CN112150010A - 炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备，涉及设备管理技术领域。所述方法包括：采集装置的基础数据；分析基础数据，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，并将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区；基于低、中、高三级风险等级划分腐蚀回路，并根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同建立不同的响应措施，本申请将炼油装置风险进行三级分级，简化了分级方法，并使得风险分级与现有的腐蚀完整性操作窗口报警系统匹配关联，便于装置及设备参数的灵活管理。

Description

炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备

技术领域

本发明实施例涉及设备管理技术领域，具体来说涉及一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备。

背景技术

随着环保排放标准的不断提高，安全环保已经成为炼化企业的核心竞争力，与此同时，原油品质持续劣质化，带来的炼化装置腐蚀风险也日益提高。针对此问题，通过腐蚀完整性操作窗口对装置运行过程中影响腐蚀的各项参数进行控制，对超标的参数及时预警并采取有效措施使之回归正常，可以避免许多事故的发生，对装置的安全运行具有重要的意义。

现有技术中，专业人员对腐蚀完整性操作窗口进行了大量研究。例如中国专利申请号为CN201511005702.X，名称为《炼化装置设备完整性操作窗口的优化系统及优化方法》的发明专利，通过各类数据与系统模块直接连接设置，将采集数据与预设值进行对比，从而判断是否触发报警装置并生成相关参数，提醒操作人员及时调整运行工况；又如专利申请号为CN201310488822.4，名称为《基于风险的炼油装置腐蚀管理控制方法》的中国发明专利，从针对风险评估结论制定相应的检维修方案出发来降低风险，达到PDCA循环的腐蚀管理；再如专利申请号为CN201510264512.3，名称为《一种炼油企业基于风险的设备完整性管理系统》的中国发明专利，从设备寿命周期全过程管理的角度出发，建立了一种基于风险的设备完整性管理系统，实现设备风险的闭环管理。

虽然现有技术对炼化装置腐蚀风险进行了大量的改进控制，但还存在下述不足之处：1)现有技术制定了完整性操作窗口的优化系统，包括数据的采集和预警，但在实际装置运行过程中，不同的参数异常所需的响应措施和响应时间是不一样的，参数不同的超标范围所触发的损伤原因也会有所区别，如果笼统地采用同一种报警方式，而不考虑生产效率、装置运行与风险后果之间的平衡，可能会给装置带来较大的生产负担；2)部分技术对完整性操作窗口的不同控制参数设定了不同响应的紧急程度，但是对于需要采取的相应措施没有明确，这样就会导致在控制参数出现异常时，出现责任划分不明确的情况；3)针对设备寿命全周期管理方面的系统软件，软件从设备全局管理的角度出发，没有提供工艺运行时明确的操作方法；4)现有的炼油装置风险分级为四级，与报警系统的三级分级方式存在不匹配的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备，通过建立腐蚀风险矩阵并对风险矩阵进行三级分级，系统根据风险分级的不同采取不同的响应措施，实现安全生产和效率之间的平衡。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

本发明一方面提供一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法，所述方法包括以下步骤：

采集装置的基础数据；

分析基础数据，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，并将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区；

基于低、中、高三级风险等级划分腐蚀回路，并根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同建立不同的响应措施。

基于上述方案，进一步的，所述基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，包括下述步骤：

根据装置部件失效的可能性大小，将失效可能性划分为1～n级；

根据装置部件失效的后果大小，将失效后果划分为1～n级；

将分级后的失效可能性与失效后果分别作为横纵坐标，建立n×n腐蚀风险矩阵。

作为优选，上述步骤中，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，可建立3×3腐蚀风险矩阵，具体建立过程如下：根据装置部件失效的可能性大小，将失效可能性划分为1、2、3三级；根据装置部件失效的后果大小，将失效后果划分为A、B、C三级；将三级失效可能性与三级失效后果分别作为横、纵坐标，建立3×3腐蚀风险矩阵。

进一步的，基于上述3×3腐蚀风险矩阵，将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区，具体包括下述步骤：

将风险矩阵左下角的区域，即1A、2A、1B区域，作为低风险区；

将风险矩阵对角的区域，即3A、2B、1C区域，作为中风险区；

将风险矩阵右上角的区域，即3B、3C、2C区域，作为高风险区。

基于不同炼化装置的风险可接受度以及管理的细化程度不同，腐蚀风险矩阵还可根据实际情况设置为4×4或5×5等矩阵。

进一步的，所述根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同建立不同的响应措施，包括下述步骤：

根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同触发不同的响应系统，响应系统包括低风险提醒系统、中风险警示系统及高风险报警系统；

