隨著城市化快速發(fā)展，“化工圍城”“城圍化工”問題日益顯現(xiàn)，加之部分企業(yè)安全意識(shí)薄弱，安全事故時(shí)有發(fā)生，行業(yè)發(fā)展與城市發(fā)展的矛盾凸顯，“談化色變”和“鄰避效應(yīng)”對(duì)行業(yè)發(fā)展制約較大。

如江蘇響水“3·21”爆炸事故過去一個(gè)月后，江蘇省化工行業(yè)的整治提升方案出臺(tái)，明確提出長(zhǎng)江干支流兩側(cè)一公里范圍內(nèi)且在化工園區(qū)外的化工生產(chǎn)企業(yè)原則上2020年底前全部退出或搬遷，嚴(yán)禁在長(zhǎng)江干支流一公里范圍內(nèi)新建、擴(kuò)建化工園區(qū)和化工項(xiàng)目。

隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，行業(yè)面臨的環(huán)境生態(tài)保護(hù)壓力不斷加大。企業(yè)只有在保障安全環(huán)保的前提下，才能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，安全環(huán)保已經(jīng)成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，石化還面臨著裝置設(shè)備腐蝕的高風(fēng)險(xiǎn)及嚴(yán)重后果。

石化行業(yè)是腐蝕的重災(zāi)區(qū)

近年來，隨著DCS（分布式控制系統(tǒng)）和EM（設(shè)備全生命周期管理平臺(tái)）在石化裝置中的廣泛應(yīng)用以及石化行業(yè)信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，大量數(shù)據(jù)被記錄和儲(chǔ)存下來，包括過程歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、過程裝備的可靠性數(shù)據(jù)（如不同類型操作單元和設(shè)備的生產(chǎn)負(fù)荷數(shù)據(jù)、故障歷史記錄及維修記錄）、動(dòng)設(shè)備（泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)）性能歷史記錄等已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下進(jìn)行了按照數(shù)字化的方式存儲(chǔ)，并隨著信息化建設(shè)的開展和深入，數(shù)據(jù)量以幾何級(jí)速度增長(zhǎng)。

以一個(gè)典型的煉化一體化企業(yè)為例，擁有30000個(gè)采樣點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)采樣率達(dá)到100次/秒，每年約產(chǎn)生495 TB數(shù)據(jù)。海量數(shù)據(jù)一方面使得裝置的報(bào)警系統(tǒng)能更加準(zhǔn)確精細(xì)地掌握運(yùn)行狀態(tài)，使智能化操作成為可能，另一方面也為腐蝕監(jiān)檢測(cè)先進(jìn)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。

腐蝕回路分析分為簡(jiǎn)單分析和詳盡分析兩大類，如圖7和圖8所示。

用于指導(dǎo)工藝防腐、原油混煉、高溫注劑和高溫選材，能夠及時(shí)反映工藝變化，如圖9所示。

如圖10所示，可以實(shí)現(xiàn)不開孔、卡箍式安裝或管道焊接螺柱安裝；測(cè)厚數(shù)據(jù)采用無線網(wǎng)絡(luò)模式傳輸，即利用網(wǎng)關(guān)和路由器，將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)平臺(tái)；實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)厚監(jiān)測(cè)。

如圖12所示，采用非插拔式氫探針緊貼于測(cè)點(diǎn)，經(jīng)過幾分鐘后，迅速顯示出因腐蝕而生成氫的滲透量，反應(yīng)靈敏度高，可在500 ℃的高溫環(huán)境下工作，適用于煉制高酸原油裝置的環(huán)烷酸腐蝕監(jiān)測(cè)及有氫逸出的腐蝕環(huán)境。 

現(xiàn)在已經(jīng)有了比較成熟的循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，如圖14所示。

數(shù)據(jù)分析是指用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)和計(jì)算機(jī)方法對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，把隱沒在雜亂無章數(shù)據(jù)中的信息集中、萃取和提煉出來，找到研究對(duì)象的內(nèi)在規(guī)律，最大化地開發(fā)數(shù)據(jù)資料的功能，發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用。

