CN110598878A - 一种基于炼化装置停工大修的检修计划tier4评估技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及装置停工检修的技术领域,特别是涉及一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,其可以正确确定检修策略,从而达到评估优化炼化企业的检修计划,提高检修计划的针对性和有效性,减少失修、过修和错修,实现检修效益提升;同时可弥补因现有的检修计划提报机制和维修模式带来的弊端,引导企业在维修模式上逐渐从传统的维修模式向预测性维修、风险维修、可靠性维修和改善性维修方面转变;包括(1)、Trend(设备状态检测趋势)、(2)、Integrity(工序完整性)、(3)、Experience(专家经验)、(4)、Reliability(基于可靠性管理理论)、(5)、Risk Technology(风险评估技术应用成果)、(6)、Regular(定检法规和执行标准)、(7)、Remains(遗留问题)。
Description
技术领域
本发明涉及装置停工检修的技术领域,特别是涉及一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术。
背景技术
众所周知,炼油化工装置高温、高压、长周期连续运行等特点决定了设备检维修是企业设备管理工作的重中之重。在企业的各类事故中,由于设备故障所导致的火灾、爆炸、人身伤害及环境污染所造成的影响和经济损失是非常巨大的。
近年来,随着经济规模的不断扩大,我国炼油化工装置得到大规模发展,多个大型炼化基地陆续建成投产,装置规模和复杂程度逐步扩大,装备技术水平、自动化水平大幅度提高,设备可靠性程度之逐步提升,大修周期也不断延长,企业运营效益不断放大。但同时也为设备管理带来了一些新问题,例如运行周期的延长导致检维修人员的经验积累迅速老化,难以依靠设备管理人员和维修人员的经验选择大修任务。设备复杂程度大幅度提高对检修提出了更高的要求,采用非专业的检修计划选择机制可能存在风险,一旦由于“失修”导致非计划停工或运行周期缩短,就会造成难以承受的损失和压力,削弱企业竞争力,降低运营效益;“过修”又会造成检修资源的不必要浪费,增加检修的成本;而因忽略引起设备故障或失效的根源导致的“错修”,不仅浪费检修资源,还会出现下一个运行周期同类问题再次发生,影响设备长周期运行。检修计划的确定不仅直接影响了大修时间、施工力量、施工机具、施工材料、大修费用及安全、环保的管理,而且还影响设备安全稳定的长周期运行。所以合理的选择设备维修模式,根据维修模式正确确定检修策略,从而在装置停工时选择检修项目对炼化企业的停工检修至关重要。
现有的炼化企业维修模式基本可以分为事后维修(故障维修、纠正性维修或恢复性维修)、预防性维修。事后维修:设备发生故障或性能、运行状态降低到允许值以下时所进行的非计划性修理,设备发生故障或性能降低后,使设备恢复至既定功能或正常状态所进行的维修;预防性维修:为防止设备性能降低、运行状态劣化,按事先规定的计划和相应的技术要求所进行的维修活动。预防性维修有定时更换、修理的方式和定期检查并根据检查结果来安排近期维修计划的方式。
现有的维修模式存在如下缺陷:事后维修无法避免因设备停机造成的直接或间接损失;而预防维修经常会造成过剩维修,提高运行成本。两者都无法真正有效提升系统可靠度和效益;并且,现有检修计划提报机制主要依赖于企业领导和企业各运行部技术人员、管理人员的认知水平和经验,主观随意性较强,没有完全依据先进的理论工具和技术进行专业、科学地指导检修项目的选择,合理的确定检修策略,从而造成“过修”和“失修”的现象发生;同时,又存在“头痛医头,脚痛医脚”的问题,没有系统性的考虑各类设备的相互作用、风险传递、工艺、操作等因素,从而忽略引起设备故障或失效的根源,造成确定的检修项目不够有效和精准,导致“错修”的现象发生。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供一种可以正确确定检修策略,从而达到评估优化炼化企业的检修计划,提高检修计划的针对性和有效性,减少失修、过修和错修,实现检修效益提升;同时可弥补因现有的检修计划提报机制和维修模式带来的弊端,引导企业在维修模式上逐渐从传统的维修模式向预测性维修(状态维修)、风险维修、可靠性维修和改善性维修方面转变,从而保证设备能长周期、高效率、安全、经济地运行,获得较低的寿命周期费用、较好的经济效益的基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,包括(1)Trend(设备状态检测趋势)、(2)Integrity(工序完整性)、(3)Experience(专家经验)、(4)Reliability(基于可靠性管理理论)、(5)Risk Technology(风险评估技术应用成果)、(6)Regular(定检法规和执行标准)、 (7)Remains(遗留问题);
