1、石化过程安全与设备完整性管理培训,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2、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3、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,设备隐患多,某企业集团在线监测压缩机故障情况,远程在线监测机组422台4、(离心机组322台，往复机组100台)，2007年至2012年6月发现机组报警654台次，故障报警率31%。,设备隐患多,楼脆脆,设计问题不容忽视,设计方案论证不足,设计不合理,细节决定成败,设计细节考虑不周,新建装置遗留问题多,观念错误,汲取铁道部教训，不得压减工期,建设质量先天不足,承包商多层分包,监理流于形式,抢工期,甩项中交,倒推工期,加氢裂化管道裂纹,装置泵设备运行效率统计,设备运行效率低,往复压缩机组运行负荷偏离设计工况,某石化炼油分部6000V压缩机效率测算数据,设备运行效率低,制造、施工质量突出,高压阀门焊接质量差,加氢裂化高压空冷,石墨增强垫片制造质量差,“低价者中标，价低质5、劣”仍是企业普遍现象，导致设备质量难以保证。,安装制造质量问题,催化再生器衬里脱落,检维修管理弱化,如何能够实现四年一修？,检修计划漏项,检修网络不合理,检修准备工作不充分,隐蔽项目检查不到位,部分改制检维修队伍素质下降,劳务工普遍，施工质量难以保证,腐蚀加剧，防腐措施不到位；原油助采剂对二次装置影响大；回炼油管理不精心；技术改造时未同步考虑。,原油劣质化呈上升趋势,制氢中变器,填料,腐蚀问题日趋严重,原油品种过多，品种不固定；原油评价不及时；主要考虑原油价格，超过设防 值，对装置设备影响考虑少。,原油有效管理不到位,对劣质化原料措施不力,高负荷,高负荷运行带来新的问题,工艺操作未树立长周期运6、行理念,亩产万斤,把企业当实验田,频繁调整不优化,常在河边走哪有不湿鞋,卡边操作,拼设备，弓太满容易断,硫超设防值,失修,目标：四年已运行二年,停车改造,失修,酸超设防值,超负荷,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,大修15天,频繁调整操作,装备水平：招标采购的设备锦湖轮胎、选用丰田汽车的刹车片 设计人员：山寨设计师,设备专业管理尚需加强,国外石化重大事故原因统计,国外石油化工企业近30年100起特大型火灾爆炸事故（每起事故损失超过1000万美元）,石油化工事故按装置划分,装置,次数,所占比例（）,罐区,乙烯及其加工,聚乙烯等塑料,天然气输送,催化气分,加氢,烷基化,油船,焦化,蒸馏,溶剂脱沥青,7、合成氨,其他,16,15,9,8,7,7,6,6,4,3,3,3,2,16.8,16.0,9.5,8.4,7.3,7.3,6.3,6.3,4.2,3.2,3.2,3.2,2.2,中国石化重大事故原因统计,中石化近40年204起火灾爆炸事故（每起损失超过100万元）,事故原因对比,国外石油化工企业：阀门管线泄漏占比例最大(35%)，其次是设备故障；消防措施不力，100起事故中12起为消防水泵无法启动；人为因素（操作失误占有事故原因的15.6.中石化：人为因素占有事故原因的65，这是一个相当大的比重。,过程安全(Process Safety)是指可避免任何处理、使用、制造及储存危险性化学物质工艺过8、程所产生重大意外事故的操作方式，须考虑技术、物料、人员与设备等动态因素，其核心是一个石油化工过程得以安全操作和维护，并长期维持其安全性。过程安全管理的目的是预防危险化学品（或能量）的意外泄漏，特别是防止它们泄漏到员工或其他人员活动区域，使相关人员遭受伤害。过程安全管理的主要对象是处理、使用、加工或储存危险化学品的工厂或设施。它强调运用系统的管理手段，识别、理解、消除和控制工艺危害，在设计上确保工艺系统具备可以接受的安全性，并使工艺设备、设施在建成后按照设计意图安全地运转。,一、石化过程安全管理2、过程安全管理的主要目的和对象,3、安全、安全性、危险和危险性的相互关系（1）安全 安全是指一切与生9、产与生活领域当中，都不发生人身伤害、物质损失以及生态环境破坏的状况。美国哈佛大学劳伦斯教授将安全定义为：被判断为不超过允许极限的危险性，也就是损害概率在允许范围内的通用术语。