制系统的安全稳定运行,不同应用领域工业控制网络存在的漏洞和安全隐患,需要建立有针对性的安全防护体系。简述多芬诺工业控制网络信息安全的防护措施与应用。

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工业技术

Gong Ye Ji Shu

胺液（MDEA）发泡分析及解决方案

牛晓瑞¹江浩²

1.陕西靖边星源实业有限公司陕西榆林 017300；2.博莱克威奇（北京）工程设计有限公司北京 100010

【摘要】在天然气脱酸气过程中，系统的稳定性尤其关键。目前常用配方MDEA的50.0wt%水溶液进行脱除，可这种系统往往存在发泡现象。通过对胺系统、

板塔设计、进气、补充水等分析推断出，导致这一问题的主要原因是进入胺系统的烃类及各种油污碳粉等，这些杂质会导致胺液表面张力降低和粘度增加，由此而导

致胺液气液对流时气泡不会很快破灭。

【关键词】MDEA；胺系统；酸气脱除

【中图分类号】TQ042

【文献标识码】A

引言：

脱至4-5%。第6列装置可将气体中的CO₂由5%降至1%。将第6列的处理气与前

5列处理气调合使处理后的管道气CO₂含量低于3%。另外，井站加注了甲醇防止

冻结或形成水合物。甲醇在前6列AGRU中被分离并循环使用。

回到西蓝现场，打开进气过滤器顶部和底部放净，可发现有白色粘着液体流

出。这种液体很可能来自上游脱水单元夹带。TEG在管线中累积并周期性进入装

置。当上游装置操作不稳定，进气过滤器不能有效的分离上游夹带过来的液体。

2.4补充水

高质量补充水的电导率通常低于10μs/cm且PH值介于7.0-7.7之间。对于胺

液系统的正常操作来说，高质量的补充水至关重要。任何污染物和添加剂都会在

胺液系统中累积导致胺液性能下降，不稳定，发泡或其它操作问题。

西蓝装置向胺液系统加入的补充水来自脱盐水系统。水处理系统应用了膜工

艺包括过滤，反渗透膜和混床脱盐。补充水电导率多次高达85μs/cm，远高于推

荐值-低于10μs/cm。

采用B&V工艺设计的靖边西蓝LNG工厂在正常操作过程中胺液吸收塔出现

发泡现象。这种发泡导致胺单元不稳定，不合格的处理气进入后续单元。使CO₂

浓度可能高于50ppm以上，这可能导致CO₂低温堵塞设备或使换热器效率下降。

一、发泡形成的机理和稳定性

发泡是气相物理混入液相的结果，泡沫的形成主要决定于表面特性如薄膜

层弹性，胶层效率，导液和表面粘度和张力。干净的胺液不容易发泡因为它是

极性水溶液并有较高的表面张力。干净的胺液也能产生泡沫但不稳定，因为它

的粘度较低，当泡沫形成时在泡沫表面会发生快速导液。发泡问题主要是由于

胺液系统被烃类、有机酸、水处理物质、缓蚀剂、沥青质分散剂、油、抑制剂、

焊剂、碳粉、氧化铁胶体、补充水中粒子、等物质污染导致其表面张力降低和

粘度增加。

二、西蓝工厂调查和分析

2.1西蓝胺系统

2.5胺过滤

西蓝装置的胺系统使用了传统的设备配置。原料气流经进气过滤器/聚结器，

除去原料气中的液体和固体。然后原料气先流至吸收塔进料/流出换热器再进入

胺液吸收塔。胺液由塔顶向下流动经固阀塔板与原料气逆流接触，吸收原料气中

的CO₂，使其浓度降至50ppmv以下。

富胺由胺吸收塔塔底流出经减压后流至胺闪蒸罐，在闪蒸罐中将富胺中溶

解的烃类除去。然后液相富胺流至贫/富胺换热器，从贫胺液中吸热降低胺再沸

器热负荷，然后从顶部进入胺再生塔。再沸器所需低压蒸汽由蒸汽锅炉提供。随

着溶液向下流至再沸器，其中的CO₂被气提出来。从再生塔塔底流出的即为贫胺

液。贫胺液流向贫/富胺换热器和贫胺冷却器，将贫胺温度降至比原料气温度约

高5摄氏度，使其高于原料气中烃的凝点。贫胺在流过机械过滤器和碳床过滤器

清洁后由此返回吸收塔完成循环。

安装合适的过滤系统是胺液系统设计的一个关键组成。一套好的过滤设计

应同时拥有颗粒和碳床过滤。颗粒过滤器被用作除去胺液系统中累积的颗粒，这

