石化过程安全与完整性管理

石化过程安全与设备完整性管理黄梓友2014年9月15日提纲一、石化过程安全管理1、石化过程安全现状2、石化过程安全管理技术3、设备本质安全内涵及策略二、设备完整性管理1、动设备完整性管理基本要素2、动设备完整性管理内容和步骤三、高温油泵事故频发原因及对策1、基本情况2、原因分析3、对策措施四、基层设备管理者应注意的几个问题一是生产设备大型化、复杂化，工艺过程自动化，连续化，设备投资巨大，设备与能耗物耗密切相关，非计划停产损失巨大。

生产过程对设备的依赖程度越来越高，设备高效、安全、稳定、长周期运行至关重要。一、石化过程安全管理1、石化企业安全生产现状二是在役高能耗设备运行普遍存在1）

设备故障时有发生，不能确保安全长周期运行2）大量设备长期偏离设计工况低效运行导致

问题1：机电装备故障频发,事故时有发生

问题2：设备低效运行一、石化过程安全管理

1、石化企业安全生产现状大连7.16大连8.29惠州7.12高桥9.25赛科9.08

近几年发生的五起重大火灾重大事故频发初馏塔顶层塔盘

常压塔顶部塔盘

常减压装置：长周期运行观念不强、对硫、酸超设防值现象熟视无睹是长周期运行水平低的主要原因之一。减一线填料

HCl+H2S+H2O腐蚀高温部位环烷酸腐减底管线爆裂设备隐患多待生催化剂立管磨损穿孔催化装置：内构件磨损、跑剂、结焦、烟机故障是长周期运行水平低的主要原因。导轨连接螺栓全部断裂，导轨脱落。阀板脱落，阀杆弯曲。双动滑阀故障内构件问题翼阀边缘口磨损严重二级旋分器衬里脱落设备隐患多催化装置：在五大类装置中非计划停工次数最多，超过停工总数的1/3。