（2）安全性 安全性是指确保安全的程度，是衡量系统安全程度的客观量。（3）危险 是指在生产活动过程中，可能对人、物或者环境造成潜在伤害或破坏的可能性。（4）危险性 是指产生某种危险事件或发生事故的可能性或者概率。（5）安全性和危险性之间的相互关系：假定系统的安全性为S，危险性为D，则有S=1-D。显然，D越小，S就越大；反之亦然。若在一定程度上削减了危险因素，就等于创造了安全。,一、石化过程安全管理,安全性,危险,安全,危10、险性,危险与安全的关系,安全、危险、安全性、危险性的相互的关系,一、石化过程安全管理,4、过程安全管理的基本方法 过程安全管理是利用管理的原则和系统的方法，来辨识、掌握和控制化工过程的危害，确保设备和人员的安全。对一个复杂的石化过程而言，涉及到化学品安全、工艺安全、设备安全和作业环境安全多个方面，要防止因单一的失误演变成重大灾难事故，就必须从过程控制、人员操控、安全设施、应急响应等多方面构筑安全防护体系 即建立完备的“保护层”(Layers of Protection)。,一、石化过程安全管理,4、过程安全管理的基本方法 过程安全工作的重点就是通过技术、设施及员工建立完备的“保护层”，并维持其11、完整性和有效性。技术 首先要考虑的是只要可行就必须选择危害性最小或本质安全的技术，并从技术上保证设备本体的安全。设施硬件上的安全考虑应包括：安全控制系统、安全泄放系统、安全隔离系统、备用电力供应等。员工最后的保护措施是员工适当的训练，提高应对紧急情况的能力。,一、石化过程安全管理,4、过程安全管理的基本方法 石化过程安全管理坚持“预防为主”的原则。它包含两个层面内容：管理层面和技术层面。在管理层面上，主要是过程安全管理的法规、标准和行业指南；在技术层面上，主要是实现过程安全管理目标的一些技术保证措施，如危险与可操作性分析(HAZOP分析)、保护层分析技术、异常工况管理技术和设备完整性管理技术等12、。,一、石化过程安全管理,4、过程安全基本方法 三级预防对策一级预防事故原因预防，“防发生”针对故障和事故原因采取的根本性预防措施，设计本质可靠。二级预防“三早”预防，即早期发现、早期诊断、早期整治。三级预防对已发生的某些故障采取及时有效的措施，防止故障发展和扩大。,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术1)危险性与可操作性分析(HAZOP分析)在现代科学技术发展的今天，发现问题比解决问题更重要。违规操作、人为失误固然是造成事故的重要原因。但是，对于危险化学品生产，假如能够事先对工艺过程和装置设备的运行操作进行分析，找出可能存在的危险，并对存在的危险采取相应的措施（如修改设计、增加安全设施13、等），就会大大的提高系统或工艺过程的安全性。因此，对危险化学品生产进行危险性分析，认知事故发生、发展的规律和如何防范人的失误十分重要.,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术1)危险性与可操作性分析 HAZOP分析 是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法，其本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中，由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统地研究每一个单元（即分析节点），分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危险和可操作性问题。,（1）HAZOP分析方法的内容和程序,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术1）危险性与可操作性分析（2）HAZO14、P事故防范措施有利于减少偏离发生频率或减缓不利后果的设施（措施）。所谓偏离，是指与正常状态的差距，如工艺操作系统的偏离主要包括量的偏离（流流速、流量、流向、液位等），化学状态的偏离（污染或存在杂质、浓度等）和物理状态的偏离（压力、温度、外形尺寸等）HAZOP的目的是考虑如何有效地设置安全防护措施，以便采用最有效的方法防止主要潜在危险的发生。