所述(1)Trend(设备状态检测趋势):运用加热炉测评、机组状态监测、泄漏检测、红外监测、腐蚀监测、换热器热效率测评等先进的设备检测技术,通过测取运行条件下的性能参数及设备特征数据,经过处理、分析,获得反映设备状态和故障征兆的信息,掌握现场设备的运行状况,实现对设备的状态评价、故障诊断和预测,以降低设备开盖率和加强设备故障预警;
所述(2)Integrity(工序完整性):检修计划编制要做到工序完整,同时要考虑检修过程中的安全保障措施、环境条件、外部条件 (如周边临时设施布置、检修空间环境、吊机站位和起重吊装高度、交叉作业),积极推行工序版检修计划,使检修项目准确率大幅提升,一是工序版计划可指导现场施工单位在施工过程中的规范操作,减少不必要环节;二是通过工序版计划对重大施工项目施工进度节点安排,可进行有效掌控,同时通过每项施工步骤可识别施工过程中的相应的安全风险以便提前采取相应的安全防范措施;三是减少大修后签证工作时间,可以提高结算方面的工作效率;
所述(3)Experience(专家经验):专家通过查阅分析设备状态监测数据、设备基础信息数据、检维修历史数据、设备故障数据和法规标准规定,并结合专家历史运行管理的丰富的经验积累,查找检修计划中存在的问题和不足,提出优化意见;
所述(4)Reliability(基于可靠性管理理论):主要依赖于RCM (以可靠性为中心的维修)分析评估技术应用成果,根据RCM分析结果确定的维修方式制定设备的维修策略,对装置现有维修计划进行优化,形成装置的设备维修策略。通过查询分析炼化企业的RCM分析报告给出的设备维修策略,对比炼化企业的检修计划,可达到优化 RCM分析装置范围内的检修计划;
所述(5)Risk Technology(风险评估技术应用成果)包括(5.1) RBI评估技术应用成果、(5.2)HAZOP分析技术应用成果、(5.3) SIL评估技术应用成果和(5.4)FMEA技术应用成果;
所述(6)Regular(定检法规和执行标准):参照压力容器、压力管道、安全阀、锅炉和起重机等相关特种设备的定检法规和执行标准中规定的检验(校验)周期、检验(校验)项目、检验(校验)方法和要求,结合炼化企业现有的特种设备,对比炼化企业的特种设备检验(校验)计划,可优化特种设备的检验(校验)计划;
所述(7)Remains(遗留问题):通过查阅分析炼化企业的装置停工大修中的历史遗留问题、装置运行期间发生的问题及采取的临时措施、日常检查和各级部门检查发现的问题、设备管理的审查中发现的问题等,对比检修计划中的相关的内容,可优化相关设备的检修计划。
进一步的,所述(5.1)RBI评估技术应用成果:通过查询分析炼化企业的RBI评估报告,根据报告中给出的检验时间、检验类型、检验方式和检验有效性选择等检验策略,然后对比炼化企业的检修计划,可找出装置中风险较高的设备,制订合理降低风险的检验计划,对少数高风险和中高风险设备加强检验,而对大多数低风险设备可适当降低检验力度,继而达到优化RBI评估装置范围内的检修计划。
进一步的,所述(5.2)HAZOP分析技术应用成果:通过查询分析炼化企业的HAZOP分析报告中最终达成一致的建议措施内容,对比炼化企业的检修计划,查找检修计划中是否对评估报告所提出的建议措施进行列项,继而达到优化HAZOP分析报告装置范围内的检修计划。
进一步的,所述(5.3)SIL评估技术应用成果:通过查询分析炼化企业的SIL评估技术的评估报告中对验证不符合要求的项提出的整改意见或建议,对比炼化企业的检修计划,查找检修计划中是否对评估报告中所提出的整改意见或建议进行列项,继而达到优化SIL 评估报告装置范围内的检修计划。
进一步的,所述(5.4)FMEA技术应用成果:通过查询分析炼化企业的FMEA分析报告,根据FMEA分析结果确定的维修策略。对比炼化企业制定的检修计划,继而达到优化FMEA分析报告中涉及的装置的检修计划。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,具备以下有益效果:
1、该一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,充分考虑了影响检修计划制定的因素,更科学、专业、有效地对检修计划进行优化评估,为检修计划优化提供了强有力的评估技术支持;
2、该一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,运用可靠性管理理论、风险评估技术应用成果,依据定检法规和执行标准、遗留问题、状态检测趋势和现场设备运行状况、工序完整性并结合专家历史运行管理的经验积累和丰富的专业技术知识,通过专业、科学地分析论证,正确制定检修策略,优化检修计划,实现检修效益提升。
3、该一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,本着专业化、科学化的理念,通过总结经验、综合分析研究,系统的提出了“基于炼化装置停工大修的一种检修计划TIER4评估技术”,弥补了现有的检修计划提报机制和维修模式带来的弊端,引导企业转变传统的维修模式,从而达到炼化装置高效、安全、经济地运行,获得效益最大化。
附图说明
图1为本发明维修方式确定所依据的原则;
图2为本发明维修策略确定原则流程;
图3为本发明RBI分析工作流程;