反应器内部结焦严重烟机转子叶片断裂结焦烟机故障反应器提升管底部基本堵死烟机转子损坏设备隐患多

加氢裂化装置：高压空冷、高压换热器等设备腐蚀泄漏、催化剂更换与检修周期不同步是长周期运行水平低的主要原因。加热炉管爆裂照片空冷衬管腐蚀燕山中压加氢裂化加氢裂化火灾高压换热器内漏设备隐患多某企业集团炼油板块压缩机故障情况年度总台数压缩机(200KW及以上)故障次数(次)故障停机时间(小时)故障率2008137311693701550227.00%2009141812233661206624.70%2010139912094161574229.70%设备隐患多某企业集团在在线监测压缩缩机故障情况况远程在线监测测机组422台(离心机组322台，往复机组组100台)，2007年至2012年6月发现机组报报警654台次，故障报警率31%。设备隐患多楼脆脆设计问题不容容忽视设计方案论证证不足设计不合理细节决定成败败设计细节考虑虑不周新建装置遗留留问题多观念错误汲取铁道部教教训，不得压压减工期建设质量先天不足承包商多层分分包监理流于形式式抢工期甩项中交倒推工期加氢裂化管道道裂纹装置泵设备运运行效率统计计＜51%51%~70%70%~83%＞83%备注装置1130111963年投产2007年改造装置2165101990年投产装置3105231998年投产合计39104468%18%7%7%备注设备运行效率率低往复压缩机组组运行负荷偏偏离设计工况况名称型号流量效率%PowerkW电机效率%负载率%电机利用率%氢压缩机BTD-NICC200038.718675.653.129.3氢压缩机2D12-5.2/14-84220029.428686.180.625.3氢压缩机4M80-30/2.2-200-BX1659037.920887167.826.9燃料气压缩机LG-68/6408033.53326860.422.8燃料气压缩机2D16-74/16-BX364067.5147.240.165.227.1某石化炼油分分部6000V压缩机效率测测算数据设备运行效率率低制造、施工质质量突出高压阀门焊接接质量差加氢裂化高压压空冷石墨增强垫片片制造质量差差“低价者中标，价低质劣””仍是企业普普遍现象，导导致设备质量量难以保证。。安装制造质量量问题催化再生器衬衬里脱落检维修管理理弱化如何能够实实现四年一一修？检修计划漏项检修网络不合理检修准备工作不充分分隐蔽项目检查不到位位部分改制检检维修队伍素质下降劳务工普遍遍，施工质量难以保证腐蚀加剧，，防腐措施施不到位；；原油助采剂剂对二次装装置影响大大；回炼油管理理不精心；；技术改造时时未同步考考虑。原油劣质化化呈上升趋趋势制氢中变器器填料腐蚀问题日日趋严重原油品种过过多，品种种不固定；；原油评价不不及时；主要考虑原原油价格，，超过设防防值，对装置置设备影响响考虑少。。原油有效管管理不到位位对劣质化原原料措施不不力高负荷高负荷运行行带来新的的问题高故障率。加速了设备的冲蚀、磨损、结垢和疲劳破坏速度。非计划停工增加。将严重影响加工任务，进而引起高层领导关注。装置大修深度相应增加。能否安全、按期、优质完成，做到一次开车成功显得非常重要。工艺操作未未树立长周周期运行理理念亩产万斤把企业当实实验田频繁调整不不优化常在河边走哪哪有不湿鞋鞋卡边操作拼设备，弓太满容容易断硫超设防值值失修目标：四年年已运行二年年停车改造失修酸超设防值值超负荷路漫漫其修修远兮吾吾将上下而而求索大修15天频繁调整操操作装备水平：：招标采购购的设备锦锦湖轮胎、、选用丰田汽汽车的刹车车片设计人员：：山寨设计计师设备专业管管理尚需加加强动设备离心压缩机干气密封故障烟机结垢，无法长周期运行高危泵事故频发机组润滑油站不规范、中冷器、浮水器结垢静设备腐蚀问题仍然严峻内构件问题多，难以长周期运行长周期运行和压力容器周期检验存在矛盾电气仪表老电力电缆问题较多UPS电池管理不善现场一次表严重老化、机组联锁误动作工业水循环水质差，冷换设备结垢严重蒸汽品质不好，不锈钢设备腐蚀。国外石化重重大事故原原因统计国外石油化化工企业近近30年100起特大型火灾爆炸事事故（每起事故故损失超过过1000万美元）石油化工事事故按装置置划分装置次数所占比例（（％）罐区乙烯及其加加工聚乙烯等塑塑料天然气输送送催化气分加氢烷基化油船焦化蒸馏溶剂脱沥青青合成氨其他16159877664333216.816.09.58.47.37.36.36.34.23.23.23.22.2中国石化重重大事故原原因统计中石化近40年204起火灾爆炸事故（每起损失失超过100万元）事故原因对对比国外石油化化工企业：：阀门管线泄泄漏占比例例最大(35%)，其次是设设备故障；；消防措施不不力，100起事故中12起为消防水水泵无法启启动；人为因素（（操作失误误〕占有事故原原因的15.6％.中石化：人为因素占占有事故原原因的65％，这是一个相相当大的比比重。过程一、石化过过程安全管管理2、过程安全管管理的主要目的的和对象3、安安全全、、安安全全性性、、危危险险和和危危险险性性的的相相互互关关系系（1））安全全安安全全是是指指一一切切与与生生产产与与生生活活领领域域当当中中，，都都不不发发生生人人身身伤伤害害、、物物质质损损失失以以及及生生态态环环境境破破坏坏的的状状况况。。