针对触发的不同风险等级的响应系统，配置对应的响应措施、时间及人员；

对触发的响应系统进行汇总统计。

进一步的，如上所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口创建方法中，所述采集装置的基础数据，包括下述步骤：

采集装置的基础设计数据分析装置各部位的腐蚀风险，基础设计数据包括基础设备管道表及物流数据表；

采集影响装置腐蚀程度的操作数据，包括操作温度、操作压力及流量；

采集监检测数据，包括定点测厚、腐蚀介质化验分析及在线探针数据。

本发明另一方面提供一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建系统，所述系统包括：

数据采集模块，用于采集装置的基础数据；

腐蚀回路和风险分级模块，用于分析基础数据，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区，并基于低、中、高三级风险等级划分腐蚀回路，根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同触发不同的响应系统。

基于上述系统，进一步的，所述系统还包括：

腐蚀完整性操作窗口模块，用于针对触发的不同风险等级的响应系统，配置对应的响应措施、时间及人员；

窗口管理模块，用于对触发的响应系统进行汇总统计。

进一步的，所述腐蚀回路和风险分级模块基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，具体包括：根据装置部件失效的可能性大小将失效可能性划分为1～n级，并根据装置部件失效的后果大小将失效后果划分为1～n级，然后将分级后的失效可能性与失效后果分别作为横纵坐标建立n×n腐蚀风险矩阵。

此外，本发明还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括：至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器；

所述存储器存储有可在处理器上运行的程序指令；

所述处理器调用所述程序指令能够执行如上所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法的具体步骤。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本申请实施例提供的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备，采用统计学原理，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立了n×n腐蚀风险矩阵，并将风险矩阵按照低风险、中风险及高风险进行三级风险分级，简化了分级方法，并使得风险分级与现有的腐蚀完整性操作窗口报警系统匹配关联，便于装置及设备参数的灵活管理。

2、本申请实施例提供的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备，基于低、中、高风险三级等级划分腐蚀回路，根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同建立不同的响应措施，并针对不同风险等级的响应系统配置对应的响应措施、时间及人员，从而给异常操作下的处理方法提供了明确可操作性的指导，在保证装置安全运行的同时，节约了生产成本，提高了生产效率，避免了对各类异常操作采用统一处理方法造成的资源浪费。

3、本申请实施例提供的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法、系统和设备，建立了一种适合腐蚀完整性操作窗口报警平台的风险分级方法，并对影响装置安全运行的各类腐蚀控制指标进行软件化管理，提高了装置的管理效率；此外，通过系统平台的建立，规范了装置的基础资料、操作运行及监检测资料的管理，实现了装置腐蚀管理的完整性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法流程示意图；

图2为本申请实施例建立的3×3腐蚀风险矩阵示意图；

图3为本申请实施例建立的4×4腐蚀风险矩阵示意图；

图4为本申请实施例建立的5×5腐蚀风险矩阵示意图；

图5为本申请实施例提供的一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建系统架构图；

图6为本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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，都应当属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法流程示意图。

参照图1，本方法的实现步骤如下：

S1、采集装置的基础数据；

具体的，在本步骤中，采集装置的基础数据，包括基础设计数据、操作数据及监检测数据等。其中，基础设计数据包括基础设备管道表及物流数据表，用于分析装置各部位的腐蚀风险，形成风险等级；操作数据包括操作温度、操作压力及流量等影响腐蚀程度的实时数据；监检测数据包括定点测厚、腐蚀介质化验分析及在线探针等数据。当操作数据和监检测数据超出完整性操作窗口中的指标要求时，会触发相应的报警系统。

S2、分析基础数据，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，并将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区；

具体的，在本步骤中，装置部件的失效可能性与开裂敏感性、减薄率以及时效性等有关，其中时效性为随着部件使用时间的增加失效可能性随之增加。失效后果与部件的失效严重程度有关，失效严重程度根据装置现有统计的腐蚀泄漏事故数量进行判断。基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，具体包括下述步骤：

根据装置部件失效的可能性大小，将失效可能性划分为1～n级；

根据装置部件失效的后果大小，将失效后果划分为1～n级；

将分级后的失效可能性与失效后果分别作为横纵坐标，建立n×n腐蚀风险矩阵。

S3、基于低、中、高三级风险等级划分腐蚀回路，并根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同建立不同的响应措施。