图4为本发明HAZOP(危险与可操作性分析)基本原理;
图5为本发明风险图通用型式示意图;
图6为本发明LOPA分析流程;
图7为本发明SIL验证验证流程;
图8为本发明FMEA(失效模式及影响分析)应用的分析流程;
图9为本发明FMEA(失效模式及影响分析)应用的关键性分析示意图;
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,包括(1)Trend(设备状态检测趋势)、(2)Integrity(工序完整性)、(3)Experience(专家经验)、(4)Reliability(基于可靠性管理理论)、(5)Risk Technology(风险评估技术应用成果)、(6)Regular(定检法规和执行标准)、(7)Remains(遗留问题);
所述(1)Trend(设备状态检测趋势):运用加热炉测评、机组状态监测、泄漏检测、红外监测、腐蚀监测、换热器热效率测评等先进的设备检测技术,通过测取运行条件下的性能参数及设备特征数据,经过处理、分析,获得反映设备状态和故障征兆的信息,掌握现场设备的运行状况,实现对设备的状态评价、故障诊断和预测,以降低设备开盖率和加强设备故障预警;
所述(2)Integrity(工序完整性):检修计划编制要做到工序完整,同时要考虑检修过程中的安全保障措施、环境条件、外部条件 (如周边临时设施布置、检修空间环境、吊机站位和起重吊装高度、交叉作业),积极推行工序版检修计划,使检修项目准确率大幅提升,一是工序版计划可指导现场施工单位在施工过程中的规范操作,减少不必要环节;二是通过工序版计划对重大施工项目施工进度节点安排,可进行有效掌控,同时通过每项施工步骤可识别施工过程中的相应的安全风险以便提前采取相应的安全防范措施;三是减少大修后签证工作时间,可以提高结算方面的工作效率;
所述(3)Experience(专家经验):专家通过查阅分析设备状态监测数据、设备基础信息数据、检维修历史数据、设备故障数据和法规标准规定,并结合专家历史运行管理的丰富的经验积累,查找检修计划中存在的问题和不足,提出优化意见;
炼化装置的运行特征比较形象生动的形容,其实与人体构造十分相象,静设备与管道是构成系统的框架和主体,动设备是系统的动力来源,仪表联锁是系统的神经网络,工艺介质是血液,任何个别环节偏离正常或失效都将影响其他体系的正常运行,给其他系统带来风险, 甚至发生事故。炼化装置犹如潜在病人,专家就是医生,专家可针对设备存在的问题制定预防、诊断和解决方案。
所以专家能引导企业注重装置设备平常“养生”、“体检”和“对症下药”。之所以产生“头痛医头,脚痛医脚”的问题,主要是因为没有系统性的考虑各类设备的相互作用、风险传递、工艺、操作等因素,从而忽略引起设备故障或失效的根源,造成确定的检修项目不够有效和精准。比如很多承压设备的失效,其原因并不是承压设备本身的问题,而是由于系统中静设备、动设备或仪表联锁的非正常运行造成的,如换热器窜流、泵的转速不稳定、机组的不规则振动、仪表的不足或失效都可能导致系统内相关承压设备的失效。由此可见, 承压设备的风险与动设备、仪表联锁的风险是存在一种以工艺介质为桥梁的扩大传递与互相影响的关系。针对这方面的问题专家可以更有效、更精确地评估系统风险,寻找系统产生风险的源头,制定更有效、优化的降险措施,尽可能地预防这种风险传递而导致承压设备失效事件的发生;同时也要注意设备存在问题的“举一反三”预防,如各类风险评估报告和可靠性分析报告中未涉及到的设备,但此类设备构造、失效机理(材料、温度、介质)、内外部条件与报告中的相同或相似的设备,对此类设备应予以重视,可充分考虑风险评估报告和可靠性分析报告中的有关建议。
所述(4)Reliability(基于可靠性管理理论):主要依赖于RCM (以可靠性为中心的维修)分析评估技术应用成果,根据RCM分析结果确定的维修方式制定设备的维修策略,对装置现有维修计划进行优化,形成装置的设备维修策略。通过查询分析炼化企业的RCM分析报告给出的设备维修策略,对比炼化企业的检修计划,可达到优化 RCM分析装置范围内的检修计划;
RCM(以可靠性为中心的维修)的基本原理:
①适用范围:装置所属机械、电气及仪表设备。
②基本定义:主要根据设备可靠性状况,以最少的维修资源消耗、利用逻辑分析来确定所需要的维修内容、维修类型、维修间隔、维修优先级别,制定维修策略。
③主要特点:以最小的资源消耗保持设备固有的安全性、可靠性为原则,按照系统化、科学化的评价原则确定设备风险重要度高低,根据设备风险等级制定完整化的系统的维修策略。
④应用:
RCM(以可靠性为中心的维修)的主要工作内容:可靠性数据的收集与管理、系统的关键性分析、设备的FMEA分析、维修策略的制定。
b.可靠性数据的收集与管理:
(a)数据类型:设备可靠性数据一般包括:设备基础信息、运行与监测数据
维护与检修数据、故障案例等;
(b)数据收集与管理:生产装置、维修车间、仪表车间、电气车间、维保单位负责职责范围内设备的可靠性数据的收集、整理和分析归档。
c.关键性分析:对装置进行系统划分,开展关键性分析,识别对装置影响至关重要的关键系统。关键性分析筛选矩阵表如下文中风险评估技术应用成果中FMEA关键性分析表。
