煉油裝置腐蝕介質(zhì)安全管理軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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(1.天津因科新創(chuàng)科技有限公司，天津 300051；2.南開大學(xué)，天津 300071；3.中國(guó)石油化工股份有限公司天津石化分公司裝備研究院，天津 300271)

煉油裝置腐蝕介質(zhì)安全管理軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陶建濤1，李楨旻2，李濤3，張潔1，張瑩1

(1.天津因科新創(chuàng)科技有限公司，天津 300051；2.南開大學(xué)，天津 300071；3.中國(guó)石油化工股份有限公司天津石化分公司裝備研究院，天津 300271)

針對(duì)劣質(zhì)原油造成的設(shè)備腐蝕加劇問題，結(jié)合煉油企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要，開發(fā)了腐蝕介質(zhì)安全管理軟件。從煉油裝置層面和煉油全工藝層面對(duì)腐蝕介質(zhì)分布、數(shù)據(jù)變化、異常數(shù)據(jù)預(yù)警等進(jìn)行系統(tǒng)分析和安全管理；基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將硫、氮、氧、氯和環(huán)烷酸等腐蝕介質(zhì)數(shù)據(jù)全部錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)軟件集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和查詢功能，從腐蝕介質(zhì)角度為煉油企業(yè)設(shè)備防腐蝕與檢維修工作提供決策依據(jù)。

腐蝕介質(zhì)安全管理數(shù)據(jù)庫(kù)

在石油煉制過程中，常摻煉一些劣質(zhì)原油，導(dǎo)致煉化企業(yè)腐蝕問題日益嚴(yán)重[1-2]。原油中的硫、氮、氯、氧和環(huán)烷酸等隨著加工流程分布到整個(gè)生產(chǎn)工藝的裝置中，受工況條件、催化劑、相變和流速等條件影響形成不同的腐蝕環(huán)境。這些腐蝕介質(zhì)的含量直接影響煉油裝置中設(shè)備和管道的腐蝕程度[3-4]。

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，研發(fā)專業(yè)腐蝕管理軟件已經(jīng)成為行業(yè)熱點(diǎn)。目前，對(duì)煉化企業(yè)定點(diǎn)測(cè)厚數(shù)據(jù)、在線探針數(shù)據(jù)、在線測(cè)厚數(shù)據(jù)和工藝防腐蝕數(shù)據(jù)已有較多研究[5]，但硫、氮、氯、氧和環(huán)烷酸等數(shù)據(jù)的專業(yè)分析和展示管理軟件卻較為少見。在收集大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，該文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出了煉油裝置腐蝕介質(zhì)安全管理系統(tǒng)軟件的初步概念，并從功能模塊入手進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，明確關(guān)鍵性腐蝕介質(zhì)去向、分布和平衡狀態(tài)，對(duì)異常數(shù)據(jù)提供預(yù)警信息,對(duì)煉化企業(yè)腐蝕介質(zhì)安全管理有指導(dǎo)作用。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)功能需要，腐蝕介質(zhì)安全管理系統(tǒng)分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、查詢分析層和綜合分析與預(yù)警層等三部分模塊，系統(tǒng)的整體架構(gòu)見圖1。

1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層

通過人工采集及模板導(dǎo)入，將腐蝕介質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)錄入Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層?；A(chǔ)數(shù)據(jù)層可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)添加、修改、刪除和保存等操作，也可以通過生產(chǎn)裝置DCS/MES(集散控制系統(tǒng)/生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng))軟件提供數(shù)據(jù)接口，經(jīng)用戶局域網(wǎng)向腐蝕管理決策層提供工藝及設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)信息。

1.2查詢分析層

為方便專業(yè)管理人員管理查詢數(shù)據(jù)，設(shè)定了查詢分析層?？梢詮膯我唤橘|(zhì)及多介質(zhì)不同維度管理的角度，查詢腐蝕介質(zhì)錄入日期、數(shù)據(jù)變化曲線等，方便進(jìn)行變化率計(jì)算。該模塊采取趨勢(shì)圖瀏覽與表格查詢兩種方式查詢。通過設(shè)置查詢條件，選擇日期范圍及硫、氮、氯、氧和環(huán)烷酸的信息屬性值，點(diǎn)擊“查看”，對(duì)應(yīng)的趨勢(shì)圖即可顯示出來。2008年趨勢(shì)圖見圖2。