美美国国哈哈佛佛大大学学劳劳伦伦斯斯教教授授将将安安全全定定义义为为：：被被判判断断为为不不超超过过允允许许极极限一、、石石化化过过程程安安全全管管理理安全全性性危险险安全全危险险性危险险与与安安全全的的关关系系安全全、、危危险险、安全全性性、、危危险险性性的的相相互互的的关关系系一、石石化4、过过程程安安全全管管理理的的基基本本方方法过程安全管理理是利用管理理的原则和系系统的方法，，来辨识、掌掌握和控制化化工过程的危危害，确保设设备和人员的的安全。对一一个复杂的石石化过程而言言，涉及到化化学品安全、、工艺安全、、设备安全和和作业环境安安全多个方面面，要防止因因单一的失误误演变成重大大灾难事故，，就必须从过过程控制、人人员操控、安安全设施、应应急响应等多多方面构筑安安全防护体系系——即建立完备的的“保护层””(LayersofProtection)。一、石化过程安全管理理4、过程安全管理理的基本方法法过程安全工作作的重点就是是通过技术、、设施及员工工建立完备的的“保护层””，并维持其其完整性和有有效性。技术——首先要考虑的的是只要可行行就必须选择择危害性最小小或本质安全全的技术，并并从技术上保保证设备本体体的安全。设施——硬件上的安全全考虑应包括括：安全控制制系统、安全全泄放系统、、安全隔离系系统、备用电电力供应等。。员工——最后的保护措措施是员工适适当的训练，，提高应对紧紧急情况的能能力。一、石化过程安全管理理4、过程安全管管理的基本方方法石化过程安全全管理坚持“预防为主””的原则。它包包含两个层面面内容：管理理层面和技术术层面。在管理层面上上，主要是过程安安全管理的法法规、标准和和行业指南；；在技术层面上上，主要是实现过过程安全管理理目标的一些些技术保证措措施，如危险险与可操作性性分析(HAZOP分析)、保护层分析技技术、异常工工况管理技术术和设备完整整性管理技术术等。一、石化过程安全管理理4、过程安全基本方法三级预防对策策一级预防－事故原因预防防，“防发生生”针对故障障和事故原因因采取的根本本性预防措施施，设计本质质可靠。二级预防－“三早”预防防，即早期发发现、早期诊诊断、早期整整治。三级预防－对已发生的某某些故障采取取及时有效的的措施，防止止故障发展和和扩大。一、石化过程程安全管理5、过程安全管管理技术1)危险性与可操操作性分析(HAZOP分析)在现代科学技技术发展的今今天，发现问题比解解决问题更重重要。违规操作、人人为失误固然然是造成事故故的重要原因因。但是，对对于危险化学学品生产，假假如能够事先先对工艺过程程和装置设备备的运行操作作进行分析，，找出可能存存在的危险，，并对存在的的危险采取相相应的措施（（如修改设计计、增加安全全设施等），，就会大大的的提高系统或或工艺过程的的安全性。因因此，对危险险化学品生产产进行危险性性分析，认知知事故发生、、发展的规律律和如何防范范人的失误十十分重要.一、石化过程程安全管理5、过程安全管管理技术1)危险性与可操操作性分析HAZOP分析是一种用于辨辨识设计缺陷陷、工艺过程程危害及操作作性问题的结结构化分析方方法，其本质质就是通过系系列的会议对对工艺图纸和和操作规程进进行分析。在在这个过程中中，由各专业业人员组成的的分析组按规规定的方式系系统地研究每每一个单元（（即分析节点点），分析偏偏离设计工艺艺条件的偏差差所导致的危危险和可操作作性问题。（1）HAZOP分析方法的内内容和程序一、石化过程程安全管理5、过程安全管管理技术1）危险性与可操操作性分析（2）HAZOP事故防范措施施有利于减少偏偏离发生频率率或减缓不利利后果的设施施（措施）。。所谓偏离，是指指与正常状态态的差距，如如工艺操作系系统的偏离主主要包括量的偏离（（流流速、流流量、流向、、液位等），，化学状态的的偏离（污染或存在在杂质、浓度度等）和物理理状态的偏离离（压力、温温度、外形尺寸等））HAZOP的目的是考虑虑如何有效地地设置安全防防护措施，以以便采用最有效的方法法防止主要潜潜在危险的发发生。安全措施主要要有5种形式如下:一、石化过程程安全管理5、过程安全管理理技术1）危险性与可操操作性分析（2）HAZOP事故防范措施施A.识别偏离的设设施包括检测仪表表、报警仪表表、操作工的的察觉等，检检测仪表有压压力、温度、、流量、液位位和成分检测测传感器，烟烟气检测，毒毒物（气、液液）检测，形形变检测，火火灾检测、监监视器、管理理监视系统等等；B.补偿偏离的设设施例如自动控制制系统通过减减少进料防止止液位溢出，，通常是过程控制的一部部分，例如DCS系统、PLC控制器、控制制阀等；一、石化过程程安全管理5、过程安全管管理技术（2）HAZOP事故防范措施施C.防止偏离发生生的设施例如用惰性气气体复盖法存存储可燃物料料、喷水降温温设施、化学学阻断器、机机械阻断阀等等；D.防止偏离进一一步扩大的设设施例如采用跳开开或解扣作用用将过程的多多单元联锁运运作，常用计计算机逻辑控控制、紧急停停车系统（ESD）和故障安全全控制系统（（FSC）、机械阻断断阀、消火灭灭火设施、围围堰、沙袋等等；E.将过程从危险险偏离中解脱脱出来的设施施这些设施包括括压力安全阀阀、爆破片、、排放系统、、排火炬系统、防爆墙、、泄放容器等等。