安全措施主要有5种形式如下:,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术1）危险性与可操作性分析（2）HAZOP事故防范措施A.识别偏离的设施 包括检测仪表、报警仪表、操作工的察觉等，检测仪表有压力、温度、流量、液位和成分检测传感器，烟气检测，毒物（气、液）15、检测，形变检测，火灾检测、监视器、管理监视系统等；B.补偿偏离的设施 例如自动控制系统通过减少进料防止液位溢出，通常是过程控制的一部分，例如DCS系统、PLC控制器、控制阀等；,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术（2）HAZOP事故防范措施 C.防止偏离发生的设施 例如用惰性气体复盖法存储可燃物料、喷水降温设施、化学阻断器、机械阻断阀等；D.防止偏离进一步扩大的设施 例如采用跳开或解扣作用将过程的多单元联锁运作，常用计算机逻辑控制、紧急停车系统（ESD）和故障安全控制系统（FSC）、机械阻断阀、消火灭火设施、围堰、沙袋等；E.将过程从危险偏离中解脱出来的设施 这些设施包括压力安全阀、爆16、破片、排放系统、排火炬系 统、防爆墙、泄放容器等。,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术2)保护层分析技术 对一个复杂的石化过程而言，安全管理涉及到工艺设计、安全连锁、安全泄压、隔离和应急响应等多个层次的安全防护体系，要防止因单一的失误演变成重大灾难，就必须从过程控制、人员操控、安全设施、应急响应等多方面对企业的“保护层”（Layers Of Protection）进行分析。保护层分析(LOPA，Layers Of Protection Analysis）是一种半定量风险分析方法，用于分析在用的保护层是否能够有效地减轻过程危险。,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术（2）保护层分析17、技术强调采用多重防护层(PL，layers of protection)，并分级预防，可以从根本上防止事故或减轻事故造成的损害。a.利用多种分析方法辨识系统中存在的或者潜在的所有危险，并分析从危险逐渐演变为事故的过程；b.确定非正常工况的风险程度，通过非正常工况发生的可能性和不利后果造成的严重程度综合评定;c.分析独立的防护层的有效性及联合保护的效果，在各防护层中与允许的界限比较和确定，为了达到一个可允许的水平，是否需要附加减少风险的安全措施。,设计,DCS PLC,SIS、ESD,工厂紧急救援,设备事故安全保护层分析,公众紧急疏散,非正常工况,事故,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术18、 3）异常工况管理技术 石化装置运行状态可以分为正常、异常和紧急三种状态。造成装置工艺状态异常的原因很多，可能是设备老化，也可能由于工艺上游的物料波动，可能是由于操作员误操作，也有可能是传感器漂移等原因。如果对异常事件发现不及时或处理不当，轻则引起系统的波动影响生产过程的平稳运行，重则导致安全事故。当装置设备受到严重扰动时，由于超过了设计限度，控制系统已经无法应付这种工况，设备迅速地进入一种异常操作状态。此时操作人员的介入是十分必要的。人工干预应使装置设备恢复正常状态或进入一种安全状态。,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术 3）异常工况管理技术 异常工况下，在操作人员执行故障的识别、诊19、断、评估和调整步骤中，出现了延迟或判断失误，会很快扩大事态并突发灾难性事故，此种状态称为事故工况。此种状态，操作人员的主要目标是按照预先演习过的应急预案和应急程序，将事故损害的程度降低到最小程度。异常工况管理技术是集自动检测、推理、预测和指导为一体的计算机软件系统。,异常工况管理,异常工况管理,石油化工过程内部或外部的扰动或一系列的扰动，导致正常操作状态发生的偏离，生产过程进入一种非正常操作的状态。