1.3綜合分析與預(yù)警模塊

綜合分析與預(yù)警模塊是為生產(chǎn)、設(shè)備、工藝管理人員及各級(jí)生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)等用戶設(shè)計(jì)的。該模塊提供了數(shù)圖結(jié)合展示方式，既可以從宏觀上展示全工藝流程各腐蝕介質(zhì)的分布情況和數(shù)據(jù)變化情況，又可以從裝置層面上展示裝置工藝流程中各腐蝕介質(zhì)的詳細(xì)分布數(shù)據(jù)，滿足不同裝置管理人員、不同層級(jí)人員的需求。同時(shí)，還具備異常數(shù)據(jù)預(yù)警以及全流程下的硫、氮、氯、氧和環(huán)烷酸平衡計(jì)算等功能。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)示意

圖2 查詢2008年的趨勢(shì)圖

系統(tǒng)采用裝置流程圖的方式對(duì)各個(gè)取樣位置進(jìn)行標(biāo)注，在現(xiàn)場(chǎng)采用不同記號(hào)標(biāo)記，方便采集人員準(zhǔn)確快速地找準(zhǔn)位置。通過已設(shè)置的指標(biāo)上下限在圖形中數(shù)據(jù)點(diǎn)所在區(qū)域處進(jìn)行報(bào)警提示。其中，超過設(shè)定值一定比例的樣品檢測(cè)項(xiàng)目及樣品編號(hào)顯示紅色；未超過規(guī)定值的樣品顯示綠色。報(bào)警所在點(diǎn)的位置、發(fā)生時(shí)間和具體數(shù)值集中保存留檔。通常情況下，從塔出口到下一個(gè)裝置的入口，介質(zhì)不會(huì)發(fā)生太大改變，可以根據(jù)管道長(zhǎng)度選取2至5個(gè)取樣點(diǎn)測(cè)量，取平均值作為錄入結(jié)果。

1.4全流程介質(zhì)分布情況

煉油裝置全流程腐蝕介質(zhì)分布情況面對(duì)的用戶是煉化企業(yè)全廠設(shè)備、工藝、安全及腐蝕專業(yè)管理者，從工藝整體上分析和展示腐蝕介質(zhì)的分布數(shù)據(jù)及原油加工中各個(gè)環(huán)節(jié)腐蝕介質(zhì)的變化情況。一旦數(shù)據(jù)存在異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

該系統(tǒng)采用3D技術(shù)，可為用戶提供裝置現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境空間視覺真實(shí)感受，反映全場(chǎng)布局，獲得所需信息(見圖3)。其中，煉油裝置的全景圖包括常減壓蒸餾裝置、延遲焦化裝置、流化催化裂化裝置、汽油加氫精制裝置、柴油加氫精制裝置、加氫裂化裝置、連續(xù)重整裝置、異構(gòu)化裝置和煤油加氫精制裝置等。在整套裝置的入口以及每套裝置的出口處取樣，經(jīng)多次重復(fù)檢測(cè)取平均值錄入系統(tǒng)。

圖3 全流程層面介質(zhì)分布情況

同一界面上，用戶可對(duì)單一腐蝕介質(zhì)監(jiān)測(cè)值進(jìn)行獨(dú)立查看，也可任意組合腐蝕介質(zhì)監(jiān)測(cè)值同時(shí)查看。通過對(duì)比分析，可預(yù)知生產(chǎn)裝置設(shè)備及管道腐蝕狀態(tài)，及時(shí)掌握腐蝕變化趨勢(shì)和規(guī)律，采取適當(dāng)措施消除事故隱患。

2 其他功能設(shè)計(jì)

2.1報(bào)告管理

(1)報(bào)告生成。 腐蝕介質(zhì)安全管理系統(tǒng)具有報(bào)告生成功能。通過單擊選中所需數(shù)據(jù)，右擊“生成”則可自動(dòng)生成相應(yīng)報(bào)告。

