常壓儲罐完整性管理實踐及應用

李 博

（中海油能源發展股份有限公司，北京 100027）

0 引言

儲罐是石油開采、生產儲運和石化生產等系統中的重要設備設施，其所儲存的化學品數量大、種類多且大多數易燃易爆、有毒有害，一旦發生事故則嚴重威脅人們生命財產安全。近年來，儲罐火災、爆炸等事故時有發生，造成了嚴重的人員傷亡、環境污染和巨大的經濟損失，儲罐的安全運行與管理面臨著巨大壓力，尤其是現在在低油價常態化的大背景下，石油石化行業資產所有者更是在積極尋求設備設施運維“降本、提質、增值”的新辦法，以“信息化+數字化”為基礎的完整性管理正在從“錦上添花”變為“雪中送炭”[1-2]。

1 常壓儲罐完整性管理理念

儲罐完整性管理是儲罐管理和技術發展到一定階段的產物，是充分發揮儲罐效能，有效管控風險，實現儲罐保值增值及最大經濟回報，促進企業降本增效的有效工具和手段。2019年，國家標準化管理委員會發布GB/T 37327—2019《常壓儲罐完整性管理》標準，明確了常壓儲罐開展完整性管理的內容、方法和要求，進一步推動儲罐完整性管理模式的推廣應用。

常壓儲罐完整性管理就是要采取“完整性管理”的理念和方法，以實現設備設施安全性、可靠性、經濟性三者的最優平衡為目標，對設備設施進行以“信息化+數字化”為基礎的全員、全要素、全生命周期的管理。

儲罐完整性管理內涵是對儲罐的風險因素不斷進行識別和評價，持續采取各種管理和技術措施，將風險控制在可接受范圍之內，保障常壓儲罐安全可靠、經濟運行，實現常壓儲罐系統的、動態的、基于風險的全生命周期管理，并形成持續改進理的PDCA（Plan-Do-Check-Act，計劃、執行、檢查和處理）循環。儲罐完整性的核心是對設備設施實現基于大數據的以風險管理為核心的科學管理，最大限度地發揮事故后維修、預防性維修、預測性維修以及主動性維修等維修方式的優點，實現設備設施運行經濟可靠[3-5]。

2 常壓儲罐完整性管理實踐及應用

中海油能源發展股份有限公司（簡稱“海油發展”）擁有的150 余臺常壓儲罐，常壓儲罐是其非常重要的一類設備設施。儲罐完整性管理是一個系統性工程，海油發展通過現狀梳理、管理優化、技術應用、信息化建設等一系列工作全面推行儲罐完整性管理，有效提升儲罐管理水平，實現儲罐設備的經濟可靠運行。

2.1 以調研梳理為基礎，摸清儲罐管理現狀與不足

現狀是管理水平提升的基礎，通過使用基于相關法律法規及標準規范等要求而建立的合規性檢查工具，從設計要求、建造單位資質、使用登記、定期檢驗、維修改造等方面檢查內容，對全部儲罐進行了系統檢查，系統梳理儲罐管理現狀，以便針對性改進。發現的儲罐問題匯總如圖1 所示。

圖1 儲罐合規性檢查問題結果匯總

2.2 以管理優化為引領，搭建儲罐完整性管理解決方案

為明確常壓儲罐管理內容、要求與流程，解決常壓儲罐管理中做法不系統、只關注運行維護等問題，組織建立覆蓋常壓儲罐全生命周期的完整性管理方案。常壓儲罐完整性解決方案著重對可行性研究階段、設計階段、建造階段、運營維護階段和棄置階段完整性管理提出詳細的管理要求，保持常壓儲罐設備的完整性，實現本質安全。全生命周期完整性管理流程如圖2 所示。

圖2 常壓儲罐全生命周期完整性管理流程

常壓儲罐完整性管理解決方案應嵌套相關的技術方法，通過加強完整性技術應用提高常壓儲罐本質安全水平，主要包括：針對常壓儲罐本體的RBI（Risk Based Inspection，基于風險的檢驗）技術，針對工藝操作安全的HAZOP（Hazard-Operability，危險與可操作性）技術，針對動設備的RCM（Reliability Centered Maintenance，以可靠性為中心的維修）技術，針對安全儀表系統的SIL（Safety Integrity Level，安全完整性等級）技術，以及評估事故對周邊環境影響的QRA（Quantitative Risk Analysis，定量風險評價）技術等。

常壓儲罐完整性管理技術支撐體系如圖3 所示。

圖3 常壓儲罐完整性管理技術支撐體系示意

2.3 以風險評估為手段，系統評估儲罐運行風險

基于風險的理念是常壓儲罐完整性管理的核心，常壓儲罐風險管理主要包括常壓儲罐進行損傷模式識別，定性或定量評估，根據風險評估結果指定基于風險的檢驗策略，優化檢驗檢測方案等。常壓儲罐及其附屬設備設施涵蓋了動、靜、電、儀等各種設備類型，因此需要根據不同設備設施類型選擇相應的評估方法開展風險評估，如圖4 所示。