,研究异常工况的原因，创造针对这一问题的技术,装置系统,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术4）设备完整性管理设备完整性(Mechanical integrity,MI)-是指设备从设计、制造20、安装起一直到其使用寿命终止的整个生命周期内，始终保持设备处于可满足其特定服务功能的状态，是在正常运行情况下设备应有的机能状态，它在物理上、功能上是完整的，在运行的安全性、可靠性方面始终是受控的。设备完整性管理（Mechanical integrity management，MI）-是指采取技术改进措施和规范设备管理相结合的方式来保证设备运行状态的完好性。设备完整性管理是一个完善、系统的管理过程，以保证设备完整性为首要任务，用整体优化、均衡的方式管理设备整个生命周期，实现设备运行本质安全和节约设备维持成本并可持续发展。,5、过程安全管理技术4）设备完整性管理设备完整性管理主要特点（1）强调设备21、管理体系的整体有效 确保一个工厂或一套装置的完整性；单个资产的完整性要求与其在工厂、装置中的重要程度有关；制定有针对性的工厂、装置、设备完整性要求。（2）设备健康情况是动态的 必须建立覆盖整个设备生命周期每一阶段、持续改善设备健康的机制。（3）工作必须遵从标准 建立企业标准化的、完整的业务流程和作业文件，并要求员工依照标准执行。（4）各个业务、作业要定期审核 业务、作业过程要配置品质保证环节，或实施品质保证作业，确保每一项业务和作业的品质。,一、石化过程安全管理,一、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术4）设备完整性管理设备完整性管理主要特点（5）“预防”重于“治疗”实行设备定期检查，预知设22、备运行状况；强化设备异常状态的管理与处置；关键设备必须开展预防性维护；依据设备运行状况执行适当的预防性维护。（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、石化过程安全管理,5、过程安全管理技术4）设备完整性管理 设备完整性管理程序,设备完整性管理体系,RBI,改进,审核,计划与准备,执行,SIL,RCM,目标与策略,“无危则安，无损则全”风险=可能性 危害后果 所谓本质安全应是既无危害又无损失，即是危23、险演变成事故的可能性 为0，或者可能造成的危害后果为0，则风险为0。本质安全型设备指是从设计、建造阶段就杜绝了发生危险的可能因素。本质安全的化工过程，是依靠化学和物理学的准则来预防事故，而不 是仅依靠控制系统、互锁、冗长而特殊的操作程序来预防事故。,本质安全研讨会,一、石化过程安全管理,6、设备本质安全1）何谓本质安全？,6、设备的本质安全2）本质安全设备的内涵 一般情况下，过程安全依赖于多层保护。第一层保护是过程设计特征。接下来的保护层次包括控制系统、联锁、报警、安全切断系统、保护系统和应急反应计划。本质安全是所有保护层次的一部分。预防事故的最好办法就是确保过程设计的安全性来防止事故的发生。24、本质安全的设备、设施应具有尽可能大的容忍操作人员的失误和不正常的情况出现的能力。,一、石化过程安全管理,本质安全的设备、设施或技术工艺需要含有内在的能够从根本上防止发生事故的功能：失误安全功能。指即使人的操作失误，也不会发生事故或伤害，或者说设备、设施和技术工艺本身具有自动防止人的不安全行为的功能。故障安全功能。指设备、设施或技术工艺发生故障或损坏时，还能暂时维持正常工作或通过自愈功能恢复正常工作状态。,本质安全研讨会,一、石化过程安全管理,6、设备本质安全2）本质安全设备、设施的内涵,3）实现设备、设施本质安全的主要方法及策略,最小化,替代,简化或容错,稀释或缓和,外加控制措施,本质安全方法25、,系统风险为0,本质安全，无风险,自愈机制,一、石化过程安全管理6、设备本质安全,（1）最小化 本策略要点是，减少工艺过程中（反应器、储罐等设备、设施）危险物料的滞留量和工厂范围内危险物料的储存量，以降低系统风险。具体做法：通过创新工艺技术和改变现有工艺，减少工艺系统中危险物料的滞留量。减少设备数量和采取容积更小的设备。安排合理的原料和中间产品储存量。提高工厂维护和维修水平，减少中间产品的储存。应用合理的工艺控制，在满足工艺操作要求的情况下，将危险物料储罐的液位控制在较低范围内，也也可以减少系统中危险物料的滞留量。选择合适的储存地点。尽可能就地生产和消耗危险物料以减少它们的运输。