一、石化过程程安全管理5、过程安全管管理技术2)保护层分析技技术对一个复杂的的石化过程而而言，安全管管理涉及到工工艺设计、安安全连锁、安安全泄压、隔隔离和应急响响应等多个层层次的安全防防护体系，要要防止因单一一的失误演变变成重大灾难难，就必须从从过程控制、、人员操控、、安全设施、、应急响应等等多方面对企企业的“保保护层”（LayersOfProtection）进行分析。。保护层分析析(LOPA，LayersOfProtectionAnalysis）是一种半定定量风险分析析方法，用于于分析在用的的保护层是否否能够有效地地减轻过程危危险。一、石化过程程安全管理5、过程安全管管理技术（2）保护层分析技术术强调采用多重重防护层(PL，layersofprotection)，并分级预防防，可以从根根本上防止事事故或减轻事事故造成的损损害。a.利用多种分析析方法辨识系系统中存在的的或者潜在的的所有危险，，并分析从危危险逐渐演变变为事故的过过程；b.确定非正常工工况的风险程程度，通过非非正常工况发发生的可能性性和不利后果果造成的严重重程度综合评评定;c.分析独立的防防护层的有效效性及联合保保护的效果，，在各防护层层中与允许的的界限比较和和确定，为了了达到一个可可允许的水平平，是否需要要附加减少风风险的安全措措施。停机设计DCSPLCSIS、ESD工厂紧急救援援设备事故安全保护层分分析公众紧急疏散散非正常工况事故一、石化过程程安全管理5、过程安全管理理技术3）异常工况管理理技术石化装置运行行状态可以分分为正常、异异常和紧急三三种状态。造造成装置工艺艺状态异常的的原因很多，，可能是设备备老化，也可可能由于工艺艺上游的物料料波动，可能能是由于操作作员误操作，，也有可能是是传感器漂移移等原因。如如果对异常事事件发现不及及时或处理不不当，轻则引引起系统的波波动影响生产产过程的平稳稳运行，重则则导致安全事事故。当装置设备受受到严重扰动动时，由于超超过了设计限限度，控制系系统已经无法法应付这种工工况，设备迅迅速地进入一一种异常操作作状态。此时时操作人员的的介入是十分分必要的。人人工干预应使使装置设备恢恢复正常状态态或进入一种种安全状态。。一、石石化过过程安安全管管理5、过程安安全管管理技技术3）异常工工况管管理技技术异常工工况下下，在在操作作人员员执行行故障障的识识别、、诊断断、评评估和和调整整步骤骤中，，出现现了延延迟或或判断断失误误，会会很快快扩大大事态态并突突发灾灾难性性事故故，此此种状状态称称为事事故工工况。。此种种状态态，操操作人人员的的主要要目标标是按按照预预先演演习过过的应应急预预案和和应急急程序序，将将事故故损害害的程程度降降低到到最小小程度度。异常工工况管管理技技术是是集自自动检检测、、推理理、预预测和和指导导为一一体的的计算算机软软件系系统。。异常工工况管理事故工况正常运行工况生产过程异常工况异常工况管理石油化化工过过程内内部或或外部部的扰扰动或或一系系列的的扰动动，导导致正正常操操作状状态发发生的的偏离离，生生产过过程进进入一一种非正正常操操作的的状态态。研究异常工况的原因因，创创造针针对这这一问问题的的技术术异常工况操作指导系统技术路线图非可监测变量实时测算软件比较判别-诊断预测智能决策未知干扰已知干扰环境物质能量输入物质能量输出PLCDCS其它控制层报警报警分析、事故分析操作指导及改进建议诊断-预测知识库工艺、设备资料HAZOP安全评价结果典型事故案例模式-原因-对策？状态工况实时数据库装置系系统一、石石化过过程安安全管管理5、过程程安全全管理理技术术4）设备完完整性性管理理设备完完整性性(Mechanicalintegrity,MI)-------是指设设备从从设计、制制造、、安装装起一一直到到其使使用寿寿命终终止的的整个个生命命周期期内，，始终保持持设备备处于于可满满足其其特定定服务务功能能的状状态，，是在在正常常运行行情况下设设备应应有的的机能能状态态，它它在物物理上上、功功能上上是完完整的的，在在运行的安安全性性、可可靠性性方面面始终终是受受控的的。设备完完整性性管理理（Mechanicalintegritymanagement，MI）-----是指采采取技技术改改进措措施和和规范范设备备管理理相结结合的的方式式来保保证设备运运行状状态的的完好好性。。设备备完整整性管管理是是一个个完善善、系系统的的管理过程程，以以保证证设备备完整整性为为首要要任务务，用用整体体优化化、均均衡的的方式管理理设备备整个个生命命周期期，实实现设设备运运行本本质安安全和和节约约设备备维持成本本并可可持续续发展展。5、过程程安全全管理理技术术4）设备完完整性性管理理设备完完整性性管理理主要要特点点（1）强调调设备备管理理体系系的整整体有有效确确保保一个个工厂厂或一一套装装置的的完整整性；；单个个资产产的完完整性性要求求与其其在工工厂、、装置置中的的重要要程度度有关关；制制定有有针对对性的的工厂厂、装装置、、设备备完整整性要要求。。（（2）设备备健康康情况况是动动态的的必必须建建立覆覆盖整整个设设备生生命周周期每每一阶阶段、、持续续改善善设备备健康康的机机制。。（（3）工作作必须须遵从从标准准建建立企企业标标准化化的、、完整整的业业务流流程和和作业业文件件，并并要求求员工工依照照标准准执行行。（4）各个个业务务、作作业要要定期期审核核业业务务、作作业过过程要要配置置品质质保证证环节节，或或实施施品质质保证证作业业，确确保每每一项项业务务和作作业的的品质质。