具体的，在本步骤中，将具有相同风险等级、腐蚀机理及腐蚀介质等的流程划分为同一回路，而不同的操作参数限值影响回路中不同的风险等级，从而触发不同紧急度的响应系统。当参数影响高风险的腐蚀回路时，触发报警系统；参数影响中风险的腐蚀回路时，触发警示系统；参数影响低风险的腐蚀回路时，触发提醒系统。针对触发的不同风险等级的响应系统，软件系统给出对应的响应措施、响应时间和响应人员。接下来，针对装置运行过程中由于参数超标触发的不同响应状态进行汇总，通过清单汇总发现装置的薄弱点，从而优化装置现有的风险等级和参数控制，达到系统持续改进和优化的目的。

进一步来说，基于不同炼化装置的风险可接受度及管理的细化程度不同，n×n腐蚀风险矩阵可根据实际情况设置为3×3、4×4或5×5等矩阵。参照图2所示，以3×3腐蚀风险矩阵为例，其三级风险等级划分过程具体如下：

首先根据装置部件失效的可能性大小，将失效可能性划分为1、2、3三级；根据装置部件失效的后果大小，将失效后果划分为A、B、C三级；将三级失效后果与三级失效可能性分别作为横、纵坐标，建立3×3腐蚀风险矩阵。接下来，将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区，具体可依据装置统计的腐蚀泄漏事故数量从少到多进行分配，例如，将风险矩阵左下角33％的区域，即1A、2A、1B区域，作为低风险区；将风险矩阵对角33％的区域，即3A、2B、1C区域，作为中风险区；将风险矩阵右上角33％的区域，即3B、3C、2C区域，作为高风险区。需要说明的是，三级风险等级的具体比重分配应依据企业的实际情况进行设置。

为了对三级风险矩阵的划分进行更加详细的说明，图3、图4分别示出了为本申请实施例建立的4×4、5×5腐蚀风险矩阵示意图。参照图3所示，对于4×4的腐蚀风险矩阵，可将左下角18.75％的部件，即1A、2A、1B区域设定为低风险，中间对角43.75％的部件，即3A、4A、2B、3B、1C、2C、1D设定为中风险，右上角37.5％的部件，即4B、3C、4C、2D、3D、4D设定为高风险。与3×3腐蚀风险矩阵相比，4×4的腐蚀风险矩阵中风险和高风险所占的比重增加，管理上更为保守。参照图4所示，对于5×5的腐蚀风险矩阵，左下角24％的部件，即1A、2A、3A、1B、2B、1C设定为低风险，中间对角36％的部件，即4A、5A、3B、4B、2C、3C、1D、2D、1E设定为中风险，右上角40％的部件，即5B、4C、5C、3D、4D、5D、2E、3E、4E、5E设定为高风险，相比3×3和4×4的腐蚀风险矩阵，其高风险占的比重增加，管理上更为保守。

下面，以炼化装置中的硫酸装置为例，对上述实施例方法的应用过程进行更为详尽的描述。

首先，采集硫酸装置的基础设计数据、操作数据和监检测数据，将数据源与软件系统建立连接接口，使操作数据和监检测数据能实时传送到系统，便于数据异常时能触发响应系统；

然后，利用软件系统对装置流程进行风险识别，形成腐蚀风险矩阵图；

接下来，进行腐蚀回路分析，确定影响装置腐蚀机理和风险等级的参数，包括温度、压力、流速及腐蚀介质含量等，并将其作为腐蚀完整性操作窗口的控制指标。例如硫酸装置废热锅炉，其筒体的腐蚀机理主要为碱开裂，影响因素为碱浓度、温度和应力水平，按照5×5的腐蚀风险矩阵来判断，其腐蚀失效可能性为3，腐蚀失效后果为D，即3D，根据腐蚀风险矩阵判断为高风险，相应的控制参数为影响碱浓缩的水位控制，当水位低于限值下限时，系统触发高风险报警系统，并提醒操作员及时开大给水，增大进水量，使水位恢复正常，并查明导致水位过低的原因，及时处理。

图5示出了本申请实施例提供的一种炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建系统架构图，该系统可适用于计算机设备。

参照图5，本实施例系统包括：

数据采集模块，用于采集装置的基础数据；

腐蚀回路和风险分级模块，用于分析基础数据，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区，并基于低、中、高三级风险等级划分腐蚀回路，根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同触发不同的响应系统；