d.设备的FMEA分析:详看下文中风险评估技术应用成果中FMEA 技术应用成果FMEA分析内容。
e.策略制定与优化:
(a)设备维修策略的制定主要依据FMEA分析的故障概率与故障后果,研究、
制定或修改策略的目的就是要降低故障率和减轻后果的危害。主要的维修模式如下表:
序号 | 维修分类 | 描述 |
1 | 预防性维修 | 基于时间或基于周期的维修 |
2 | 预测性维修 | 基于状态的维修 |
3 | 修复性维修 | 基于故障发现的维修 |
4 | 改善性维修 | 利用先进技术方法,改正设备的缺陷和先天不足 |
(b)维修方式的确定和选择按照以下基本原则,请参阅附图1,
a)功能丧失与安全性环境性后果的必须采取预防维修,否则改变设计或流程;
当有足够P-F(潜在故障发展到功能故障的间隔)时,可以采取预知或状态监测维修策略的;而当预防性维修无法满足要求时,采取改善性维修;
b)隐蔽性故障对维护、操作人员不是显而易见的以预防维修为主;
c)使用性与非使用性后果根据费用大小决定采取修复性维修(非使用性后果;
预防维修或改善性维修。还应结合故障特征的显著性来确定状态维修。
(c)策略的制定:
根据FMEA分析结果确定的维修模式制定设备的维修策略,对装置现有维修计
划进行优化,形成装置的设备维修策略。维修策略确定原则流程请参阅图2;
所述(5)Risk Technology(风险评估技术应用成果)包括(5.1) RBI评估技术应用成果、(5.2)HAZOP分析技术应用成果、(5.3) SIL评估技术应用成果和(5.4)FMEA技术应用成果;
所述(6)Regular(定检法规和执行标准):参照压力容器、压力管道、安全阀、锅炉和起重机等相关特种设备的定检法规和执行标准中规定的检验(校验)周期、检验(校验)项目、检验(校验)方法和要求,结合炼化企业现有的特种设备,对比炼化企业的特种设备检验(校验)计划,可优化特种设备的检验(校验)计划;特种设备检验(校验)相关定检法规和执行标准如下:
《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21-2016;
《压力容器监督检验规则》TSG R7004-2013;
《压力容器定期检验规则》TSG R7001-2013;
《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSG D0001-2009;
《压力管道定期检验规则》TSG D7005-2018;
《锅炉安全技术监察规程》TSG G0001-2012;
《锅炉监督检验规则》TSG G7001-2015;
《锅炉定期检验规则》TSG G7002—2015;
《安全阀安全技术监察规程》TSG ZF001-2006;
《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》TSG Q7016-2016;
《起重机械定期检验规则》TSG Q7015-2016。
所述(7)Remains(遗留问题):通过查阅分析炼化企业的装置停工大修中的历史遗留问题、装置运行期间发生的问题及采取的临时措施、日常检查和各级部门检查发现的问题、设备管理的审查中发现的问题等,对比检修计划中的相关的内容,可优化相关设备的检修计划。
进一步的,所述(5.1)RBI评估技术应用成果:通过查询分析炼化企业的RBI评估报告,根据报告中给出的检验时间、检验类型、检验方式和检验有效性选择等检验策略,然后对比炼化企业的检修计划,可找出装置中风险较高的设备,制订合理降低风险的检验计划,对少数高风险和中高风险设备加强检验,而对大多数低风险设备可适当降低检验力度,继而达到优化RBI评估装置范围内的检修计划。
RBI(基于风险的检验)的基本原理:
①适用范围:适用于承压设备系统中如下设备及相关零部件。a. 压力容器及其全部承压零部件;b.过程装置界区内的压力管道及其全部承压管件;c.常压储罐;d.动设备中承受内压的壳体;e.锅炉与加热炉中的承压零部件;f.安全阀等安全泄放装置。
②基本定义:重点针对材料损伤所引起的设备失效的风险评估和管理过程,对这种风险的管理主要通过对设备的检测来实现。a.对设备(系统)进行风险分析(计算),给出风险排序,找出薄弱环节,优化检验方案;b.优先(重点)对高风险或高失效可能性的设备实施有针对性的检验,延长低风险或低失效可能性设备检验周期。
③目的和优势:目的是提高设备的安全性、可靠性;合理配置维护和检验资源;从整体上减少维护和检验成本。与传统检验相比,RBI 技术的优势有:根据风险决定检验策略,针对性强;考虑安全性与经济性的统一;根据设备的风险程度决定检验程度、调整检验频率。
④应用:
a.RBI分析工作流程,请参阅图3
b.RBI分析前期工作:初始范围筛选(RBI评估的范围可进行不同层面的筛选,将最重要的装置、工艺单元、系统或设备筛选出来优先进行评估。)、确定评估工况、RBI评估类型的选择、评估所需资源条件与时间、RBI评估的数据收集、伤机理和失效模式的识别。
c.RBI分析过程中的工作
(a)风险分析计算:制定检验策略前,应分别按照规定对承正设备进行失效可能性和失效后果等级的定量分析计算,确定承压设备的风险。风险的定性分析可用于定量分前设备的筛选分析。
