探索风险检验技术在茂名石化的应用

cindy

  石化行业中，风险评估技术在国内以油气长输筑管道发展最快。近几年，国内一些科研人员在借鉴国外研究成果的基础上，综合运用专家评分法、故障树法和模糊数学等多种分析方法，建立了长输原油管道大中型穿（跨）越段、地震影响（包括地震波、活动断层、土壤液化、塌陷和边坡稳定）等的风险评价体系，提出了一整套切实可行的评价方法。2000年，西南石油学院和中国石油西南油气田分公司联合开发的“输气管线风险评价软件”，在重庆气矿达卧输气管道成功地进行了全线的风险分析与评价，这标志着目前国际上通用的评分指标体系法已在我国现役输气管道上应用。

   中国石化股份公司已立项由华东理工大学与DNV合作，在天津石化公司芳烃装置加氢单元上加氢裂化装置上应用了ORBIT软件。茂名石化公司和合肥通用机械研究所与法国（BV）公司合作引进RB.eye软件，在乙稀装置裂解装置和炼油加氢裂化装置进行风险估。茂名和天津的风险评估取得了成功并通过了鉴定。中国石化青鸟安全工程研究院引进英国TISCHUK公司的T-OCA软件正在炼油厂进行应用研究。国家技术监督局特种设备检验中心引进英国TWI公司RISKWISE半定量软件拟对北京化工厂应用。下面重点介绍茂名石化在应用风险检验技术（RBI）方面的经验。



   茂名石化公司在2003年4～12月，与合肥通用技术研究所和法国BV公司合作，针对炼油厂的加氢裂化装置设备老化问题和乙烯公司的裂解装置长周期运行要求，进行RBI定量分析评估。通过评估与风险分析，达到了预定目的，于2004年3月通过鉴定。

   1装置简介

   乙烯裂解装置1996年9月建成投产，安全运行28个月后第1次大修，1999年2月开工至今又连续安全运转了60多个月，创造国内乙烯装置运行周期最长纪录。目前设备腐蚀轻微，其他动设备、电仪设备等处于完好状态；工艺生产稳定，产品质量与能耗都处于最佳状态。参照国外乙烯长周期的经验，茂名石化公司认为长周期安全有保证，而且装置长周期的效益非常明显，如果乙烯减少一次大修（按2年一修）仅修理费好可节约1.5亿元，生产创造价值9亿元。但是，如果继续生产将面临压力容器检验违反国家“压力容器安全监察规程”要求6年一检的规定。

   加氢裂化装置于1982年11月投产，运行了20多年。装置处于高温、高压、临氢条件，原料含硫由设计的0.68％提高到2.41％，处理量提高了10％。历年大修发现不少腐蚀减薄和裂纹问题，设备老化明显。需要对装置承压设备进行全面评估，以达到摸清设备风险大小，科学管理，提高设备运行可靠性，降低修理费的目的。

   2RBI实施情况

   两套装置选择定量分析评估方法，工作量虽然大，但精确计算风险大小有助于风险分析，还可以全面学习掌握RBI的技术，研究发展适合国情的RBI技术。计算的设备检验周期定为6年，个别已超检设备定为9年。可接受的风险标准是通过调整中间检验达到没有高风险区，减少中高风险区并加以监控。

   通过评估与风险分析，达到了预定目的：乙烯裂解装置设备261台、管线2202条，没有高风险区，中高风险分别占总数量的比例为7.7％和1.2％；装置静设备有较大的安全性，连续运行6年以上是可行的。加氢裂化装置静设备98台、管线443条，高风险设备与管线分别占总数量的比例为11％和1.8％，中高风险设备与管线分别占总数量的比例为43％和28％，风险在矩阵的5个区都有分布。高和中高风险区的设备与管线腐蚀主要是低温湿硫化氢环境下的SCC腐蚀和反应区高压设备在高温下的腐蚀。由于历史原因没有采用抗HIC钢和缺乏SCC检验数据，湿硫化氢环境下SCC腐蚀敏感性增加，只要下一次大修按本次风险评估所制定的检验策略检验，预计可以消灭高风险区，中高风险的范围也会缩小。推荐检验策略的检验重点在低温湿硫化氢环境，改变了过去重视检验反应区，忽视分馏和脱硫区检验的观念。