腐蚀完整性操作窗口模块，用于针对触发的不同风险等级的响应系统，配置对应的响应措施、时间及人员；

窗口管理模块，用于对触发的响应系统进行汇总统计。

具体的，如图所示，数据采集模块采集的基础数据，包括基础设计数据、操作数据及监检测数据等。当操作数据和监检测数据超出完整性操作窗口中的指标要求时，会触发相应的报警系统。腐蚀回路和风险分级模块根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同触发不同的响应系统，当参数影响高风险的腐蚀回路时触发报警系统，参数影响中风险的腐蚀回路时触发警示系统，参数影响低风险的腐蚀回路时触发提醒系统，从而实现了风险分级与现有的腐蚀完整性操作窗口报警系统的匹配关联，便于装置及设备参数的管理，提高了生产效率。

关于本系统实施例中的各个模块，均可以作为程序模块存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序模块以实现相应的功能，关于各程序模块及其组合所实现的功能，以及所达到的技术效果，可以参照上述方法实施例相应部分的描述，在此不再赘述。

图6示出了本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。如图所示，所述计算机设备包括输入单元10、存储器20、处理器30以及输出单元40。其中存储器20存储有可在处理器30上运行的程序指令，处理器30调用程序指令能够执行上述方法实施例中的方法，输入单元10、存储器20、处理器30及输出单元40相互之间可以通过通信总线进行数据交互。关于各单元及其组合所实现的功能，以及所达到的技术效果，可以参照上述方法实施例相应部分的描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下所作的任何修改、改进和等同替换等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集装置的基础数据；

分析基础数据，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，并将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区；

基于低、中、高三级风险等级划分腐蚀回路，并根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同建立不同的响应措施。

2.根据权利要求1所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法，其特征在于，所述基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，包括下述步骤：

根据装置部件失效的可能性大小，将失效可能性划分为1～n级；

根据装置部件失效的后果大小，将失效后果划分为1～n级；

将分级后的失效可能性与失效后果分别作为横纵坐标，建立n×n腐蚀风险矩阵。

3.根据权利要求1所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法，其特征在于，所述基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，包括下述步骤：

根据装置部件失效的可能性大小，将失效可能性划分为1、2、3三级；

根据装置部件失效的后果大小，将失效后果划分为A、B、C三级；

将三级失效可能性与三级失效后果分别作为横、纵坐标，建立3×3腐蚀风险矩阵。

4.根据权利要求3所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法，其特征在于，所述将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区，包括下述步骤：

将风险矩阵左下角的区域，即1A、2A、1B区域，作为低风险区；

将风险矩阵对角的区域，即3A、2B、1C区域，作为中风险区；

将风险矩阵右上角的区域，即3B、3C、2C区域，作为高风险区。

5.根据权利要求1所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法，其特征在于，所述根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同建立不同的响应措施，包括下述步骤：

根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同触发不同的响应系统，响应系统包括低风险提醒系统、中风险警示系统及高风险报警系统；

针对触发的不同风险等级的响应系统，配置对应的响应措施、时间及人员；

对触发的响应系统进行汇总统计。

6.根据权利要求1所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法，其特征在于，所述采集装置的基础数据，包括下述步骤：

采集装置的基础设计数据分析装置各部位的腐蚀风险，基础设计数据包括基础设备管道表及物流数据表；

采集影响装置腐蚀程度的操作数据，包括操作温度、操作压力及流量；

采集监检测数据，包括定点测厚、腐蚀介质化验分析及在线探针数据。

7.炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建系统，其特征在于，所述系统包括：

数据采集模块，用于采集装置的基础数据；

腐蚀回路和风险分级模块，用于分析基础数据，基于装置部件的失效可能性与失效后果建立n×n腐蚀风险矩阵，将风险矩阵对应左下角、对角及右上角的区域分别作分为低风险、中风险及高风险区，并基于低、中、高三级风险等级划分腐蚀回路，根据操作参数影响腐蚀回路风险等级的不同触发不同的响应系统。

8.根据权利要求7所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建系统，其特征在于，所述系统还包括：

腐蚀完整性操作窗口模块，用于针对触发的不同风险等级的响应系统，配置对应的响应措施、时间及人员；

窗口管理模块，用于对触发的响应系统进行汇总统计。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器；

所述存储器存储有可在处理器上运行的程序指令；

所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至6中任一项所述的炼化装置腐蚀完整性操作窗口的创建方法的具体步骤。

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