隨著原油質量日趨惡化,石油煉化設備的腐蝕問題越來越嚴重。腐蝕可引起裝置失效、設備運行故障甚至引發火災、爆炸等惡性安全事故,造成巨大的財產損失。因此煉油廠腐蝕監測手段、腐蝕數據管理水平、腐蝕評價方法以及防腐策略制定都顯得尤為重要。如何全面提高企業整體腐蝕管理水平,有效開展腐蝕狀況評價是煉油廠腐蝕管理部門的工作重點。
煉油廠裝置腐蝕監測管理體系建立
本文對現有煉油廠腐蝕管理模式進行補充和完善,給出一套較完善的煉油廠裝置腐蝕監測管理體系,見圖1。
選取腐蝕監測點
選取腐蝕監測點是腐蝕監測的第一步,腐蝕監測點選取的優劣直接影響腐蝕監測的效果。腐蝕部位選擇隨著裝置工藝流程、管材材質、介質條件的不同而變化,因此可根據煉油裝置腐蝕機理及原因選取石化設備易受腐蝕的敏感部位作為監測點,例如,催化分餾塔塔頂、常減壓裝置塔頂、轉油線上部、高壓空冷器出口管道。
制定腐蝕監測方案
根據煉油裝置腐蝕產生機理不同,采用不同的腐蝕監測方法針對不同監測點制定合理的腐蝕監測方案。具體包括腐蝕監測方法和腐蝕監測頻率的確定。
確定腐蝕監測項
根據測點在工藝流程所處的位置不同需要監測的腐蝕數據項也不盡相同。腐蝕監測數據包括腐蝕影響因素、腐蝕產物、腐蝕速率、在線測厚值等。
建立腐蝕數據庫
腐蝕數據由不同組織不同部門的人員采用紙質或在單機上存儲容易形成信息孤島,不利于信息共享,無法進行全面有效的腐蝕評價。要實現腐蝕數據的信息化管理首先要建立腐蝕數據庫。大量積累的歷史腐蝕數據是進行腐蝕評價和決策支持的寶貴資料。
腐蝕數據存入數據庫的方式有兩種,第一種是通過人工檢測測點樣本得到腐蝕監測項并通過腐蝕數據管理系統錄入數據庫;第二種是通過傳感器直接實時采集傳入腐蝕數據庫。
設計實現腐蝕數據管理系統
腐蝕數據管理系統是煉油廠進行腐蝕管理的信息化平臺,系統可完成腐蝕數據管理、設備管理、圖形化測點管理、圖形化數據瀏覽、腐蝕案例管理、腐蝕報表管理、報警管理、知識與標準管理、公告管理和系統設置。系統功能模塊如圖2所示。
構建腐蝕評價專家系統
腐蝕評價專家系統可通過大量歷史數據的分析對裝置腐蝕發生程度和腐蝕形態進行評價,預測設備管道的使用壽命,并通過腐蝕失效案例的分析對腐蝕隱患進行預警提示,通過腐蝕預測值判斷設備是否需要采用工藝防腐措施進行防腐,有助于制定設備腐蝕檢修計劃,為石化企業防腐決策提供有力支持。
腐蝕評價專家系統研究重點是腐蝕預測方法的研究。目前,國內煉油廠對腐蝕數據大多采用人工經驗分析評價設備的腐蝕狀況。例如,對于常減壓冷凝系統腐蝕分析中,人工經驗通常通過冷凝水中腐蝕產物Fe2+ 和Fe3+ 的含量以及腐蝕介質Cl- 、H2S 的含量是否超標,來判斷某個部位腐蝕的類型及是否有明顯腐蝕。隨著信息技術在各個行業深入應用以及人工智能迅速發展,為腐蝕數據智能專家系統建立提供的理論基礎。在專家系統中腐蝕評價預測方法有RBI、人工神經網絡、灰色理論。
表1列出在腐蝕評價專家系統中各種預測方法的優缺點。在實際應用中,可根據具體情況選取合適方法,或采用多種方法綜合評定,相互補充,從而為腐蝕管理人員提供防腐決策支持。
表1 專家系統中各種腐蝕評價預測方法對比
制定防腐策略調整工藝參數
腐蝕評價的主要目的是指導煉油廠制定防腐策略調整工藝參數,有效控制和防止石化設備腐蝕。腐蝕防護措施包括預防性防腐措施及工藝防腐。
結論與展望
隨著物聯網、大數據技術的迅速發展并逐漸滲透應用到工業生產中,煉油廠裝置腐蝕監測管理向著信息化、數字化、智能化方向發展。基于物聯網的腐蝕監測管理平臺搭建是煉油廠腐蝕管理必然趨勢。通過在煉油廠生產裝置上配置信息采集傳感器將實現對腐蝕數據的實時監測,并通過大數據分析,更好地了解和預測裝置腐蝕狀況,及時采取腐蝕防護措施,確保煉油裝置能夠安全生產長周期運行。另外,目前煉油廠對腐蝕監測數據的分析利用不夠充分,基于大量的腐蝕監測數據,使用專家系統找出腐蝕產生的原因、預測腐蝕趨勢、提供合理有效防腐措施是未來腐蝕科學與防護技術的一個發展方向,也是煉油廠裝置腐蝕管理的重點工作之一。
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