些颗粒可促使胺液发泡和严重腐蚀。碳床过滤器除去促使发泡的表面活性污染物

和烃类。活性碳床的寿命取决于污染物的含量和溶液流过过滤器的流率。一般来

说，碳床过滤器应每3-4个月更换，最长不超过6-8个月。为保证合适的过滤，

最少应取贫胺液循环量的10-20%经过颗粒和碳床过滤器过滤。

现场调查期间发现仅有贫胺液循环量的2.5%经过机械和碳床过滤器。

2.6富胺闪蒸罐

富胺闪蒸罐用来除去胺液中夹带或溶解的烃类，为了最大化的除去烃类它的

操作压力应尽可能低。除去烃类可有效减小潜在的胺液发泡趋势。闪蒸罐应可以

使烃类在其中聚积分离并从循环胺溶液中撇去。

2.2吸收塔设计

三、可行的解决方案

胺吸收塔设计塔径为900mm并使用Koch-Glitsch塔板。为了确定由发泡引起

的液泛将胺由T-101顶部带出与安装的塔板设计无关，塔板性能由最新的进气状

态核算保证合适的降液管宽度和底隙。结果为在100%负荷下，射流率仅为47%，

降液管液泛仅为65%，降液管中的清液流速为0.25ft/s，基于水力学计算可确定塔

径足够。

根据现场详细调查，建议用以下方法减小发泡趋势：

·避免TEG进入装置。同时保证原料气中CO₂含量低于3%。

·补充水质量必须满足电导率低于5μs/cm，PH值介于7.0-7.7之间的要求。

·保证至少10%的贫胺液经机械和碳床过滤器过滤。机械和碳床过滤器应每

3-4个月更换，最长不超过6-8个月。

2.3进气过滤/分离

·尽可能的减小胺液闪蒸罐的操作压力，定期从胺液闪蒸罐中撇去烃类。

四、结束语

保持胺系统的清洁度对于减少胺液发泡和稳定操作至关重要。胺系统越清

洁，系统就操作的越好。发泡问题可由严格执行保持系统清洁的操作检修规定

来解决。不推荐也不需要为发泡和操作不稳定对传统系统进行机械修改。对补充

水，胺液过滤等应做到保质保量。

适用并高效的进气过滤/分离非常重要。胺液操作中的很多问题，都可追溯

到过量的外来物质由进气夹带到系统。事实上这些物质不是匀速进入系统，而是

以柱塞流或缓冲流方式进入系统。吸收过程中导致发泡最常见的来源即原料气中

夹带的固体颗粒和/或烃类。

现场调查组检查了上游气体处理厂可能促使发泡的试剂。上游处理厂共有6

列装置，装置包括酸气脱除单元（AGRU）-用MDEA脱去H₂S/CO₂，之后是脱水

单元，用TEG（三甘醇）降低气体中水含量。其中5列装置仅能将气体中的CO₂

参考文献：

[1]郭揆常.液化天然气工艺与工程.中国石化出版社.2014.5

工业控制网络信息安全的防护措施与应用

高英

四川中烟工业有限责任公司绵阳卷烟厂四川绵阳 621000

【摘要】工控领域信息安全等级保护工作应重视网络基础设施安全。随着社会的不断发展，现代工业网络在取得突飞猛进发展的同时，也为企业的网络安全工

作带来了严峻的考验，信息化前进的步伐是要与安全管理的提高相辅相成的，工业网络通讯的特点要求我们在加大人员和制度管理的同时，必须加强网络安全设备的

建设，并采取有效的措施加强安全控制，从而实现工业网络的安全性、高效性和稳定性，为企业的安全生产创造有利的环境。基于此本文分析了工业控制网络信息安

全的防护措施与应用。

【关键词】工业控制网络；信息安全；防护措施

【中图分类号】TP309

【文献标识码】A

1、工业控制网络信息安全

通过“深层防御、区域隔离、通讯可控”的思路进行网络安全设计和改造，采取

网络通信加密、划分网络功能区域、工业通信协议深度检查、终端访问控制等措

施，有效避免工业控制系统网络的安全隐患。

信息安全是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然

的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服

务不中断。信息安全主要包括以下5方面的内容，即需保证信息的保密性、真实

性、完整性、未授权拷贝和所寄生系统的安全性。工业控制网络是一种把整个工