,一、石化过程26、安全管理 6、设备本质安全,3）实现设备本质安全的主要方法及策略,（2）替代 本策略的要点是,通过使用另外一种允许使用的低危险性物质替代危险的物质，或使用过程条件不苛刻的化学反应代替过程反应剧烈的化学过程。例如:用热水加热替代热油加热;用挥发性低和闪点较高的溶剂替代易挥发和闪点低的溶剂;用焊接管替代法兰连接;用新材料替换系统中与介质不相容的施工材料;在对设备.管道进行清洗时,用水溶性的清洗剂替代溶剂清洗 济.,一、石化过程安全管理6、设备的本质安全,3）实现设备本质安全的主要方法及策略,3）稀释或缓和 本策略的要点是,通过改善物理条件(如操作温度,化学品浓度)或改变化学条件(如化学反应条件)使27、工艺过程的操作条件变得更加温和,万一危险物料或能量发生泄,可以将后果控制在较低水平。例如:a.稀释为较低的蒸汽压，以减小释放浓度；b.冷却以降低蒸汽压；c.采用更温和的工艺条件,可以减轻事故的后果;d.泄漏容纳,储罐区围堤,泵区的地面围堰等都是典型的容纳系统。,一、石化过程安全管理6、过程设备本质安全,3）实现设备本质安全的主要方法及策略,（4）简化/容错 本策略要点是,在设计中充分考虑人的因素,昼剔除工艺系统中繁琐的,不必要的组成部分,如使用易于维护且故障率低的设备、易于理解的控制面板和划分易于理解和熟悉的单元等，以减少失误和误操作,使操作更简单,更不容易犯错误,而且,系统要有好的容错性,即28、使在操作人员犯错误的情况下,系统也能保证安全.例如:整齐布置管道并清楚标识,便于操作人员辨识.控制盘上按钮的排列和标识容易辨认.,一、石化过程安全管理6、设备本质安全,3）实现设备本质安全的主要方法及策略,（5）外加控制措施 本策略要点是,通过采用设计、建造以外的管理、技术、维修等方法，对设备、设施进行有效管控，保证设备设施安全性来防止事故的发生。例如:建立健全企业组织机构,管理体系和规章制度,采取措施提高员工在管理,操作和维护方面的素质和技能;组织开展设备完整性管理;积极推行预防性维修.,一、石化过程安全管理6、设备本质安全,3）实现设备本质安全的主要方法及策略,（6）自愈机制 近些年来正在29、发展的新兴学科设备自愈理论(Engineering Self-recoveries)本策略要点是:运用自愈理论,在装备系统运行中实时监测分析可能产生故障的条件及早期故障征兆，采用诊断预测、智能决策和主动控制方法使装备系统不具备产生故障的条件或自行将故障消除在萌芽中，或在故障未形成的阶段，就发现它，截获它，使它消灭于无形。,一、石化过程安全管理6、设备本质安全,3）实现设备本质安全的主要方法及策略,透平压缩机轴位移故障自愈调控,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,自适应调节机构,漏磁检测及消磁系统,轴承自修复系统,防喘振自动控制系统,轴位移30、自愈调控系统,自动冲洗系统,轴系自动平衡系统,油膜涡动调节系统,系统输入,系统输出,已知扰动,未知扰动,数据处理系统,故障预测参考模型,数据挖掘,DCS/PLC控制系统,功率电流效率 自动冲洗参考模型,铁谱瓦温振动 轴承损伤参考模型,转速油压振动 油膜涡动参考模型,振动相位质量 自动平衡参考模型,压力流量温度 喘振参考模型,负荷压差瓦温轴位移 自愈参考模型,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、状态参数实时检测系统,设备系统故障自愈调控工程应用模式,一、石化过程安全管理 6、设备的本质安全4）设备本质化安全的十五项基本原则,过程设备本质安全化就是利用技术手段消除31、或控制风险，防止引发事故，从而不产生伤害，不造成损失，即将风险演变成事故的可能性降为0，或者是将可能造成的危害后果降为0。防设备事故于未然，实现本质安全化是一个复杂的系统工程，应该从工程的研发、设计、建造、运行、维修直至报废和再制造的全过程遵循如下原则：,原则1 设计者应当保证用于生产的以及作为产品的材料和能源，其固有的危险性越小越好，并应确保在可能最苛刻工作条件下（含自然灾害）不丧失其功能。原则2 在设计阶段和在进行必要的改进时要进行危险和可操作性分析，指导设计、改进及生产运行。原则3 采用防误操作的措施（连锁、联动、程序控制等）实现系统的内在结构上具有不易发生事故，且能承受人为操作失误的功32、能。