(b)风险的确定:特定失效事件的风险=特定失效事件发生的概率×失效后果。
(c)确定风险可接受水平:风险可接受水平由使用单位根自身实际情况确定,但应满足GB/T26610.1的规定,同时应考虑政府关于人员安全的基本要求和使用单位的社会责任。
d.制定检验策略,确定检验计划
RBI检验计划就是要解决对设备进行检验时查什么、在哪里査、用什么方法査、多长时间査一次等问题。通过制定检验策略为确定检验计划提供科学依据。
检验策略一般包括以下几个内容:
(a)检验时间(或基于检验时间确定的检验范围):
检验时间点一般分为评估时间点、本次停机检验时间点和预计的下次停机检时间点。检验时间的确定应以在预计的下次停机检修时间点,设备的风险位于可接受水平之下为目标:
a)如果在本次停机检验时间点之前,设备的风险己达到或超过风险可接受水平,立即实施检验;
b)如果在预计的下次停机检修时间点之前,设备的风险已达到或超过风险可接受水平,在本次停机检修时间点实施检验。
设备检验时间的确定按照以上原则进行,也可以参照附A确定。若同一设备的不同部件检验时间不同,则根据最近检验时间点确定设备整体的检验时间。
附A
表A.1容器的检验范围
表A.2管道的检验范围
A.3按照表A.1和表A.2给出的范围实施的检验,包括本次停机检修时间点实施的停机检验和其他时间的在线检验。
A.4首次检验时,建议按照较髙保守程度确定检验范围。
A.5确定检验范围时,应保证覆盖所有腐蚀回路,并优先抽检满足以下条件的设备:失效可能性大于或等于3的、材质劣化和环境开裂敏感性较高的、有衬里的、超过设计寿命的。
A.6对于在本次停机检修时间点前为高风险的设备,应在停机前采取在线检验或监测等措施降低风险。
A.7对于在预计的下次停机检修时间点前为高风险的设备,在本次停机检修时间点到下次停机检修时间点之间,应釆取在线检验等措施降低风险。
(b)检验类型和选择原则
a)容器的检验类型和原则
类型:停机内部检验、停机外部检验、在线检验。
原则:首次检验时,具备条件时应进行停机内部检验,否则进行停机外部检验或在线检验。非首次检验时,具备条件时优先停机内部检验,否则进行停机外部检验或在线检验。
b)管道检验类型和原则
类型:停机外部检验、在线检验。
原则:具备条件时优先选择停机外部检验,否则进行在线检验。
c)如果不具停机检验的条件,且在线检测方法的有效性能够达到检验策略提出的有效性级别要求,可以选择在线检验。
(c)检验方法
a)根据设备潜在的损伤模式及其严重程度确定检验方法和比例, 检验部位应选择损式发生可能性最高的区域,如果实施在线检验,选择检验方法时还应考虑从设备外部检训内部缺陷的能力和温度等操作条件对检验有效性的影响。
b)首次检验时,检验内容不仅包括使用环境下可能发生的损伤检验,还应补充对制造、安装质量的检验抽查。
c)若设备的风险以失效后果为主导,还应当考虑其他的风险控制措施。
(d)检验有效性和选择原则
B.1检验有效性分级
检验有效性级别 | 描述 |
高度有效 | 某种检验方法准确识别某种损伤实际状态的置信度为80%-100% |
中高度有效 | 某种检验方法准确识别某种损伤实际状态的置信度为60%-80% |
中度有效 | 某种检验方法准确识别某种损伤实际状态的置信度为40%-60% |
低度有效 | 某种检验方法准确识别某种损伤实际状态的置信度为20%-40% |
无效 | 某种检验方法准确识别某种损伤实际状态的置信度为小于20% |
对于高风险的设备应采用中高度有效及以上级別的检验方法;对于中风险和中高风险的设备,应采用中度有效及以上级别的检验方法;对于低风险的设备可以采用低度有效及以上级别的检验方法。各种检测方法对应的检验有效性级别见表B.2和表B.3。
B.2在线检验方法及检验有效性
B.3停机检验方法及检验有效性
进一步的,所述(5.2)HAZOP分析技术应用成果:通过查询分析炼化企业的HAZOP分析报告中最终达成一致的建议措施内容,对比炼化企业的检修计划,查找检修计划中是否对评估报告所提出的建议措施进行列项,继而达到优化HAZOP分析报告装置范围内的检修计划。HAZOP(危险与可操作性分析)基本原理,请参阅图4:
①分析对象:HAZOP分析最主要的分析对象为工艺单元,这些工艺单元也称分析节点。指具有确定边界的设备(如两容器之间的管线) 单元,对单元内工艺参数的偏差进行分析。
②基本定义:HAZOP分析是一个详细地识别危险和可操作性问题的过程,由一个分析团队来完成。HAZOP分析包括辨识可能的设计意图偏离,分析这些偏离可能的原因,评估这些偏离的后果。是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危险及可操作性问题的定性分析方法。
③主要特点:HAZOP分析是由各专业人员组成的分析组,以一系列会议的形式对装置工艺过程的危险和操作性问题进行分析。HAZOP 分析方法明显不同于其它分析方法,其它分析方法可由一个人单独完成,而HAZOP分析必须由不同专业组成的分析组来完成,该方法的精髓就在于发挥集体的智慧。
④应用:
a.HAZOP分析流程