一、石石化过过程安安全管管理一、石石化过过程安安全管管理5、过程安安全管管理技技术4）设备完完整性性管理理设备完完整性性管理理主要要特点（5）“预预防””重于于“治治疗””实实行行设备备定期期检查查，预预知设设备运运行状况；强强化设备异异常状态的的管理与处处置；关键键设备必须须开展预防性维护；；依据设备备运行状（6）实行RBM,RBC通过RBM,RBC延长装置设备检修周期，缩短检修时间，提高检修质量，增强装置设备整体可靠性。（7）管理体系完善设备完整性管理体系与HSE、ISO9001、ISO14000等管理体系相融合，完善企业的管理体系。一、石化过过程安全管管理5、过程安全全管理技术术4）设备完整性性管理设备完整性性管理程序序设备完整性性管理体系系RBI改进审核计划与准备备执行SILRCM目标与策略略“无危则安，，无损则全全”风险=可能性×危害后果所谓本质安全应应是既无危危害又无损损失，即是是危险演变变成事故的的可能性为0，或者可能能造成的危危害后果为为0，则风险为为0。本质安全型型设备指是是从设计、、建造阶段段就杜绝了了发生危险险的可能因因素。本质安全的的化工过程程，是依靠靠化学和物物理学的准准则来预防防事故，而而不是仅依靠控控制系统、、互锁、冗冗长而特殊殊的操作程程序来预防防事故。本质安全研研讨会一、石化过过程安全管管理6、设备本质质安全1）何谓本质安安全？6、设备的本本质安全2）本质安全全设备的内涵涵一般情况下下，过程安安全依赖于于多层保护护。第一层层保护是过过程设计特特征。接下下来的保护护层次包括括控制系统统、联锁、、报警、安安全切断系系统、保护护系统和应应急反应计计划。本质质安全是所所有保护层层次的一部部分。预防事故的的最好办法法就是确保保过程设计计的安全性性来防止事事故的发生生。本质安全的的设备、设设施应具有有尽可能大大的容忍操操作人员的的失误和不不正常的情情况出现的的能力。一、石化过过程安全管管理本质安全的设备备、设施或或技术工艺艺需要含有有内在的能能够从根本本上防止发发生事故的的功能：失误——安全功能。。指即使人的的操作失误误，也不会会发生事故故或伤害，，或者说设设备、设施施和技术工工艺本身具具有自动防防止人的不不安全行为为的功能。。故障——安全功能。。指设备、设设施或技术术工艺发生生故障或损损坏时，还还能暂时维维持正常工工作或通过过自愈功能能恢复正常常工作状态态。本质安全研研讨会一、石化过过程安全管管理6、设备本质质安全2）本质安全设备、设施施的内涵3）实现设备、设施施本质安全全的主要方方法及策略略最小化替代简化或容错错稀释或缓和和外加控制措施本质安全方方法系统风险为为0本质安全，，无风险自愈机制一、石化过过程安全管管理6、设备本质质安全（1）最小化本策略要点点是，减少工工艺过程中中（反应器器、储罐等等设备、设设施）危险险物料的滞滞留量和工工厂范围内内危险物料料的储存量量，以降低低系统风险险。具体做做法：①通过创新工工艺技术和和改变现有有工艺，减减少工艺系系统中危险险物料的滞滞留量。②减少设备数数量和采取取容积更小小的设备。。③安排合理的的原料和中中间产品储储存量。④提高工厂维维护和维修修水平，减减少中间产产品的储存存。⑤应用合理的的工艺控制制，在满足足工艺操作作要求的情情况下，将将危险物料料储罐的液液位控制在在较低范围围内，也也也可以减少少系统中危危险物料的的滞留量。。⑥选择合适的的储存地点点。⑦尽可能就地地生产和消消耗危险物物料以减少少它们的运运输。一、石化过过程安全管管理6、设备本质质安全3）实现设备备本质安全的主要要方法及策略（2）替代本策略的要要点是,通过使用另另外一种允允许使用的的低危险性性物质替代代危险的物物质，或使使用过程条条件不苛刻刻的化学反反应代替过过程反应剧剧烈的化学学过程。例例如:①用热水加热热替代热油油加热;②用挥发性低低和闪点较较高的溶剂剂替代易挥挥发和闪点点低的溶剂剂;③用焊接管替替代法兰连连接;④用新材料替替换系统中中与介质不不相容的施施工材料;⑤在对设备.管道进行清清洗时,用水溶性的的清洗剂替替代溶剂清清洗济.一、石化过过程安全管管理6、设备的本本质安全3）实现设备本本质安全的主要要方法及策策略3）稀释或缓和和本策略的要要点是,通过改善物物理条件(如操作温度度,化学品浓度度)或改变化学学条件(如化学反应应条件)使工艺过程程的操作条条件变得更更加温和,万一危险物物料或能量量发生泄,可以将后果果控制在较较低水平。。例如:a.稀释为较低低的蒸汽压压，以减小小释放浓度度；b.冷却以降低低蒸汽压；；c.采用更温和和的工艺条条件,可以减轻事事故的后果果;d.泄漏容纳,储罐区围堤堤,泵区的地面面围堰等都都是典型的的容纳系统统。一、石化过过程安全管管理6、过程设备本本质安全3）实现设备备本质安全的主要要方法及策策略（4）简化/容错本策略要点点是,在设计中充充分考虑人人的因素,昼剔除工艺艺系统中繁繁琐的,不必要的组成成部分,如使用易于维维护且故障率率低的设备、、易于理解的的控制面板和和划分易于理理解和熟悉的的单元等，以以减少失误和和误操作,使操作更简单单,更不容易犯错错误,而且,系统要有好的的容错性,即使在操作人人员犯错误的的情况下,系统也能保证证安全.例如:

①整齐布置管道道并清楚标识识,便于操作人员员辨识.

②控制盘上按钮钮的排列和标标识容易辨认认.一、石化过程程安全管理6、设备本质安全3）实现设备本本质安全的主要方方法及策略（5）外加控制措施施本策略要点是是,通过采用设计计、建造以外外的管理、技技术、维修等等方法，对设设备、设施进进行有效管控控，保证设备备设施安全性性来防止事故的的发生。例如:①建立健全企业业组织机构,管理体系和规规章制度,采取措施提高高员工在管理理,操作和维护方方面的素质和和技能;②组织开展设备备完整性管理理;③积极推行预防防性维修.一、石化过程程安全管理6、设备本质安全3）实现设备本质质安全的主要方方法及策略（6）自愈机制近些年来正在在发展的新兴兴学科——设备自愈理论(EngineeringSelf-recoveries)本策略要点是是:运用自愈理论论,在装备系统运运行中实时监监测分析可能能产生故障的的条件及早期期故障征兆，，采用诊断预预测、智能决决策和主动控控制方法使装装备系统不具具备产生故障障的条件或自自行将故障消消除在萌芽中中，或在故障障未形成的阶阶段，就发现现它，截获它它，使它消灭灭于无形。一、石化过程程安全管理6、设备本质安全3）实现设备本本质安全的主要方方法及策略透平压缩机轴轴位移故障自自愈调控自愈力自愈力自愈力自愈力自愈力比较|判定数据融合多参数系统辨识机械复杂系统统自适应调节机机构漏磁检测及消消磁系统轴承自修复系系统防喘振自动控控制系统轴位移自愈调调控系统自动冲洗系统统轴系自动平衡衡系统油膜涡动调节节系统系统输入系统输出已知扰动未知扰动数据处理系统统故障预测参考考模型数据挖掘DCS/PLC控制系统功率－电流－－效率自自动冲洗洗参考模型铁谱－瓦温－－振动轴轴承损伤伤参考模型转速－油压－－振动油油膜涡动动参考模型振动－相位－－质量自自动平衡衡参考模型压力－流量－－温度喘喘振参参考模型负荷－压差－－瓦温－轴位位移自自愈参考模模型燃气轮机工业汽轮机轴流压缩机离心压缩机电机ESD系统工况、状态参参数实时检测系统设备系统故障障自愈调控工工程应用模式式一、石化过程程安全管理6、设备的本质安全4）设备本质化安安全的十五项项基本原则过程设备本质质安全化就是利利用技术手段段消除或控制制风险，防止止引发事故，，从而不产生生伤害，不造造成损失，即即将风险演变变成事故的可可能性降为0，或者是将可可能造成的危危害后果降为为0。防设备事故于于未然，实现现本质安全化化是一个复杂杂的系统工程程，应该从工工程的研发、、设计、建造造、运行、维维修直至报废废和再制造的的全过程遵循循如下原则：：原则1设计者应当保保证用于生产产的以及作为为产品的材料料和能源，其其固有的危险险性越小越好好，并应确保保在可能最苛苛刻工作条件件下（含自然然灾害）不丧丧失其功能。。原则2在设计阶段和和在进行必要要的改进时要要进行危险和和可操作性分分析，指导设设计、改进及及生产运行。。原则3采用防误操作作的措施（连连锁、联动、、程序控制等等）实现系统统的内在结构构上具有不易易发生事故，，且能承受人人为操作失误误的功能。一、石化过程程安全管理6、设备的本质质安全4）设备本质化安安全的十五项项基本原则一、石化过程程安全管理6、设备的本质质安全4）设备本质化安全的的十五项基本原则原则4在制造过程中中要确保工艺艺稳定、验证证充分、更改改审慎、逐级级把关、问题题归零。原则5通过监测检测测和诊断预测测，做到故障障的“三早””预防，即早早期发现、早早期诊断、早早期整治。原则6装置设备系统统在运行中尽尽可能具有自自愈功能和自自修复功能。。原则7对可能能导致致设备备事故故发生生的故故障采采取及及时有有效的的措施施（紧紧急停停车、、卸压压等）），防防止故故障发发展和和扩大大。一、石石化过过程安安全管管理6、设备备的本本质安安全4）设备备本质化化安全全的十十五项项基本原原则原则8避免故故障的的产生生比其其产生生之后后再诊诊断和和消除除好得得多，，避免免事故故的发发生比比其发发生后后再抢抢险和和应急急救援援好得得多。。原则9通过系系统诊诊断查查出或或预测测出故故障根根源，，首先先对其其采取取措施施，使使其不不具备备产生生故障障的条条件。。原则10应用事事故原原因、、失效效分析析和故故障诊诊断的的知识识指导导设计计和改改进。。原则11应用风风险分分析的的方法法指导导设计计和运运行中中的监监测、、检测测和维维修。。一、石石化过过程安安全管管理6、设备备的本本质安安全4）设备备本质化化安全全的十十五项项基本本原则则原则12开展以以可靠靠性为为基础础的动动态风风险评评价，，进行行监控控和监监管。。原则13大系统统的安安全保保护局局部与与整体体应统统筹兼兼顾，，不能能为子子系统统安全全而不不顾大大系统统的安安危。。原则14过程制制造的的中间间体如如具有有较大大危险险性，，应避避免或或尽可可能减减少中中间储储备，，尽快快转化化成危危险性性小的的产品品或中中间体体。原则15安全性性和可可靠性性不再再是系系统的的“额额外特特性””，而而被视视为基基本属属性。。二、转转动设备完完整性性管理理1、动设备备完整整性管管理基基本要要素开展动动设备备完整整性管管理需需要结合先先进的的技术术和管管理,包括在线或或离线线监测测和故故障技技术、、风险险评估估技术术、可可靠性性维修修技术术、工艺安安全分分析等等措施施，至至少包包括以以下基基本要要素：：（1）编制制书面面程序序并加加以落落实，，确保保设备备持续续的机机械完完整性性；（2）开展展相关关培训训，需需要对对从事事设备备管理理、操操作、、维护护、维维修的的员工工进行行培训训，培培训内内容至至少应应包括括工艺艺系统统的概概述、、工艺艺系统统在的的危害害和相相关作作业程程序；；（3）检验验和测测试检验和和测试试是确确保设设备完完整性性的重重要途途径，，应做做到以以下几几点：：①所有转转动设设备都都应进进行检检验和和测试试；②按照普普遍认认可的的良好好的工工程实实践经经验编编制检检验和和测试试程序序；1、动设备备完整整性管管理基基本要要素（3）检验验和测测试③检验和和测试试程频频率要要符合合制造造商的的建议议和良良好的的工程程实践践经验验，必必要时时需要要结合合使用用者、、测试试者的的经验验增加加检验验和测测试频频率；；④应以文文件形形式保保存所所有设设备的的检验验或测测试记记录，，包括括检验验或测测试日日期、、负责责执行行检验验或测测试的的人员员姓名名、设设备编编号或或其他他可以以识别别设备备的描描述、、对检检验或或测试试过程程的描描述、、检验验或测测试结结果。。（４））设备备缺陷陷对存在在不可可接受受缺陷陷的设设备，，在继继续使使用前前，必必须进进行修修复或或及时时采取取其他他安全全措施施。（５））质量量保证证在购置置和安安装新新设备备时，，应确确保设设备满满足工工艺要要求，，并通通过适适当的的检查查和检检验，，保证证按设设计和和制造造商提提供的的技术术说明明正确确安装装。同时时，，还还应应确确保保使使用用的的维维修修材材料料、、备备品品备备件件以以及及设设备备符符合合工工艺艺要要求求。。