,一、石化过程安全管理 6、设备的本质安全4）设备本质化安全的十五项基本原则,一、石化过程安全管理6、设备的本质安全,4）设备本质化安全的十五项基本原则原则4 在制造过程中要确保工艺稳定、验证充分、更改审慎、逐级把关、问题归零。原则5 通过监测检测和诊断预测，做到故障的“三早”预防，即早期发现、早期诊断、早期整治。原则6 装置设备系统在运行中尽可能具有自愈功能和自修复功能。原则7 对可能导致设备事故发生的故障采取及时有效的措施（紧急停车、卸压等），防止故障发展和扩大。,一、石化过程安全管理6、设备的本质安全,4）设备本质化安全的十五项基本原则原则8 避免故障的产生比其产生之后再诊断和消除好33、得多，避免事故的发生比其发生后再抢险和应急救援好得多。原则9 通过系统诊断查出或预测出故障根源，首先对其采取措施，使其不具备产生故障的条件。原则10 应用事故原因、失效分析和故障诊断的知识指导设计和改进。原则11 应用风险分析的方法指导设计和运行中的监测、检测和维修。,一、石化过程安全管理6、设备的本质安全,4）设备本质化安全的十五项基本原则原则12 开展以可靠性为基础的动态风险评价，进行监控和监管。原则13 大系统的安全保护局部与整体应统筹兼顾，不能为子系统安全而不顾大系统的安危。原则14 过程制造的中间体如具有较大危险性，应避免或尽可能减少中间储备，尽快转化成危险性小的产品或中间体。原则134、5 安全性和可靠性不再是系统的“额外特性”，而被视为基本属性。,二、转动设备完整性管理,1、动设备完整性管理基本要素 开展动设备完整性管理需要结合先进的技术和管理,包括在线或离线监测和故障技术、风险评估技术、可靠性维修技术、工艺安全分析等措施，至少包括以下基本要素：（1）编制书面程序并加以落实，确保设备持续的机械完整性；（2）开展相关培训，需要对从事设备管理、操作、维护、维修的员工进行培训，培训内容至少应包括工艺系统的概述、工艺系统在的危害和相关作业程序；（3）检验和测试 检验和测试是确保设备完整性的重要途径，应做到以下几点：所有转动设备都应进行检验和测试；按照普遍认可的良好的工程实践经验编制35、检验和测试程序；,1、动设备完整性管理基本要素（3）检验和测试 检验和测试程频率要符合制造商的建议和良好的工程实践经验，必要时需要结合使用者、测试者的经验增加检验和测试频率；应以文件形式保存所有设备的检验或测试记录，包括检验或测试日期、负责执行检验或测试的人员姓名、设备编号或其他可以识别设备的描述、对检验或测试过程的描述、检验或测试结果。（）设备缺陷对存在不可接受缺陷的设备，在继续使用前，必须进行修复或及时采取其他安全措施。（）质量保证 在购置和安装新设备时，应确保设备满足工艺要求，并通过适当的检查和检验，保证按设计和制造商提供的技术说明正确安装。同时，还应确保使用的维修材料、备品备件以及设备36、符合工艺要求。,二、转动设备完整性管理,二、转动设备完整性管理,准备阶段,开展设备普查,进行风险分析,制定方案和监控措施,总结提高、不断优化、持续改进,进行入下一个循环,动设备完整性管理的程序,二、转动设备完整性管理,2、动设备完整性管理的程序和方法(1)预准备阶段本阶段工作的主要内容有：建立动设备台账、档案，包括设备结构图、制造和出厂检试验资料、运行和监测记录、检维修记录、安装和试车记录、设备的原始设计技术参数、转子动平衡记录、应急处理计划、事故报告、技术评价报告、操作规程及相应标准等。了解每台设备在装置所处的地位和作用，摸清其运行规律、历史记录、可能的失效部位、故障类型及后果等。分别对每台37、设备进行初步分析、评价，按设备结构特点、重要性、危险性程度等综合因素将设备进行分类，如；A、B、C类。编制动设备完整性管理方案及实施计划。,二、转动设备完整性管理,2、动设备完整性管理的程序和方法(2)设备普查阶段本阶段工作的主要内容是：按离心压缩机、往复压缩机、离心泵、螺杆泵等不同结构特点的动设备分类编制设备普查表，明确各类设备普查内容、方法、标准等；按计划开展设备普查，将结果录入设备普查表中；对普查结果进行汇总、整理和初步分析，对存在异常、超标或偏离正常值的设备，必要时进行再确认。