HAZOP分析程序包括分析前的准备、召开分析会议、编制分析报告、HAZOP审查和结果关闭等步骤。
b.HOZOP分析前期工作:
包括确定分析范围和目标、确定职责、选择分析小组、制定分析计划、收集数据、商定记录样式、估算时间、制定时间进度表。
c.HAZOP分析
(a)将系统分解成若干节点:所选节点的大小取决于系统的复杂性和危险的严重程度。复杂度高或危险性高的系统可划分成若干较小的节点,简单的或低危险性系统可划分成若干较大的节点,以加快分析进程。
连续流程的节点划分一般按工艺流程顺序进行,在划分节点应考虑:a)单元的目的与功能;b)工艺过程中物料状态的变化;c)过程参数的变化;d)隔离/切断点;e)主要设备的变化等。
间歇过程的节点划分一般按照关键步骤的次序,把每一个间歇操作步骤作为一个节点。在划分节点时应注意:a)划分节点的大小取决于系统的复杂程度,分析对象的危险程度和分析人员的经验等;b)节点的划分原则在整个分析过程中宜保持一致;c)不同的节点宜用不同颇色在P&ID图上进行标注。
(b)选择某一节点并明确设计目标:对每一个节点,在开始分析前,工艺或设计人员应对该节点的设计目的进行描述,包括工艺和设备设计参数、物料、危险性、控制过程、理想工况等。明确节点内装置、工序的设计意图以及各工艺参数的控制方法和范围。
(c)针对每个要素使用引导词识别偏离:分析组使用引导词系统地对每个分析节点的工艺参数(如流量、压力等)进行分析发现的系列偏离工艺指标的情况;偏差的形式通常是“引导词+工艺参数=偏差”。
(d)识别偏离的原因和后果:分析发生偏差的原因,一旦找到发生偏差的原因,就意味着找到了对付偏差的方法和手段,这些原因可能是设备故障、操作失误、设备腐蚀、疲劳、组成改变、电源故障等;分析偏差导致的后果时,应从人员、财产和环境等多个方面进行考虑,假定发生偏差时已有安全保护系统失效,此时所导致的最严重的结果,后果分析不应局限在本节点之内,应考虑该偏差对整个系统的影响。
(e)分析现有保护措施:在考虑现有的保护措施时,应从偏差原因的预防(如仪表和设备维护、安全锁闭设施等)与检测(如基本过程控制系统、报警、化验分析等)和后果的控制与减缓(如安全联锁、安全阀、消防设施等)两个方面进行识别。
(f)评估风险等级和初步建议措施:应根据后果的严重程度和发生的可能性,使用定量数值风险标准、风险矩阵等形式确定风险等级。对于偏差导致的每一种后果,都应进行风险等级评估。根据风险评估结果和现有的保护措施确定是否提出建议措施(如仪表设计、安全设计、工艺设计和操作与管理等方面建议措施)。
(g)对建议措施达成一致整改意见:针对HAZOP分析提出的初步建议措施,根据风险管理的ALARP原则和可接受风险要求,对每条建议措施进行了研究分析,提出评审意见,达成一致可采纳的建议措施。
进一步的,所述(5.3)SIL评估技术应用成果:通过查询分析炼化企业的SIL评估技术的评估报告中对验证不符合要求的项提出的整改意见或建议,对比炼化企业的检修计划,查找检修计划中是否对评估报告中所提出的整改意见或建议进行列项,继而达到优化SIL 评估报告装置范围内的检修计划。
SIL(安全完整性等级)基本原理:
①分析对象:装置安全仪表系统联锁及其保护设置。
②基本定义:SIL是用来描述SIS(安全仪表系统)运行安全性能的指标,在一定时间、一定条件下,SIS能成功地执行其安全功能的概率,其数值代表着SIS使风险降低的数量级,SIL从1到4,SIL级别越高,SIS能实现所要求的安全功能的概率就越高。SIS的功能安全技术是通过对受控单元进行危险与后果分析,确定正确的安全功能, 选择恰当的目标SIL,设计满足目标SIL的SIF(安全联仪表功能)。通过对SIS的功能安全水平实行测试评估、认证等,可以把受控过程的风险降至一个可接受的水平。
③主要特点和优势:危险与可操作分析(HAZOP)方法作为定性的危害分析方法,难以实现残余风险的量化,在此基础上引入安全完整性等级(SIL)分析技术,对联锁不足、存在拒动作可能的联锁回路进行定量计算和评估,对联锁过度和误动作可能性较大的联锁回路提出相应的改进意见,减小误跳车发生的可能性,提高装置安全水平。
④应用:
分析流程:
一是对在役装置需求SIS的SIF辨识及SIL定级;二是对现有SIS 配置是否能达到需求等级进行验算,判定在役装置当前配置SIS的 SIL等级是否满足要求;三是为SIS的改进和运行维护提出可实施的建议。
b.SIF辨识及SIL定级
SIF辨识及SIL定级的方法主要有两类:定性和半定量。定性方法通过大致的风险后果和可能性分类来描述风险,主要有风险矩阵和风险图法。半定量方法目前应用较为普遍的是保护层分析(LOPA)方法。
(a)风险矩阵:用户必须创建一个矩阵,后果和可能性分别构成矩阵二维坐标中的一个,同时每一个矩阵元素为一个SIL。确定了哪一个元素对应于选择的后果和可能性分类,该元素就是SIS系统实现安全仪表功能必须达到的SIL。
(b)风险图:风险图考虑了4个风险参数来确定SIL等级:危险事件的后果(C)、处于危险区域的频度(F)、避开风险状況的概率(P) 和不期望事件的概率(W)。SIL的确定是从左面的起点到右面的方格绘制一条路径,按照C、F、P的分类,决定这三者的哪一行被选中,具体被选中的行中哪一个方格被选中则取决于W的分类。风险图通用型式,请参阅图5。