二、、转转动动设备备完完整整性性管管理理二、、转转动动设备备完完整整性性管管理理准备备阶阶段段开展展设备备普普查查进行行风险分分析析制定定方方案案和监监控控措措施施总结结提提高高、、不不断断优优化化、、持持续续改改进进进行行入下下一一个循循环环动设设备备完完整整性性管管理理的程程序序二、、转转动动设备备完完整整性性管管理理2、动动设设备备完完整整性性管管理理的的程程序序和和方方法法(1)预准准备备阶阶段段本阶阶段段工工作作的的主主要要内内容容有有：：①建建立立动动设设备备台台账账、、档案案，包包括括设备备结结构构图图、、制制造造和和出出厂厂检检试试验验资资料料、、运运行行和和监监测测记记录录、、检检维维修修记记录录、、安安装装和和试试车车记记录录、、设设备备的的原原始始设设计计技技术术参参数数、、转转子子动动平平衡衡记记录录、、应应急急处处理理计计划划、、事事故故报报告告、、技技术术评评价价报报告告、、操操作作规规程程及及相相应应标标准准等等。。②了了解解每每台台设设备备在在装装置置所所处处的的地地位位和和作作用用，，摸摸清清其其运运行行规规律律、、历历史史记记录录、、可可能能的的失失效效部部位位、、故故障障类类型型及及后后果果等等。分分别别对对每每台台设设备备进进行行初初步步分分析析、、评价价，，按按设设备备结结构构特特点点、、重重要要性性、、危危险险性性程程度度等等综综合合因因素素将将设设备备进进行行分分类类，，如如；；A、B、C类。③编制动动设备完完整性管管理方案案及实施施计划。。二、转动动设备完整整性管理理2、动设备完完整性管管理的程序和和方法(2)设备普查阶段本本阶段工作作的主要内容容是：①按离心心压缩机机、往复复压缩机机、离心心泵、螺螺杆泵等等不同结结构特点点的动设备备分类编制制设备普普查表，明确各各类设备备普查内内容、方方法、标准等等；②按计计划开开展设设备普普查，，将结结果录录入设设备普普查表表中；；③对普普查结结果（3）进行风风险分分析本阶段段工作作的主主要内内容是是：①对普普查结结果进进行定定性和和定量量分析析、评评估，，对需要要优先先评价价的设备，采用用在线线或离离线监监测与与故障障诊断断技术术、可可靠性性分析析技术、、风险分析析技术术等综合技技术进进行完完整性性评价；；②根据据完整整性评评价结结果，，对不同设备的的风险险指标标和不不同失效原原因的风险指标进进行比比较，，确定需需要优先关注的设备和和需要要优先先预防的失效原原因，，列出重重点监监控设设备清单或对设设备分分级进进行修修改。。二、转转动设备完完整性性管理理2、动设备备完整整性管理的的程序序和方方法（4）制定维维修方方案和和监控控措施施本阶段段工作作的主主要内内容是是：①根据据完整整性评评价结结果，，对列列入重重点监监控清清单的的设备备和高高风险险的关关键设设备制制定维维修、、改造造、更更新或或监控控运行行方案案。通过设备维维修、改造②根据维修标准、维修数量和预防措施的有效性来确定再评价周期，基本原则是：经过本次维修后的到下个周期的完整性评价期间不会出现高风险的故障或危害。二、转转动设备完完整性性管理理2、动设备完完整性性管理理的程序序和方方法二、转转动设备完完整性性管理理(5)总结提提高、、不断断优化化、持持续改改进①在进行了完整整性评价后后，有有关设设备状状态信信息得得到完善和更新新，应应将这些些信息息保存存下来来。②在设备运运行过过程中中，应应不断断收集操操作、维护护和其其它信息，扩充充和完完善历历史数数据库库。③形成完整性性管理理方案，，包括括完整性性管理制制度、、程序序和评价方方案、、变更更方案案、优优化完完整性性质量量控制制和应急方案等。（6）进入下下一个个循环环阶段段2、动设备备完整整性管理的的程序序和方方法三、高温油油泵事事故频频发原原因及及对策策主要内内容基本情情况原因分分析应对措措施1、基基本情情况3.1总体概概况(1)高温油泵是是指介介质温温度大大于燃燃点的的离心心油泵泵，调调查了了31家炼油油板块块企业业共有有1966台高温温油泵泵。1966107796092000180016001400120010008006004002000总台数2009年故障2010年故障停停工次数(2)泵生产厂家分分布1966台高温油泵泵生产厂共共有177家厂家沈沈阳温温州沈沈阳苏苏尔寿寿深深蓝大大连耐耐酸进进口其其他89家厂家水泵厂嘉嘉利利特格格瑞瑞德泵泵业水水泵厂厂台数4333342561771371371623306家占总合数数的75%进口占8%其他占17%1、基本情况3.1总体概况(3)机械密封生产厂家分分布四家产品占占98%丹东克隆65%西安永华14%四川日机12%其他2%兰州赛格7%丹东东升丹东凯铭丹东一正丹东赛林丹东波纹管管四川华山成都一通风城城沈阳皮拉合肥通用上海乐和进口密封华阳密封占2%1、基本情况3.1总体概况(4)高温油泵的故障障原因分布布图泵故障：密密封泄漏占占第一位振动过大占占第二位泵故障主要要原因：1、密封辅助助系统故障障23%2、维修质量量差22%3、操作波动动频率20%4、备件质量量差13%其他，215，11%设计缺陷，，127,7%选型不当，，73,4%操作波动，，380,20%维修质量，，419,22%备件质量250,13%密封辅助，，464,23%4.1基本情况3.1总体概况3.2近期事故情情况近年来高温油泵密密封泄漏着着火事故时时有发生，2008至2010年三年内,仅某大型石石化集团系系统内的企企业就发生了七起起，给装置安安全运行及及生产任务务的完成带带来了严重重影响。高温油泵密封泄泄漏着火事事故次数65432102008年2009年2010年111、基本情况5(1)某企业:广州800万吨/年常减压装装置减三线线泵P2117/A2010年3月18日运行中着火火着火5小时11分钟非计划停工工15天泵由沈阳水水泵厂制造造，密封由由丹东克隆隆生产4.1基本情况3.2近期事故情情况(2)某企业：上海600万吨/年常减压装装置减底P104/C2010年7月25日运行中着火火着火时间15分钟。切断进料2小时1、基本情况3.2近期事故情情况(3)某企业：茂名加氢裂化装置脱丁烷烷塔底泵P104B2010年8月5日切泵过程中中着火着火时间16分钟非计划停工工7天1、基本情况3.2近期事故情情况(4)某企业：天津1000万吨/年常减压装装置减三线线泵P2117A2010年10月9日切泵过程中中着火着火20分钟切断进料13小时1、基本情况3.2近期事故情情况(4)某企业：天津1000万吨/年常减压装装置减三线线泵P203B着火后，梯梯子通道被被火封住，，操作人员员从P203B泵入口阀操操作平台西西侧翻过护护栏跳到地地面。1、基本情况3.2近期事故情情况(5)某企企业业：：扬子450万吨吨/年常常减减压压装装置置常常压压塔塔底底泵泵P2115B2010年11月6日运行行过过程程中中着着火火着火火时时间间50分钟钟非计计划划停停工工10天1、基本本情情况况3.2近期期事事故故情情况况(6)某企企业业：：武汉汉2#常减减压压装装置置减减二线线泵泵P1015/B2008年12月24日运行行过过程程中中着着火火着火火时时间间28分钟钟非计计划划停停工工36小时时24日10:00-13:30流量量波波动动较较大大1、基基本本情况况3.2近期期事事故故情情况况(7)某企企业业：：武汉汉2#焦化化辐辐射射进进料料泵泵P2012/12009年3月6日运行行过过程程中中着着火火着火火时时间间45分钟钟。。非计计划划停停工工2.56天该泵泵是是德德国国鲁鲁尔尔公公司司生生产产，，密密封封是是德德国国博博格格曼曼生生产产1、基基本本情况况3.2近期期事事故故情情况况三、、高高温温油油泵泵事事故故频频发发原原因因及及对对措措策策主要要内内容容基本本情情况况原因因分分析析应对2、原原因因分分析析●泵事事故故因因素素构构成

