石化行業(yè)過程裝備技術(shù)研究

溫小光，黃 磊，吳 強(qiáng)，徐廣通，王美霞

（1.山東藍(lán)帆化工有限公司，山東淄博 255400；2.淄博藍(lán)帆投資有限公司，山東淄博 255400；3.山東朗暉石油化學(xué)股份有限公司，山東淄博 255400）

裝備技術(shù)在石油化工行業(yè)中占據(jù)著十分重要的地位，它的發(fā)展直接影響到我國石油化工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程，同時(shí)也會(huì)影響到我國整體的綜合國力的提升。我國很多過程裝備設(shè)計(jì)與制造水平與國外相差很多，因此有很多裝備都是從國外進(jìn)口，這就導(dǎo)致了我國企業(yè)成本比較高，而且也凸顯出來了我國關(guān)鍵技術(shù)與核心知識方面的缺陷。雖然我國近幾年來，對一些大型設(shè)備的發(fā)展也有所進(jìn)步，但是面臨當(dāng)代對數(shù)據(jù)的嚴(yán)格把握以及苛刻的工作環(huán)境，都導(dǎo)致了我國的產(chǎn)品仍然不如外國進(jìn)口的裝備，與國外設(shè)備相比，我國設(shè)計(jì)出來的裝備主要是壽命短，零件質(zhì)量不高，在使用過程中出現(xiàn)的問題比較多，風(fēng)險(xiǎn)也比較大，目前我國石化行業(yè)的裝備技術(shù)也在快速的發(fā)展，很多專業(yè)人員也在對過程裝備技術(shù)進(jìn)行研究，對國外先進(jìn)的裝備技術(shù)也積極的進(jìn)行采用，對于所發(fā)現(xiàn)的問題以及科技難題，都在尋找新的解決方式以及解決方案，這些都成為了當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中所要研究的新領(lǐng)域以及研究熱點(diǎn)[1—2]。

1 過程設(shè)備前沿研究方向與現(xiàn)狀

1.1 過程裝備新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

過程裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對過程裝備安全運(yùn)行有著十分重要的影響，根據(jù)我國當(dāng)前裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來看，很多的常規(guī)設(shè)計(jì)中存在很多問題，從而也進(jìn)一步導(dǎo)致了設(shè)備制造材料的浪費(fèi)以及潛在的安全問題不斷發(fā)生，設(shè)備安全性不高，這給企業(yè)的發(fā)展帶來了很大的財(cái)產(chǎn)損失，為了解決這一問題，我國對裝備的精確設(shè)計(jì)也提出了更新的要求，同時(shí)對于裝備的精裝設(shè)計(jì)也更加嚴(yán)格；另外伴隨著石油化工設(shè)備的一體化以及大型化的發(fā)展，很多常規(guī)的設(shè)計(jì)方法在實(shí)際的工作運(yùn)用中也彰顯出了很多的缺陷與不足，所以這就需要對裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新與改革[3]。在信息技術(shù)快速發(fā)展的情況下，現(xiàn)代高性能計(jì)算機(jī)技術(shù)也快速普及，這在大型設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中有著很重要的作用，將設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，研制出的一種專用軟件仿真技術(shù)，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率有效的提高，這在一定程度上為設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)節(jié)約了時(shí)間，同時(shí)也為企業(yè)節(jié)約了成本，所以這種方式在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中也被廣泛運(yùn)用。

1.2 對過程裝備的腐蝕保護(hù)

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，對于石油化工行業(yè)發(fā)展來說，過程裝備設(shè)計(jì)的材料都屬于易腐蝕性的材料，隨著當(dāng)代生態(tài)環(huán)境不斷的改變，我國過程裝備也面臨著具有高度腐蝕性的生產(chǎn)環(huán)境。裝備被腐蝕會(huì)嚴(yán)重地影響整個(gè)工程的進(jìn)度，同時(shí)裝備的腐蝕也是目前設(shè)備運(yùn)行中最難解決的問題，所以這也是過程裝備在設(shè)計(jì)中所要研究的一個(gè)重點(diǎn)問題。在我國石油化工行業(yè)的發(fā)展過程中有很多問題都是因?yàn)楦g而導(dǎo)致整個(gè)裝備不能正常使用，所以這就需要在裝備使用時(shí)以及后面的使用過程中都要進(jìn)行保養(yǎng)以及維護(hù)等相關(guān)的工作，這個(gè)環(huán)節(jié)在過程裝備運(yùn)行的過程中要引起相關(guān)工作人員的重視。一般常見的腐蝕主要有縫隙腐蝕、疲勞腐蝕等[4]。對于不同的腐蝕情況，它所產(chǎn)生的腐蝕的原因也是不同的，特征也是不同的，更壞的情況是一種設(shè)備會(huì)面臨多種類型的腐蝕，這更加嚴(yán)重地影響了設(shè)備的高效運(yùn)用，對于大型設(shè)備所面臨的被腐蝕的情況，要采取相對應(yīng)的措施，同時(shí)這也成為了當(dāng)今大型設(shè)備設(shè)計(jì)專家們所研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