(2)報(bào)告上傳。 用戶可以利用腐蝕介質(zhì)安全管理系統(tǒng)的上傳功能，將具體分析報(bào)告等各類報(bào)告上傳到管理系統(tǒng)中供其他用戶查詢。

(3)報(bào)告下載。 用戶可以下載系統(tǒng)生成的各類報(bào)告，方便用戶進(jìn)行編輯。

2.2專家遠(yuǎn)程診斷

專家遠(yuǎn)程診斷功能是為方便本領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行遠(yuǎn)程診斷而設(shè)計(jì)的功能模塊。該模塊具備遠(yuǎn)程瀏覽和查詢功能，可調(diào)取相關(guān)腐蝕的其他數(shù)據(jù)(壁厚數(shù)據(jù)、探針數(shù)據(jù)和腐蝕形貌等)，結(jié)合腐蝕介質(zhì)數(shù)據(jù)和分布，方便本領(lǐng)域?qū)＜覟g覽及查詢，以便給出診斷結(jié)果和維修建議。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)構(gòu)建了硫、氮、氯、氧和環(huán)烷酸等腐蝕介質(zhì)的腐蝕介質(zhì)安全管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)錄入、文件上傳和專家遠(yuǎn)程診斷等功能,為用戶提供多層次、多角度數(shù)據(jù)查詢方式。用戶界面采用標(biāo)準(zhǔn)WINDOWS中文界面，內(nèi)容豐富，表現(xiàn)直觀，結(jié)構(gòu)清晰。系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)，用戶局域網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)均可作為該系統(tǒng)本地檢測(cè)瀏覽站。該系統(tǒng)主要用戶為煉油廠及各裝置的設(shè)備、工藝、安全和腐蝕專業(yè)的管理人員和技術(shù)人員,為用戶進(jìn)行腐蝕數(shù)據(jù)管理及相關(guān)應(yīng)用研究提供了方便易用的工具，并為設(shè)備管理部門開展設(shè)備防腐蝕與檢維修工作提供決策依據(jù)。

[1] 趙敏，康強(qiáng)利，周三平，等.腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)管理及評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2006,23(6)：7-9.

[2] 徐劍,劉雷，裴東雙,等.腐蝕安全管理系統(tǒng)在蒸餾裝置的應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2013,30(4):54-56.

[3] 魏堯忠,姬玲.氯對(duì)煉油催化重整裝置的腐蝕分析及對(duì)策研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013(20):258.

[4] 姚敬博.催化重整裝置氯腐蝕及防護(hù)[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2008,25(1):56-58.

[5] 任立華，徐新良,于鳳昌，等.腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)在一套蒸餾裝置的應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2010,27(3):56-59.

(編輯 王維宗)

DesignandApplicationofCorrosiveMediumSafetyManagementSoftwareforOilRefineries

TaoJiantao1,LiZhenmin2,LiTao3,ZhangJie1,ZhangYing1
(1.TianjinIncoTechnologyCo.,Ltd.,Tianjin300051,China;2.NankaiUniversity,Tianjin300071,China;3.SINOPECTianjinPetrochemicalEquipmentResearchInstitute,Tianjin300271,China)

As equipment corrosion caused by inferior crude oil became serious, corrosive medium safety management software was developed according to the actual production requirements of oil refineries. Corrosive medium distribution, data change and abnormal data alert were systematically analyzed and securely managed from the aspects of devices and process operation. Data structure was designed based on Oracle database, and corrosive medium data such as sulfur, nitrogen, oxygen, chlorine and naphthenic acid were all recorded. This software integrates the functions of data storage, management and query, and provides decision-making basis to deal with anti-corrosion, inspection and device maintenance from the point of corrosive medium.

corrosive medium, security management, database

2017-01-20；修改稿收到日期：2017-04-28。

陶建濤(1976—)，碩士，現(xiàn)從事石油化工管道防腐與檢測(cè)工作。E-mail：tjt@incocorr.com