(c)保护层分析(LOPA):LOPA分析是一种简化的风险评估方法,基本思想是利用HAZOP分析结果对现有保护措施的可靠性进行量化的评估,确定保护层降低风险的能力。LOPA分析流程请参阅图6。
c.SIL验证
在确定了SIS的SIL等级后,接下来就要对已配SIS是否能达到需求SIL进行验算。SIL验算实际上是对SIS的安全功能进行定量的可靠性分析,它依赖于SIS的可靠性模型和相关设备的失效率数据。
验证的内容包括SIF回路要求时的平均失效概率PFDavg、硬件故障裕度HFT和平均无故障时间MTTFS。
SIL验证验证流程请参阅图7:
d.SIL验证:根据SIL验证结果对验证不符合要求的项,提出整改意见或建议。
进一步的,所述(5.4)FMEA技术应用成果:通过查询分析炼化企业的FMEA分析报告,根据FMEA分析结果确定的维修策略。对比炼化企业制定的检修计划,继而达到优化FMEA分析报告中涉及的装置的检修计划。
通过查询分析炼化企业的FMEA分析报告,根据FMEA分析结果确定的维修策略。对比炼化企业制定的检修计划,继而达到优化FMEA 分析报告中涉及的装置的检修计划。
FMEA(失效模式及影响分析)基本原理:
①应用范围:由于产品故障可能与设计、制造过程、使用维护、承包商/供应商以及服务有关,此处应用在石油化工行业开展的设备失效模式及影响分析(FFMEA),主要集中在使用环节,为制定设备维修和管理提供可靠的依据。涉及装置所属机械、电气及仪表设备。
②基本定义:是分析设备所有可能的故障模式及其可能产生的影响,并按每个故障模式产生影响的严重程度及其发生频率予以分类的一种归纳分析方法。
是产品可靠性分析的一个重要项目,也是设备开展维修性分析、安全性分析、测试性分析和保障性分析,实现以可靠性为中心维修的基础。
实际上是FMA(失效模式分析)和FEA(失效影响分析)的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析,以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。
③主要目的:
通过开展失效模式与影响分析,分类统计设备的故障模式,分析故障原因,确定故障的影响及其风险等级。
根据设备故障模式与风险等级,制定以可靠性为中心的维修策略,给出适宜的故障识别方法,提出合理的维修方式和维修时间。
通过设备维修策略的实施,预警、发现并消除设备缺陷,改善设备运行状况,降低设备故障率。
④应用:
a.分析流程请参阅图8;
b.前期工作:
确定分析范围、定义边界、功能部件划分;数据收集统计、评价准则确定(包括故障频率评价准则、安全后果评价准则、环境后果评价准则、生产损失后果评价准则、维修成本后果评价准则)、数据统计分析等。
c.关键性分析请参阅图9;
d.详细FMEA分析:
(a)关键功能部件识别:根据关键性分析确定了关键性设备,对关键性设备进行详细FMEA分析前,要识别设备的关键功能部件。
(b)故障模式识别:确定设备主要故障模式类型,并对故障进行分类统计。
(c)故障原因分析:确定故障产生的原因和机理,计算出故障发生频率。
(d)故障影响后果分析:针对不同部件、不同故障模式及其后果进行分析,确定后果严重程度,得出每种故障模式的影响后果(包括安全影响、环境影响、生产损失和维修成本)等级。考虑有备用设备和无备用设备对装置产生的影响后果不同,对于有备用的设备,其生产损失后果适当调整。
(e)故障模式危害性分析:从安全、环境、生产损失和维修成本影响四个方面进行危害性分析,根据风险评价准则,确定故障模式的风险等级。风险等级分为低风险、中风险、中高风险和高风险四类。
(f)设备风险等级确定:依据故障模式的风险评价结果确定设备风险等级,故障模式的最高风险等级决定了设备的风险等级:
只要存在高风险的故障模式,则该设备风险等级为高风险;当设备故障模式的最高风险等级为中高风险时,该设备风险等级为中高风险;当设备故障模式的最高风险等级为中风险时,该设备风险等级为中风险;只有当设备所有故障模式均为低风险时,该设备风险等级为低风险。
d.维修策略的确定
设备维修策略的制定依据设备风险等级选择不同维修模式,并根据维修模式制定维护检修项目、维修方法、确定维修周期等。具体维修策略制定详见RCM中策略制定与优化的内容。
综上所述,该一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,1)充分考虑了影响检修计划制定的因素,更科学、专业、有效地对检修计划进行优化评估,为检修计划优化提供了强有力的评估技术支持;
2)运用可靠性管理理论、风险评估技术应用成果,依据定检法规和执行标准、遗留问题、状态检测趋势和现场设备运行状况、工序完整性并结合专家历史运行管理的经验积累和丰富的专业技术知识,通过专业、科学地分析论证,正确制定检修策略,优化检修计划,实现检修效益提升;