   3实施RBI的经验

   a) 数据完整性和准确性决定了评估过程的效率与质量。有些腐蚀介质数据在PFD工艺物料表中没有列出，这些腐蚀介质有些是物料中微量的元素，有些来源是作为助剂、添加剂、反应物、泄漏物等，如：Cl-、H2S等有强烈的SCC敏感性，对设备风险评级影响很大，通过工艺、设备人员在腐蚀专家分析讨论与现场取样，并通过RBI软件操作过程，摸清腐蚀流和腐蚀机理，提高了参与人员的知训水平与风险意识、全员设备管理意识。

   b) RBI具有高的科学性和经济性。一是提供的检验策略有5个等级有效性，根据不同的腐蚀机理选择开罐或不开罐等同效果检验方式和相应的检验方法与检验比例。二是在降低风险的前提下选择较经济的方案，为工厂制定检验计划和检验员制定检验方案提供了科学依据。比如：加氢裂化分馏塔按腐蚀机理划分5个部件分别评估，上部是低温湿硫化氢腐蚀，下部是高温硫腐蚀，中部有不同温度的腐蚀。评估后有5个风险值并推荐了5个检验方案。三是评估结果为压力容器检验员制定检验方案会更加科学。

   c) RBI的整个工作过程对装置进行了一次非常全面而且高效的腐蚀调查，这对炼油装置尤其是炼高含硫原油的生产装置意义重大。可以帮助我们了解每个生产单元直至每一设备部件存在什么样的腐蚀机理，有多高的风险度，使管理人员心中有数，提高管理效率，从客观上提高了装置的安全性。同时，数据录入过程中，装置的各种基础数据得到了一次全面的整理，对搞好设备的“三基工作”有很大的帮助。建立和健全基础资料，软件附带的数据库与收集的检验资料组成风险管理数据库，为开展在其他风险工程学打下了基础。

   d) RBI可以对在役的工厂、装置、单元、单体设备分别进行评估，也可以对新建装置和设备评估发现设计的错误。RBI可以帮助制定维修计划、评估设备更新、审查设计、失效分析、培训等用途，是我们在日常工作中的一个工具。

   e) 解决了为了压力容器的法定检验而提前大修问题。超期检验设备在条件许可情况下，参考评估报告推荐的在线的设备外部不停气检验方案，同样可以达到法定检验目的。如果条件不允许在线检验，企业提交RBI风险评估报告申请地方监察部门批准延期检验。

   f) RBI有定性、半定量、定量分析方法。定量分析计算风险量化，检验方案精确，但要收集大量的数据，耗费时间和人力，如果用户基础资料齐全又有电子版数据，可以降低分析成本。定性和半定量的分析结果比较粗糙，不能给出检验日期和精确的检验方案，适用于风险小的装置或资料较缺的装置。茂名选择的两套进口装置符合定量分析条件，如果从节约成本考虑，乙烯裂解装置可采用半定量分析，对分析结果中风险较大设备再用定量分析。

   g) 通过两套装置评估，我们认识到过去检验策略存在的问题：①不注意腐蚀机理与检验方法的关系，检验以焊缝为主，忽视了内表面；②不重视保温层下腐蚀的检验；③检验员与车间人员缺乏沟通；④对湿硫化氢条件下腐蚀检验重视不够。



   目前石化系统设备管理以车间为单位，普遍问题是设备历史问题多，基础资料缺，检修规范少，日常检测数据少，人员素质低等。检修计划制定通常以集体讨论、领导批准的方式，基本上是定性经验式的高风险决策。由于决策粗糙，造成装置设备有的过修，有的失修，修理费用高。随着国家和部门法制管理加强，操作者和直接管理者背负安全的巨大压力，有时采取高投入保守做法，替换一些不放心的设备（往往这些设备可以通过风险检验评价的风险管理，不必要更换）。 是造成企业修理费居高不下，非计划停工仍然不少的原因之一。

   从上述角度看，在国内实施RBI技术确实是有必要的。主要表现在：

   a) 国家的需求：用先进的风险工程学理念，处理安全与经济的关系；

   b) 企业管理层的需求：管理层需要一个系统、完善的管理体系来规划、监控风险，制定严格有效的风险应对计划以降低风险带来的影响；

   c）设备管理的需求：执行RBI项目实际上同时将工厂设备的信息进行了全面的整理归纳，形成了一套信息库，这对于设备管理部门来说是非常有帮助的。同时在执行RBI管理的过程中也产生了一个集工艺、设备、腐蚀、安全等跨部门的知识核心小组，改变了以往各个部门间知识不流通的状况；

   d) 经济效益需求：能够适当延长检验周期，降低维修成本，并保证安全生产，提高了经济效益。

   茂名石化公司打算今年全面推行RBI，由机动部门组织成立RBI专家小组，设备研究检验中心为各车间服务。首先挑选腐蚀严重的装置和新建或改造项目进行评估，然后逐步推广到所有装置和系统，建立起RBI的风险数据库，在此基础上为将来推行以可靠性为中心的维修（RCM）做准备。

   通过应用国外软件，也发现一些需要改进的地方，特别是要结合中国国情的地方。RBI技术在不断发展，新的理念和新的失效数据库的增加也推动了RBI的推广，这个过程需要参与的人共同努力。国外的做法是成立RBI俱乐部，交纳一定会费后可以资源共享，交流经验，改进技术，国内目前尚未有类似的俱乐部，可以借鉴国外的做法以推动我国的RBI技术的发展。