厂中各个生产流程和自动化控制系统通过各种通信设备组织为一个整体的一种通

信网络。工业控制系统的网络安全体系在很大程度上是由通用信息安全技术在工

业控制系统具体环境的实施下演化而来，而目前工业控制系统网络节点之间的数

据通信需求往往偏重于实时性和稳定性方面，忽略了网络安全方面的防护措施，

而且工业控制系统与其他网络互连时缺乏安全边界控制，使得工业控制网络的安

全漏洞极易受到外界攻击，病毒等威胁因素肆意传播，但是另一方面，工业控制

系统的正常运转直接关系到生产的平稳运行和人身财产的安全，这个特殊性又决

定了其在网络安全方面有着比通用信息领域更高的要求。现在工业控制系统可以

2、工业控制网络的安全隐患

2.1、病毒、蠕虫、木马的问题

病毒、木马、蠕虫是针对计算机编写开发出来的程序，具有强大的破坏性。

一般来说普遍工业的控制网络是物理隔离的，但是控制网络的封闭性正好为病

毒的发展提供“温床”，这些病毒可以通过U盘或者硬盘传播进入到控制网络

中，例如蠕虫病毒，感染后会进入信息层的PC机和服务器，并且依靠网络开始

传播，而一些网络的设备也就受到影响，例如交换机、路由器等。通常只有依

靠重启路由或者重新配置访问控制列表才能解决。而蠕虫病毒入侵可能直接导

致使上层的信息层流量进入工业以太网，导致网络超载。而控制层的很多计算

机终端也是直接与工业以太网交换机相连的，终端如果感染病毒，工业控制网

商品与质量

SHANGPINYUZHILIANG

万方数据

244

工业技术

Gong Ye Ji Shu

超大洞室开挖及混凝土浇筑快速施工技术研究

蒋跃峰

葛洲坝新疆工程局（有限公司）新疆乌鲁木齐 830000

【摘要】在现阶段的在水利工程施工中，洞室开挖施工的条件非常差，且施工中风险性较高，在施工作业面也非常狭窄。因此，在水利工程中，要以技术作为

最基本的保障，对于各种施工中的管理层和施工层不断进行检查和监督，使水利工程的洞室开挖及混凝土浇筑快速施工技术得到较好的控制。同时，使水利工程的施

工速度加快，减少水利水电工程施工成本，最后取得较好的社会效益和经济效益。本文就对超大洞室开挖及混凝土浇筑快速施工技术进行分析和探讨。

【关键词】超大洞室开挖；混凝土浇筑；快速施工技术

【中图分类号】TV554

【文献标识码】A

1 工程概况

3.2支护施工

阿尔塔什水利枢纽是塔里木河主要源流之一的叶尔羌河流域内最大的控制

性山区水库工程，位于喀什地区莎车县霍什排甫乡和克孜勒苏柯尔克孜自治州阿

克陶县的库斯拉甫乡交界处。距莎车县约120km距叶城县约128km，距下游卡群

电站55km，距喀什约310km。莎车县～喀群乡恰木萨勒乡四村为75km沥青混凝

土道路，交通条件较好；卡群乡恰木萨勒乡四村～枢纽管理区35km为简易道路，

交通条件较差。

3.2.1超前支护

渐变段共布置2排大管棚，洞口导0-14.0处布置1排管棚（φ108×6mm、

θ=10°）长度24m，间距50cm，共计53根。洞内导0+1.0处布置1排管棚，管

棚（φ89×6mm、θ=10°）长度20m，间距50cm，共计50根。洞口的管棚应用

AtlasA66CB液压履带钻机钻孔，钻孔直径Φ150，洞内管棚应用哈迈XZ-40多功

能钻机，钻孔直径Φ130。

工程任务为在保证向塔里木河干流生态供水的前提下，以防洪、灌溉为主，

兼顾发电等综合利用。水库总库容22.49亿m³，正常蓄水位1820m，最大坝高

164.8m，电站装机容量755MW。本枢纽为大（1）型Ⅰ等工程。

枢纽工程主要建筑物有：拦河坝（混凝土面板砂砾石堆石坝）、1#和2#表孔

溢洪洞、中孔泄洪洞、1#和2#深孔放空排沙洞、发电引水系统、电站厂房、生

态基流发电系统及其发电厂房等。两条发电洞、1#深孔放空排沙洞、生态基流发

电洞和发电厂房布置在右岸，洞子、两条溢洪洞、中孔泄洪洞、2#深孔放空排沙

洞布置在左岸。挡水建筑物、泄洪洞及发电洞进水口为1级建筑物；发电、电站