事故的发生，往往由单一主因素或多种因素叠加合力构成。事故故区区故障障区区泵本本体体质量量差差选型不当基础不稳管线应力大润滑不良维修质量差配件质量差密封封辅助助系统统有问问题小流量抽空巡检不认真风险险时间间泵的的主主要要故故障障表表现现：：振振动动大大后后果果是是故故障障轴轴承承损损坏坏、、密密封封泄泄漏漏事故轴轴承抱抱轴密密封封泄漏漏着火火操作不不当的的表现现：操操作波波动、、抽空空、密密封辅辅助系系统不不畅。。后果是是：密密封泄泄漏甚甚至着着火●泵运行行故障障图事故区区故障及及事故故萌发发区平稳运运行区区99.9%的故障障可在巡巡检中中发现现风险时间美国API标准密密封设设计寿寿命25000小时中石化化最好好的企企业是是15000小时中石化化平均均运行行时间间7600小时1.P1015/B运行2232小时2.P21012/1运行77小时3.P104/C运行1260小时4.P203/B运行384小时4.P2115/B运行1032小时5.P10410-50小时非正常常运行行曲线线正常运运行曲曲线2、原原因因分析寿命与与振动动的关关系DCBAA区：新新安装装交付付使用用的状状态B区：可可长期期运行行的合合格状状态C区：尚尚可短短期运运行，，需采采取措措施的的不合合格状状态D区：严严禁小时振动动烈烈度度《石油类别A振动标准mm/sB振动标准mm/sC振动标准mm/sⅠ小型转机如15kw以下的电机＜0.71＜1.8＜4.5Ⅱ安装在刚性基础上的中型转机，功率300kw以下＜1.7＜4.3＜8.9Ⅲ大型转机，机器一支承系统为刚性状态＜1.8＜4.5＜11.22、原因因分析2.1七起着着火事事故分分布操作调调整相相对频频繁，2、原因分分析2.2七起火火灾事事故的的共性性原因因分析析主要原原因：：机械械密封封失效效，高高温油油泄漏漏自燃燃密封辅辅助系系统问问题茂名广广州州天天津上上海海扬扬子巡检不不理想想：扬子上上海海武武汉维修质质量下下降武汉天天津津上上海扬扬子子广广州小流量量：广州天天津津扬扬子武武汉汉备件质质量差差：天津扬扬子子武武汉没有及及时切切断物物料广州武武汉汉电机没没有及及时断断电广州扬扬子子应急预预案不不完善善广州武武汉汉阀门大大手动动开关关慢广州天天津津促成因因素加剧因因素火灾警警报2、原因分分析2、原因分分析(1)维修质质量下下降武汉P1015/B运行2232小时武汉P21012/1运行77小时上海P104/C运行1260小时天津P203/B运行384小时扬子P2115/B运行1032小时300002500020000150001000050000779971500025000最短5台平均中中石石化平均均API标准小时密封及轴轴承的装装配精度度、偏差差及装配配方法决决定了部部件的使使用寿命命。2、原因因分析(2)巡检质量量不高部分巡检检“走马马观花””或“到此一游””。巡检质量量、巡检检深度不不理想6543210千分比漏检率152009年2010年2、原因因分析(3)密封辅助助系统存存在问题题多主要问题题：冲洗洗油、冷冷却液选选择不当当，运行行中注入入量、压力、洁洁净度控控制不稳稳。密封冲洗油密封冷却液2、原因分分析(4)小流量及及操作波波动导致致泵故障障高发扬程振动烈烈度度典型振动动特性广州、上上海、扬扬子、武武汉事故泵的的运行区区间最佳工况况点优先工作作区允许工作作区流量BEP（最佳效效率点））基准极限限最大允许许流量极限限振动与流流量的关关系2、原因分分析(5)备件质量量差机械密封封摩擦副副用料，，选材影影响密封封质量。。仿造名名牌的轴轴承差。放大倍数数：100放大倍数数：100劣质石墨墨环密封封面应用用后出现现泡疤2、原因分分析(6)电机过流流保护设设定值过过高“大马拉小小车”式式的泵，电机过过电流保保护定值值与工况不不符，起起不到保保护作用。。三、高温温油泵事事故频发发原因及及对策主要内容容基本情况况原因分析析应对措施施3、应对措措施3.1管理措施施管理措施施•全面梳理理、摸清清高温油油泵现状状•强化管理理、专人人负责•制定措施施、逐步步实施•巡检人员员配齐””温度仪仪、测振仪、对对讲机““三件宝宝。•专业人员员要配SPM轴承状态态检测仪。。•管理部门门要定期期检查巡检质量量和巡检检深度•抓操作人人员的培培训，对泵要做到““四懂三三会”。。•配备轴承承、密封封专用安装工具具•对维修队队伍技术术力量提出要求求•提高维修修后的验验收标准准。•梳理供应应商，提提高设备备、备件质量量。•精心组织织、平稳稳调节•减少波动动、防止止泵抽空空纳入重点点管理抓好巡检检质量做好平稳稳操作抓好检维维修质量量3、应对措措施3.2需要改进进和完善善的措施施密封辅助系统泵出入口阀门机械密封选型改进及完善措施施电机过流保护定值其他措施小流量运行•优先选用用串级机机械密封封，单级要选用用进口密密封•波纹管选选用INCONEL718•摩擦副选选原生碳碳化钨材材料•每年校核核1次•按照实际际工况合合理定值，，逐台实实验•DCS设置电机机遥控关机按钮钮•电气、仪仪表电缆缆禁止在高温温油泵上上方铺设。•增上泵群群在线状状态检测系统统•工业电视视监控系系统•对于容积积超过10m塔或容器，其其与泵之间的吸入口管管道总管管上应设置火灾灾隔离切断阀，并能遥遥控关阀阀。•冷却液禁禁用新鲜鲜水循环水，，选用除除盐水或小于0.3Mp蒸汽。•冲洗油要要稳定、、洁净，定期期检查过过滤网•完善温度度、