由于數(shù)據(jù)為多種不同特征的參量，在時(shí)間、空間、可信度和表達(dá)方式上不盡相同，側(cè)重點(diǎn)和用途也不相同，因此需要將信息進(jìn)行融合，即對(duì)多方位采集的局部環(huán)境下的不完整數(shù)據(jù)加以綜合，消除多源數(shù)據(jù)間可能存在的冗余和矛盾信息，降低不確定性，形成對(duì)系統(tǒng)的一致性描述。

常用的信息融合方法有加權(quán)平均法、卡爾曼濾波法、貝葉斯估計(jì)法、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)法等。

深度學(xué)習(xí)是近年來發(fā)展起來的一種機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的新研究方向，其起源于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是基于樣本數(shù)據(jù)通過一定的訓(xùn)練方法得到包含多個(gè)層級(jí)的深度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個(gè)層級(jí)之間的連接強(qiáng)度在學(xué)習(xí)過程中修改并決定網(wǎng)絡(luò)的功能。

深度學(xué)習(xí)可通過學(xué)習(xí)深層非線性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜函數(shù)逼近，表征輸入數(shù)據(jù)分布式表示，并找到數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)變量之間的真正關(guān)系形式，展現(xiàn)了強(qiáng)大的從少數(shù)樣本集中學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集本質(zhì)特征的能力。

然而，煉油裝置是一個(gè)非常復(fù)雜的腐蝕系統(tǒng)，影響腐蝕的因素非常多，其中最主要的是原料中的硫、氮、氧、氯及重金屬和雜質(zhì)等腐蝕介質(zhì)的含量，以及設(shè)備運(yùn)行過程中的溫度、壓力、流速等操作參數(shù)。若要進(jìn)行腐蝕預(yù)測(cè)，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，就需要對(duì)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)化歸類，最具代表性的有以下5個(gè)方面：

中國(guó)石化青島安全工程研究院近年開發(fā)了一套集在線、離線監(jiān)檢測(cè)數(shù)據(jù)于一體的為腐蝕分析提供便利的腐蝕數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其運(yùn)用深度學(xué)習(xí)方法對(duì)煉油企業(yè)累積的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，對(duì)關(guān)鍵裝置的工藝參數(shù)和水質(zhì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，建立關(guān)鍵信息（切水鐵離子濃度、pH值、設(shè)備壁厚）與其他監(jiān)測(cè)量之間的黑盒模型，達(dá)到根據(jù)工藝狀態(tài)快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)測(cè)的目的，為指導(dǎo)企業(yè)腐蝕防護(hù)工作奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)，如圖15和圖16所示。

(1) 腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器的智能化和低成本化；

(5) 腐蝕數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策：通過腐蝕預(yù)測(cè)模型、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)+診斷決策。 

第一步：數(shù)字防腐。布設(shè)大量傳感器，重點(diǎn)開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)面掃的腐蝕監(jiān)檢測(cè)技術(shù)，收集和積累腐蝕數(shù)據(jù)，構(gòu)建腐蝕大數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)可視化。構(gòu)建可視化的設(shè)備防腐管理系統(tǒng)，通過二三維一體化平臺(tái)與傳統(tǒng)的設(shè)備管理系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)設(shè)備防腐信息的可視化、集成化和維修作業(yè)協(xié)同化。

第二步：智能防腐。對(duì)“腐蝕大數(shù)據(jù)”分析利用，實(shí)現(xiàn)防腐智能管控、智能運(yùn)維、智能監(jiān)檢測(cè)，建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)倉庫。

第三步：智慧防腐。防腐業(yè)務(wù)智慧化，實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化及標(biāo)準(zhǔn)化，包括體系化管理、智慧防控鏈、材料腐蝕基因組工程優(yōu)化。

從石化的腐蝕與防護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀看，腐蝕無疑是安全生產(chǎn)的大敵，任務(wù)依然艱巨，設(shè)備仍未全面達(dá)到本質(zhì)安全要求。