,（3）进行风险分析 本阶段工作的主要内容是：对普查结果进行定性和定量分析、评估，对需要优先评价的设备，采用在38、线或离线监测与故障诊断技术、可靠性分析技术、风险分析技术等综合技术进行完整性评价；根据完整性评价结果，对不同设备的风险指标和不同失效原因的风险指标进行比较，确定需要优先关注的设备和需要优先预防的失效原因，列出重点监控设备清单或对设备分级进行修改。,二、转动设备完整性管理,2、动设备完整性管理的程序和方法,（4）制定维修方案和监控措施本阶段工作的主要内容是：根据完整性评价结果，对列入重点监控清单的设备和高风险的关键设备制定维修、改造、更新或监控运行方案。通过设备维修、改造、更新、运行工况调整和监控运行等措施来消除或减缓设备运行中发现的故障或安全隐患，提高其安全性，是对完整性评价的响应。根据维修标39、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、转动设备完整性管理,2、动设备完整性管理的程序和方法,二、转动设备完整性管理,(5)总结提高、不断优化、持续改进在进行了完整性评价后，有关设备状态信息得到完善和更新，应将这些信息保存下来。在设备运行过程中，应不断收集操作、维护和其它信息，扩充和完善历史数据库。形成完整性管理方案，包括完整性管理制度、程序和评价方案、变更方案、优化完整性质量控制和应急方案等。（6）进入下一个循环阶段,2、动设备完整性管理的程序和方法,三、高温油泵事故频发原因及对策,主要内容,基本40、情况原因分析应对措施,1、基本情况,3.1 总体概况,(1)高温油泵是指介质温度大于燃点的离心油泵，调查了31家炼油板块企业共有1966台高温油泵。,1966,1077,960,9,200018001600140012001000 800 600 400 200,0,总台数 2009年故障 2010年故障 停工次数,(2)泵生产厂家分布 1966台高温油泵生产厂共有177家,厂家 沈阳 温州 沈阳 苏尔寿 深蓝 大连耐酸 进口 其他89家厂家 水泵厂 嘉利特 格瑞德 泵业 水泵厂,台数 433 334 256 177 137 137 162 330,6家占总合数的75%进口占8%其他占17%,41、1、基本情况 3.1 总体概况,(3)机械密封生产厂家分布,四家产品占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四川华山成都一通风 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)高温油泵的故障原因分布图,泵故障：密封泄漏占第一位 振动过大占第二位,泵故障主要原因：1、密封辅助系统故障23%2、维修质量差22%3、操作波动频率20%4、备件质量差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，419,42、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 近期事故情况,近年来高温油泵密封泄漏着火事故时有发生，2008至2010年三年内,仅某大型石化集团系统内的企业就发生了七起，给装置安全运行及生产任务的完成带来了严重影响。,高温油泵密封泄漏着火事故次数,6543210,2008年 2009年 2010年,1,1,1、基本情况,5,(1)某企业:广州800万吨/年常减压装置减三线泵P2117/A,2010年3月18日运行中着火着火5小时11分钟非计划停工15天,泵由沈阳水泵厂制造，密封由丹东克隆生产,4.1 基本情况,3.2 近期事故情况,(2)某43、企业：上海600万吨/年常减压装置减底P104/C,2010年7月25日运行中着火着火时间15分钟。切断进料2小时,1、基本情况,3.2 近期事故情况,(3)某企业：茂名加氢裂化装置脱丁烷塔底泵P104B,2010年8月5日切泵过程中着火着火时间16分钟非计划停工7天,1、基本情况,3.2 近期事故情况,(4)某企业：天津1000万吨/年常减压装置减三线泵P2117A,2010年10月9日切泵过程中着火着火20分钟切断进料13小时,1、基本情况,3.2 近期事故情况,(4)某企业：天津1000万吨/年常减压装置减三线泵P203B,着火后，梯子通道被火封住，操作人员从P203B泵入口阀操作平台西44、侧翻过护栏跳到地面。