厂房为2级建筑物；生态基流引水洞及其厂房、次要建筑物为3级建筑物，临时

建筑物为4级。

3.2.2系统支护

进口渐变段全段应用钢支撑支护，导0-14.0 ～导0+16.0应用I22b工字钢，间

距60cm。导0+16.0 ～导0+36.0段应用I20b工字钢，间距60cm，钢支撑安装完成

喷护30cm厚的C25聚丙烯纤维混凝土。顶拱锚杆和锚筋束采H518-50-8-P型锚

杆台车钻孔，边墙锚筋束应用ROC742液压钻机钻孔。混凝土喷护应用MEYCO

湿喷台车施工。

3.3混凝土衬砌施工

在完成底板浇筑之后，边墙浇筑进行顶拱承重结构的搭设。顶拱承重结构按

照相关原则进行设计，也就是在顶拱承重结构搭设前，搭设型钢下部的承重架为

一期承重结构，一期承重结构的荷载包括型钢、型钢上部的脚手架、模板及相应

的施工动力荷载。一期承重结构搭设完成后继续进行二期承重结构的搭设即顶拱

承重结构的搭设，二期承重结构的荷载主要包括顶拱混凝土、钢筋及相应的施工

动力荷载。二期承重结构需在型钢支撑形成固端后形成。顶拱承重结构按照“分

期承载，连续搭设”的理念设计就是要实现在边墙（混凝土浇筑完成的同时，完

成顶拱承重结构及模板、钢筋的施工，实现底板、边墙（和顶拱混凝土的连续施

工。

2 洞室开挖施工前的准备工作

在进行洞室开挖前期准备阶段，应该先让施工人员熟知施工的安全技术操作

规范要点，并定期参加有关技术安全考核，执证上岗。对于能够从事特殊作业的

有关施工人员，要按照有关规定进行专门培训，取得有关资格证书，然后再执证

上岗。同时，有关施工作业人员，在上岗之前，应佩戴有关防护用品。

在施工前应做好有关施工安全的交底工作。要对施工人员和其他各种人员进

行安全教育和技术培训工作，使全体施工和作业人员对安全管理工作和保护工作

有了新的认识和提高。在施工的过程中，要进行轮训，对离岗的时间要控制得当，

如果离岗时间较长，就要进行重新培训，再进行地下工程的施工作业。最后，有

关项目组要设置专门安全检查管理小组部门，还要有专门的安全管理员进行督导。

在施工中按照统一管理制度进行施工和操作，统一上下工。在施工中，要遵守各

种安全管理规章制度和施工标准要求，保证施工的作业和设备安全无误。

3 具体施工技术研究

3.4围岩松动圈

在进口渐变段施工前，应用超声波测试的方法对围岩的松动圈进行了测试，

Ⅳ、Ⅴ类围岩的测试断面布置在导0+36.0处，顶拱布置了2个测试孔，左右侧边

墙各布置了4个测试孔。从测试结果看Ⅳ、Ⅴ类围岩的松动圈为3 ～ 4.0m，验证

了进口渐变段应用4.5、9.0m系统锚杆是合理的，对“新奥法”的应用提供科学

依据。

4 结语

3.1开挖施工

在水利工程中的设计管理以及各种控制工作中，要按照水利工程的条件和特

点，加强对设计的分析，洞室开挖前要进行设计方向的把握，对设计要符合一定

的实际和施工要求，对于洞室开挖施工一定要注意施工的安全。出现安全事故不

要惊慌，要按照一定的规范操作，发现险情，立即进行组织人员有序撤退。在施

工中要重视不安全因素的影响，加强施工的质量管理和安全管理，才能把水利工

程的施工作业做好。

进口渐变段的开挖主要从上到下一共分为四层，对于上层的开挖主要应用

“眼镜法”开挖，也就是首先开挖左右两侧导洞，然后再开挖中部岩柱。按照

“新奥法”原理，左右侧导洞开挖完成后及时进行锚喷支护，然后进行中部岩柱

开挖及相应支护施工，中部岩柱开挖滞后导洞开挖掌子面约5个循环。上层左右

侧导洞的断面尺寸为8.0×8.0m，应用YT28手风钻钻孔，每循环进尺1.5m。中下

层开挖应用中部拉槽，梯段高度5.0m，两侧和底板预留保护层，侧向保护层厚度

4.0m，底板保护层厚度2.3m，中部拉槽应用液压钻机钻孔，梯段爆破，侧向及底

板保护层应用手风钻钻水平孔，预裂爆破一次性拆除。

参考文献：

[1]蔡洪亮.蒲石河抽水蓄能电站地下厂房安全监测及工程处理措施研究[D].