3)本着专业化、科学化的理念,通过总结经验、综合分析研究,系统的提出了“基于炼化装置停工大修的一种检修计划TIER4评估技术”,弥补了现有的检修计划提报机制和维修模式带来的弊端,引导企业转变传统的维修模式,从而达到炼化装置高效、安全、经济地运行,获得效益最大化。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,其特征在于,包括(1)Trend(设备状态检测趋势)、(2)Integrity(工序完整性)、(3)Experience(专家经验)、(4)Reliability(基于可靠性管理理论)、(5)Risk Technology(风险评估技术应用成果)、(6)Regular(定检法规和执行标准)、(7)Remains(遗留问题);
所述(1)Trend(设备状态检测趋势):运用加热炉测评、机组状态监测、泄漏检测、红外监测、腐蚀监测、换热器热效率测评等先进的设备检测技术,通过测取运行条件下的性能参数及设备特征数据,经过处理、分析,获得反映设备状态和故障征兆的信息,掌握现场设备的运行状况,实现对设备的状态评价、故障诊断和预测,以降低设备开盖率和加强设备故障预警;
所述(2)Integrity(工序完整性):检修计划编制要做到工序完整,同时要考虑检修过程中的安全保障措施、环境条件、外部条件(如周边临时设施布置、检修空间环境、吊机站位和起重吊装高度、交叉作业),积极推行工序版检修计划,使检修项目准确率大幅提升,一是工序版计划可指导现场施工单位在施工过程中的规范操作,减少不必要环节;二是通过工序版计划对重大施工项目施工进度节点安排,可进行有效掌控,同时通过每项施工步骤可识别施工过程中的相应的安全风险以便提前采取相应的安全防范措施;三是减少大修后签证工作时间,可以提高结算方面的工作效率;
所述(3)Experience(专家经验):专家通过查阅分析设备状态监测数据、设备基础信息数据、检维修历史数据、设备故障数据和法规标准规定,并结合专家历史运行管理的丰富的经验积累,查找检修计划中存在的问题和不足,提出优化意见;
所述(4)Reliability(基于可靠性管理理论):主要依赖于RCM(以可靠性为中心的维修)分析评估技术应用成果,根据RCM分析结果确定的维修方式制定设备的维修策略,对装置现有维修计划进行优化,形成装置的设备维修策略。通过查询分析炼化企业的RCM分析报告给出的设备维修策略,对比炼化企业的检修计划,可达到优化RCM分析装置范围内的检修计划;
所述(5)Risk Technology(风险评估技术应用成果)包括(5.1)RBI评估技术应用成果、(5.2)HAZOP分析技术应用成果、(5.3)SIL评估技术应用成果和(5.4)FMEA技术应用成果;
所述(6)Regular(定检法规和执行标准):参照压力容器、压力管道、安全阀、锅炉和起重机等相关特种设备的定检法规和执行标准中规定的检验(校验)周期、检验(校验)项目、检验(校验)方法和要求,结合炼化企业现有的特种设备,对比炼化企业的特种设备检验(校验)计划,可优化特种设备的检验(校验)计划;
所述(7)Remains(遗留问题):通过查阅分析炼化企业的装置停工大修中的历史遗留问题、装置运行期间发生的问题及采取的临时措施、日常检查和各级部门检查发现的问题、设备管理的审查中发现的问题等,对比检修计划中的相关的内容,可优化相关设备的检修计划。
2.根据权利要求1所述的一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,其特征在于,所述(5.1)RBI评估技术应用成果:通过查询分析炼化企业的RBI评估报告,根据报告中给出的检验时间、检验类型、检验方式和检验有效性选择等检验策略,然后对比炼化企业的检修计划,可找出装置中风险较高的设备,制订合理降低风险的检验计划,对少数高风险和中高风险设备加强检验,而对大多数低风险设备可适当降低检验力度,继而达到优化RBI评估装置范围内的检修计划。
3.根据权利要求1所述的一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,其特征在于,所述(5.2)HAZOP分析技术应用成果:通过查询分析炼化企业的HAZOP分析报告中最终达成一致的建议措施内容,对比炼化企业的检修计划,查找检修计划中是否对评估报告所提出的建议措施进行列项,继而达到优化HAZOP分析报告装置范围内的检修计划。
4.根据权利要求1所述的一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,其特征在于,所述(5.3)SIL评估技术应用成果:通过查询分析炼化企业的SIL评估技术的评估报告中对验证不符合要求的项提出的整改意见或建议,对比炼化企业的检修计划,查找检修计划中是否对评估报告中所提出的整改意见或建议进行列项,继而达到优化SIL评估报告装置范围内的检修计划。
5.根据权利要求1所述的一种基于炼化装置停工大修的检修计划TIER4评估技术,其特征在于,所述(5.4)FMEA技术应用成果:通过查询分析炼化企业的FMEA分析报告,根据FMEA分析结果确定的维修策略。对比炼化企业制定的检修计划,继而达到优化FMEA分析报告中涉及的装置的检修计划。
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