1.3 過程裝備的安全性以及RBI研究

在我國當(dāng)前石油化工設(shè)備管理中，重點(diǎn)的管理內(nèi)容就是對過程裝備的安全可靠性以及風(fēng)險(xiǎn)評估工作的管理。市場調(diào)查數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，世界上大型裝備的損壞，一大半都是來自石油化工行業(yè)，所以對于石油化工過程裝備的安全可靠性以及風(fēng)險(xiǎn)研究也是當(dāng)前石油化工發(fā)展過程中的一個(gè)熱點(diǎn)話題。過程裝備在運(yùn)行中的安全可靠性其實(shí)也是根據(jù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，還有采用模糊理論以及概率等相關(guān)理論的知識所建立的數(shù)學(xué)模型，從而進(jìn)一步確定裝備以及內(nèi)部零件的最佳維修次數(shù)以及規(guī)定的維修時(shí)間，從而進(jìn)一步提高裝備所具有的經(jīng)濟(jì)性以及安全性能。在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，我國相關(guān)的專業(yè)人員也對這種方式進(jìn)行了研究，并且伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化的到來也會(huì)一直研究下去，RBT也是其中的一種對裝備風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行等級評價(jià)的方式，它主要是以相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評估方法為基礎(chǔ)。在石油化工領(lǐng)域中對管道的檢測與維修的工作中，RBT技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)被成功地建立在過程裝備數(shù)據(jù)庫中，并且經(jīng)過長期的實(shí)踐不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)以及科學(xué)理論的引導(dǎo)下，對現(xiàn)在所有的過程裝備有可能出現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)以及問題進(jìn)行準(zhǔn)確的分析[5]。

1.4 過程裝備自行修復(fù)調(diào)控系統(tǒng)

我國現(xiàn)在研制出來的裝備在運(yùn)行中所出現(xiàn)的故障，依然是依靠連鎖停機(jī)或者是以停機(jī)來解決問題。對過程裝備在運(yùn)行中所出現(xiàn)的故障達(dá)到自我修復(fù)或者自行消除能力，將所出現(xiàn)的問題自動(dòng)排除在設(shè)備可能出現(xiàn)的故障的初級階段，這個(gè)過程就被稱為裝備自行修復(fù)的過程，同時(shí)也是現(xiàn)在所研究的對象。在時(shí)代快速發(fā)展的過程中，過程裝備自行修復(fù)調(diào)控系統(tǒng)也是近幾年來所要研究的新課題。過程裝備自行修復(fù)系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)方面：自適應(yīng)技術(shù)、自行修復(fù)技術(shù)、搜索保護(hù)技術(shù)以及免疫技術(shù)等等。設(shè)備具有自行修復(fù)調(diào)控系統(tǒng)會(huì)幫助企業(yè)節(jié)約大量的成本，減少對資源的浪費(fèi)，這也是用現(xiàn)代信息技術(shù)與智能材料對傳統(tǒng)的過程裝備所進(jìn)行改造的新應(yīng)用，也是在當(dāng)代信息技術(shù)快速發(fā)展的情況下過程設(shè)備所發(fā)展的必然趨勢。但是在當(dāng)前的發(fā)展過程中，過程裝備自我修復(fù)調(diào)控系統(tǒng)并沒有形成完整的自我調(diào)控功能，但是該領(lǐng)域的專家與工作人員已經(jīng)開展了對自行修復(fù)調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)的探索以及針對性的研究[6]。面對當(dāng)代信息技術(shù)快速的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的普遍以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，我國現(xiàn)代國產(chǎn)過程裝備逐漸走向大型化、智能化、高速化，這樣的變化極大地改變了我國石油化工行業(yè)的操作過程，節(jié)約了大量的人力與物力，但在這樣一個(gè)流程的工業(yè)進(jìn)展中，研制設(shè)備的重點(diǎn)工作也是對于故障的防范與消除，這在一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行與發(fā)展的過程中是十分重要的，所以設(shè)備的自行修復(fù)調(diào)控系統(tǒng)也將會(huì)投入到過程裝備研制之中，并且發(fā)展前景也比較良好，研制成功也會(huì)極大促進(jìn)我國石油企業(yè)的發(fā)展。

2 結(jié)語

在我國石油化工行業(yè)發(fā)展的過程中，過程裝備的應(yīng)用范圍十分廣泛，它的進(jìn)步與發(fā)展對整個(gè)化工行業(yè)來說是十分重要的。對于過程裝備的研究以及更新也是催生新的化學(xué)工藝誕生的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，這有利于促進(jìn)我國化工行業(yè)高效穩(wěn)定的運(yùn)行，可以保證我國石油化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中不斷的發(fā)展，不會(huì)因?yàn)檫^程裝備的損壞而停止工作。在我國石油化工行業(yè)發(fā)展的過程中，對過程裝備的研究及重視要遵循化工過程裝備發(fā)展的規(guī)律，就是有關(guān)化學(xué)工程與裝備的研究，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)的自主創(chuàng)新。