吉林大学，2013.

络由于缺乏有效的防护和杀毒软件，导致病毒蔓延，最终导致全网络瘫痪和数

据毁坏的结果。

件和防火墙等内容进行必要的扫描，对于即将要接受的数据，必须要借助于杀毒

软件来进行有效扫描，在确认没有问题的情况下再进行接收。

3.4、采用黑客防护措施

2.2、黑客入侵的问题

黑客入侵并窃取资料是大部分企业网络最头痛的问题，在工业控制网络中，

网络结构主要以集线器为媒介，并将信息数据包向全网络节点扩散。信息的来源

包括：过程量转换器以及装在工业控制现场的PLC等，一般来说，这些设备发送

的数据量比较少，经过封装后在工业控制网络中循环发送。而黑客只要用嗅探器

就可以进入到工业控制网络底层，并在系统未发觉的过程中截获部分信息，返还

给普通的PC电脑进行数据分析和处理，得到有效的资料。这是由于工业信息传

输过程未经过加密操作，而交换设备对端口不具备保护功能以及网络安全监控不

到位导致的。

实现有效的黑客防护措施，能够在根本上保证计算机网络信息安全。第一，

通过隐藏IP地址来有效杜绝黑客的攻击。第二，在计算机网络运行的过程中，应

该及时关闭不必要的端口，这样就会让黑客丧失攻击的渠道，无法入侵到整个计

算机系统中去。

3.5、控制病毒传播

内网设备在运行中，会不可避免的使用到U盘、光盘等进行资料的转移和处

理，这就给整个内部工业网络的运行造成了一个很大的隐患，因为一旦出现病毒

感染，可能对整个内网的设备是致命的，会给企业造成无法挽回的损失，这个问

题通过两个方面做好这工作，一是可以通过系统的安全设置禁止系统的UBS接口

和光盘的使用，相应的内网电脑都要设置足够复杂的开机密码和屏保密码。二是

加强人员的管理，机房建立访问登记制度，处理故障使用专用的笔记本等，避免

出现通过存储介质引入病毒的情况。

总之，随着计算机和网络技术的发展，信息化安全在信息化建设环节中提到

了极高的重视程度。如何提高工业控制系统在各阶段的安全，确保生产系统的稳

定可靠、防止来自内部或外部攻击是需要重点研究非常方向，需要引起我们的高

度重视。

3、工业控制网络信息安全防护措施

3.1、建立完善的组织机构

企业要结合本单位实际，制定网络安全工作的总体方针和策略，明确本单位

网络安全工作的总体目标、范围、原则和安全框架。应有专门的部门具体承担网

络安全管理工作，组织制定和落实网络安全管理制度，实施网络安全技术防护措

施，开展网络安全宣传教育培训，执行网络安全监督检查等。

3.2、硬件系统的安全防护措施

外部环境防护作为计算机网络信息安全的重要方面，关系到整个系统安全情

况。减少由于外部环境引起计算机设备的损坏，对于设备周围的环境进行充分重

视，保证周围空气干燥，杜绝磁场源的出现。同时还应该加装弱电防雷设备，保

证计算机网络系统能够时刻处于健康有序的状态下运行。

参考文献：

[1]李佳玮，郝悍勇，李宁辉.工业控制系统信息安全防护[J].中国电力，

2015，10：139-143.

3.3、加装杀毒软件与防火墙

[2]郭春梅，毕学尧.对工业控制系统网络安全的思考[J].信息安全与通信保

密，2013，03：42-44.

[3]刘晨，范毅.工业控制系统网络信息安全研究进展[J].信息与电脑（理论

版），2015，17：175-176.

加装杀毒软件是杜绝计算机病毒入侵的最有效办法，从根本上提升了计算机

网络的安全性能。及时关注杀毒软件的升级，更新病毒数据库，并做好计算机网

络定时数据备份工作，从而来对于具体的数据进行有效的保存。必须要对杀毒软

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