煉油裝置腐蝕介質安全管理軟件設計與應用

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(1.天津因科新創科技有限公司，天津 300051；2.南開大學，天津 300071；3.中國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)

煉油裝置腐蝕介質安全管理軟件設計與應用

陶建濤1，李楨旻2，李濤3，張潔1，張瑩1

(1.天津因科新創科技有限公司，天津 300051；2.南開大學，天津 300071；3.中國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)

針對劣質原油造成的設備腐蝕加劇問題，結合煉油企業實際生產需要，開發了腐蝕介質安全管理軟件。從煉油裝置層面和煉油全工藝層面對腐蝕介質分布、數據變化、異常數據預警等進行系統分析和安全管理；基于Oracle數據庫進行了數據結構設計，將硫、氮、氧、氯和環烷酸等腐蝕介質數據全部錄入數據庫。該系統軟件集成了數據存儲、管理和查詢功能，從腐蝕介質角度為煉油企業設備防腐蝕與檢維修工作提供決策依據。

腐蝕介質安全管理數據庫

在石油煉制過程中，常摻煉一些劣質原油，導致煉化企業腐蝕問題日益嚴重[1-2]。原油中的硫、氮、氯、氧和環烷酸等隨著加工流程分布到整個生產工藝的裝置中，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境。這些腐蝕介質的含量直接影響煉油裝置中設備和管道的腐蝕程度[3-4]。

隨著計算機軟硬件技術的發展，研發專業腐蝕管理軟件已經成為行業熱點。目前，對煉化企業定點測厚數據、在線探針數據、在線測厚數據和工藝防腐蝕數據已有較多研究[5]，但硫、氮、氯、氧和環烷酸等數據的專業分析和展示管理軟件卻較為少見。在收集大量數據的基礎上，該文結合現場實際經驗，提出了煉油裝置腐蝕介質安全管理系統軟件的初步概念，并從功能模塊入手進行軟件系統設計，明確關鍵性腐蝕介質去向、分布和平衡狀態，對異常數據提供預警信息,對煉化企業腐蝕介質安全管理有指導作用。

1 系統架構

根據功能需要，腐蝕介質安全管理系統分為基礎數據層、查詢分析層和綜合分析與預警層等三部分模塊，系統的整體架構見圖1。

1.1基礎數據層

通過人工采集及模板導入，將腐蝕介質的相關數據錄入Oracle數據庫中，形成基礎數據層。基礎數據層可以實現數據添加、修改、刪除和保存等操作，也可以通過生產裝置DCS/MES(集散控制系統/生產過程執行系統)軟件提供數據接口，經用戶局域網向腐蝕管理決策層提供工藝及設備現場動態信息。

1.2查詢分析層

為方便專業管理人員管理查詢數據，設定了查詢分析層。可以從單一介質及多介質不同維度管理的角度，查詢腐蝕介質錄入日期、數據變化曲線等，方便進行變化率計算。該模塊采取趨勢圖瀏覽與表格查詢兩種方式查詢。通過設置查詢條件，選擇日期范圍及硫、氮、氯、氧和環烷酸的信息屬性值，點擊“查看”，對應的趨勢圖即可顯示出來。2008年趨勢圖見圖2。

1.3綜合分析與預警模塊

綜合分析與預警模塊是為生產、設備、工藝管理人員及各級生產主管領導等用戶設計的。該模塊提供了數圖結合展示方式，既可以從宏觀上展示全工藝流程各腐蝕介質的分布情況和數據變化情況，又可以從裝置層面上展示裝置工藝流程中各腐蝕介質的詳細分布數據，滿足不同裝置管理人員、不同層級人員的需求。同時，還具備異常數據預警以及全流程下的硫、氮、氯、氧和環烷酸平衡計算等功能。

圖1 系統整體架構示意

圖2 查詢2008年的趨勢圖

系統采用裝置流程圖的方式對各個取樣位置進行標注，在現場采用不同記號標記，方便采集人員準確快速地找準位置。通過已設置的指標上下限在圖形中數據點所在區域處進行報警提示。其中，超過設定值一定比例的樣品檢測項目及樣品編號顯示紅色；未超過規定值的樣品顯示綠色。報警所在點的位置、發生時間和具體數值集中保存留檔。通常情況下，從塔出口到下一個裝置的入口，介質不會發生太大改變，可以根據管道長度選取2至5個取樣點測量，取平均值作為錄入結果。

1.4全流程介質分布情況

煉油裝置全流程腐蝕介質分布情況面對的用戶是煉化企業全廠設備、工藝、安全及腐蝕專業管理者，從工藝整體上分析和展示腐蝕介質的分布數據及原油加工中各個環節腐蝕介質的變化情況。一旦數據存在異常，系統會自動報警。

該系統采用3D技術，可為用戶提供裝置現場環境空間視覺真實感受，反映全場布局，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、連續重整裝置、異構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，經多次重復檢測取平均值錄入系統。

圖3 全流程層面介質分布情況

同一界面上，用戶可對單一腐蝕介質監測值進行獨立查看，也可任意組合腐蝕介質監測值同時查看。通過對比分析，可預知生產裝置設備及管道腐蝕狀態，及時掌握腐蝕變化趨勢和規律，采取適當措施消除事故隱患。

2 其他功能設計

2.1報告管理

(1)報告生成。 腐蝕介質安全管理系統具有報告生成功能。通過單擊選中所需數據，右擊“生成”則可自動生成相應報告。

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

(3)報告下載。 用戶可以下載系統生成的各類報告，方便用戶進行編輯。

2.2專家遠程診斷

專家遠程診斷功能是為方便本領域專家進行遠程診斷而設計的功能模塊。該模塊具備遠程瀏覽和查詢功能，可調取相關腐蝕的其他數據(壁厚數據、探針數據和腐蝕形貌等)，結合腐蝕介質數據和分布，方便本領域專家瀏覽及查詢，以便給出診斷結果和維修建議。

3 結束語

基于Oracle數據庫平臺構建了硫、氮、氯、氧和環烷酸等腐蝕介質的腐蝕介質安全管理系統。該系統具備數據錄入、文件上傳和專家遠程診斷等功能,為用戶提供多層次、多角度數據查詢方式。用戶界面采用標準WINDOWS中文界面，內容豐富，表現直觀，結構清晰。系統采用B/S(瀏覽器/服務器)架構，用戶局域網上的每臺計算機均可作為該系統本地檢測瀏覽站。該系統主要用戶為煉油廠及各裝置的設備、工藝、安全和腐蝕專業的管理人員和技術人員,為用戶進行腐蝕數據管理及相關應用研究提供了方便易用的工具，并為設備管理部門開展設備防腐蝕與檢維修工作提供決策依據。

[1] 趙敏，康強利，周三平，等.腐蝕數據庫管理及評價系統的設計與開發[J].石油化工腐蝕與防護，2006,23(6)：7-9.

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

[3] 魏堯忠,姬玲.氯對煉油催化重整裝置的腐蝕分析及對策研究[J].中國石油和化工標準與質量,2013(20):258.

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

[5] 任立華，徐新良,于鳳昌，等.腐蝕監控系統在一套蒸餾裝置的應用[J].石油化工腐蝕與防護,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，現從事石油化工管道防腐與檢測工作。E-mail：tjt@incocorr.com