圖4 儲罐風險評估示意

以開展RBI 評估為例，通過對儲罐開展RBI 評估，發現罐體的較高風險主要分布在底板上，依據結果制定了相應的檢驗策略，保障儲罐的本質安全，如圖5 所示。

圖5 基于RBI 評估結果制定的檢驗策略示例

2.4 基于監測檢測數據，開展合于使用評價

基于風險評價和檢測的結果，針對檢測發現缺陷的儲罐，進一步通過開展適用性評估，評價儲罐完整性狀態，從而為儲罐的安全運行與維護管理提供依據。針對機械損傷、腐蝕、自然與地質災害等產生的不同類型缺陷、損傷，推薦采用不同的評價方法進行合于使用評價，各方法匯總如表1 所示。

表1 常壓儲罐不同類型缺陷與損傷的評價方法

2.5 基于全生命周期成本，構建經濟完整性評價模型

經濟完整性是儲罐完整性管理的重要組成部分，通過對儲罐進行全生命周期成本費用分析與管理，在確保安全可靠運行條件下，實現儲罐全生命周期費用最優，最終達到安全性、可靠性與經濟性的平衡與統一。經濟完整性管理的內容，主要包括全生命周期經濟完整性方法及模型、設備投資回報分析方法、設備經濟壽命分析方法、備品備件經濟管理方法等，進而規范、指導經濟完整性各項工作的開展。

2.6 以信息化手段為支撐，建立儲罐完整性管理平臺

信息系統是保障設備設施完整性管理建設系統高效開展的支撐工具，也是完整性管理成果展現的主要載體，為完整性管理工作的開展提供信息化保障。基于《常壓儲罐完整性管理解決方案》，按照完整性管理實施的思路，搭建常壓儲罐完整性管理數據平臺，主要功能模塊包括基礎信息和檔案管理模塊、風險管理模塊、檢驗檢測管理模塊、完整性評價管理模塊、維修維護管理模塊和統計分析模塊，實現持續改進的PDCA 循環，如圖6 所示。

圖6 常壓儲罐完整性管理信息系統設計示意

3 實施效果

3.1 通過加強基于風險的管理，全面提升儲罐本質安全水平

通過對海油發展部分儲罐進行風險評估，辨識出中等風險儲罐占10.64%，高風險儲罐40.42%，全面的掌握儲罐風險狀況，并有針對性制定了檢測維護策略。針對中等風險儲罐開展了在線檢驗，發現1 臺有裂紋類危險缺陷、1 臺腐蝕嚴重。針對高風險儲罐開展了開罐全面檢驗，及時發現了坑狀腐蝕、基礎沉降超標、罐頂或罐底板穿孔、裂紋等各類嚴重安全隱患。

3.2 通過完整性管理模式的應用，實現提質降本增效

通過完整性管理模式應用，儲罐存在的隱患問題明顯減少，設備維修率低，檢維修費用降低，在保證儲罐安全可靠的基礎上降低了成本。儲罐完整性管理推行基于風險及可靠性的檢驗維護策略，重點關注中高風險的儲罐，優化檢測范圍和策略，在保證安全可靠的同時，減少全面檢驗儲罐的數量，延長檢驗周期，檢驗費用及停產造成的損失均明顯減少，產生了顯著的經濟效益，在保證安全合規運營的前提下，提質降本增效。

3.3 以信息系統為載體，充分挖掘數據價值

通過儲罐完整性管理信息系統，海油發展系統梳理了儲罐各類數據信息，形成了基礎數據庫，有效提高了海油發展儲罐管理效率與水平，對5000 m3常壓儲罐進行三維建模，以形象直觀地展示常壓儲罐狀態。同時，通過對儲罐全生命周期信息數據定期進行統計、分析，并結合大數據等相關信息技術的應用，可有效預判儲罐管理的發展變化趨勢，為管理決策提供參考。

4 結束語

儲罐完整性管理通過數據管理、風險評估、監測檢測、完整性評價及維護維修的持續循環，系統、動態掌握儲罐風險，并有針對性制定優化的管理策略，提高儲罐完整性管理水平。通過儲罐完整性管理應用及實踐，海油發展建立了一套系統完善的儲罐完整性管理模式與方法，并取得了良好的效果，得到了上級公司的關注與認可，為儲罐安全與完整性管理貢獻了專業價值。未來隨著國家、行業及企業對儲罐管理要求和期望的不斷提高，儲罐完整性管理模式將會在國內外更廣泛的范圍內得到認可與推廣，并將成為眾多企業提升儲罐管理水平的有效方法和途徑。