[發明專利]一種常減壓設備中操作完整性平臺建立的方法

無效

• 申請號: 201310186576.7
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103246273A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 趙建平;肖凌桀
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及一種壓力容器設備安全性檢測領域，特別是保證壓力容器安全運行的常減壓設備（即常減壓裝置）操作完整性平臺建立的方法。

背景技術

設備運行時操作條件和工藝參數的初始設置也許并不會將設備可能出現的退化機理統統考慮進去；即使所有潛在的退化機理都已考慮在設計和操作條件中，但設計的錯誤、結構的缺陷等都會導致設備出現失效，因此操作條件和工藝參數需要及時改變；而這些條件和參數未能及時變化有可能引起設備使用壽命的減少，甚至會導致故障的發生。

在石化操作環境中，僅僅根據之前設備的檢驗記錄和已知的設備條件來布置檢驗計劃是不夠的。為了建立和維護一個能最高概率檢測出潛在設備劣化的檢驗程序，需要對操作過程，工藝條件和所產生的損傷機理有基本的認識。操作完整性平臺正是需要對設備的操作數據，工藝條件和存在或潛在的損傷機理有全面的掌握并進行分析來確定操作參數以及工藝條件的變化范圍，從而起到防止設備提前發生劣化，設備突然發生破裂以及造成裝置非計劃停車事故，確保設備長周期安全運行的作用。

操作完整性平臺(Integrity?Operating?Windows，簡稱IOW)是設備完整性管理運行操作層面中的重要組成部分，操作完整性平臺通過預先設定并建立操作條件、工藝參數，將這些操作條件和工藝參數嚴格控制在界定的范圍之內，使得其能保證壓力容器安全運行。一旦有主要影響因素超過設定的變化范圍時，操作完整性平臺就會發生警報，提示操作或是管理人員操作條件或工藝參數已越界，提醒他們及時采取措施。

由于原油劣質化的情況越發的嚴重，所以加工原油中常常會含有高硫高酸。造成硫化物以及環烷酸的腐蝕現象不斷增加。因此，如何進行高溫環烷酸和硫化物的腐蝕防護，已是目前石油煉制過程中亟待解決的問題。建立常減壓設備的操作完整性平臺，根據工藝條件、操作參數、設備的材質和設備的損傷機理進行實時監控，通過從設備操作期間獲取的測量數據進行分析、計算，預測設備的劣化風險，在操作平臺上設置參數邊界，使操作與管理人員引起警惕，減緩設備的風險，確保裝置長周期安全運行。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種常減壓設備中操作完整性平臺建立的方法。

為了解決上述技術問題，本發明公開了本發明公開了一種常減壓設備中操作完整性平臺建立的方法，包括以下幾個步驟：

(1)計算機系統收集設備的設計數據、材料的性能數據、操作數據和實時監測的工藝數據；其中設計數據包括設備的筒體內徑D，筒體壁厚t_o；設備的材料性能數據包括材料的屈服強度σ_s，材料的抗拉強度σ_b；操作數據包括設備的操作溫度T，操作壓力P；實時監測的工藝數據包括總酸值TAN和硫含量S。在常減壓設備中，塔體中的介質為高硫高酸原油，因此主要的腐蝕機理為高溫硫化物腐蝕和環烷酸腐蝕。在常減壓設備中，高溫硫化物腐蝕和環烷酸腐蝕的主要影響因素是總酸值TAN和硫含量S。

(2)建立約束方程，定總酸值TAN和硫含量S的三層操作邊界；總酸值TAN指常減壓設備工作時中和1g工作物料所需氫氧化鉀的毫克值，硫含量S為常減壓設備工作時物料中硫元素按重量百分比的硫含量wt%；

(3)實時監控步驟（1）中的設備的總酸值TAN和硫含量S，一旦總酸值TAN和硫含量S超過步驟（2）中的三層操作邊界，即計算機系統進行設備報警。

本發明步驟（2）中的操作邊界確定方法如下：

根據失效可能性F范圍值的劃分（根據美國石油協會標準《API5812008》和《API584》以及挪威DNV公司Orbit軟件中的《ORBIT?help文檔》都可以查得，見表1），將操作邊界對應分為三層曲線，三層邊界值的失效可能性范圍如表1：

第一層：目標值曲線，總酸值TAN和硫含量S在目標值曲線的范圍內，即設備的失效可能性等級不超過2級，能保證設備運行的可靠性，失效可能性F范圍為0.000011～0.0001。

第二層：標準水平值曲線，總酸值TAN和硫含量S在目標值曲線和標準水平值曲線范圍內，即設備的失效可能性等級不超過3級，失效可能性F范圍為0.000101～0.001；總酸值TAN和硫含量S在標準水平值曲線范圍內超過一定時間，會對長周期運行的設備造成不良影響，且會降低設備的使用壽命。

第三層：臨界值曲線，總酸值TAN和硫含量S在標準水平值曲線和臨界值曲線范圍內，即設備的失效可能性等級不超過4級，可能會導致設備快速失效，失效可能性F范圍0.001001～0.01。