,1、基本情况,3.2 近期事故情况,(5)某企业：扬子450万吨/年常减压装置常压塔底泵P2115B,2010年11月6日运行过程中着火着火时间50分钟非计划停工10天,1、基本情况,3.2 近期事故情况,(6)某企业：武汉2#常减压装置减二线泵 P1015/B,2008年12月24日运行过程中着火着火时间28分钟非计划停工36小时,24日10:00-13:30流量波动较大,1、基本情况,3.2 近期事故情况,(7)某企业：武汉2#焦化辐射进料泵P2012/1,2009年3月6日运行过程中着火着火时间45分钟。非计划停工2.56天,该泵是德国鲁尔公司生产，密封是德国博格曼45、生产,1、基本情况,3.2 近期事故情况,三、高温油泵事故频发原因及对措策,主要内容,基本情况原因分析应对措施,2、原因分析,泵事故因素构成 事故的发生，往往由单一主因素或多种因素叠加合力构成。,事故区故障区,泵本体质量差,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,密封辅助系统有问题,小流量抽空,巡检不认真,风险,时间,泵的主要故障表现：振动大 后果是 故障 轴承损坏、密封泄漏 事故 轴承抱轴 密封泄漏着火操作不当的表现：操作波动、抽空、密封辅助系统不畅。后果是：密封泄漏 甚至着火,泵运行故障图,事故区,故障及事故萌发区,平稳运行区,99.9%的故障可在巡检中发现,风险46、,时间,美国API标准密封设计寿命25000小时中石化最好的企业是15000小时中石化平均运行时间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.P104/B 运行4220小时,10-50小时,非正常运行曲线,正常运行曲线,2、原因分析,寿命与振动的关系,DCBA,A区：新安装交付使用的状态B区：可长期运行的合格状态C区：尚可短期运行，需采取措施的不合格状态D区：严禁,小时,振 动 烈 度,石油化工旋转机械振动标准 SHS01003-2004,2、原因分析47、,2.1 七起着火事故分布,操作调整相对频繁，部分泵严重偏离最佳工况点,2、原因分析,2.2 七起火灾事故的共性原因分析,主要原因：机械密封失效，高温油泄漏自燃,密封辅助系统问题茂名 广州 天津 上海 扬子,巡检不理想：扬子 上海 武汉,维修质量下降武汉 天津 上海 扬子 广州,小流量：广州 天津 扬子 武汉,备件质量差：天津 扬子 武汉,没有及时切断物料广州 武汉,电机没有及时断电广州 扬子,应急预案不完善广州 武汉,阀门大手动开关慢广州 天津,促成因素,加剧因素,火灾警报,2、原因分析,2、原因分析,(1)维修质量下降,武汉P1015/B 运行2232小时武汉P21012/1 运行77小时48、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,3000025000200001500010000 5000 0,77,997,15000,25000,最短 5台平均 中石化平均 API标准,小时,密封及轴承的装配精度、偏差及装配方法决定了部件的使用寿命。,2、原因分析,(2)巡检质量不高,部分巡检“走马观花”或“到此一游”。巡检质量、巡检深度不理想,6543210,千分比,漏检率,1,5,2009年 2010年,2、原因分析,(3)密封辅助系统存在问题多,主要问题：冲洗油、冷却液选择不当，运行中注入量、压力、洁净度控制不稳。,密封冲洗油49、,密封冷却液,2、原因分析,(4)小流量及操作波动导致泵故障高发,扬 程,振 动 烈 度,典型振动特性,广州、上海、扬子、武汉事故泵的运行区间,最佳工况点,优先工作区,允许工作区,流量,BEP（最佳效率点）,基准极限,最大允许流量极限,振动与流量的关系,2、原因分析,(5)备件质量差 机械密封摩擦副用料，选材影响密封质量。仿造名牌的轴承差。,放大倍数：100,放大倍数：100,劣质石墨环密封面应用后出现泡疤,2、原因分析,(6)电机过流保护设定值过高,“大马拉小车”式的泵，电机过电流保护定值与工况不符，起不到保护作用。,三、高温油泵事故频发原因及对策,主要内容,基本情况原因分析应对措施,3、应50、对措施,3.1 管理措施,管理措施,全面梳理、摸清高温油泵现状 强化管理、专人负责 制定措施、逐步实施,巡检人员配齐”温度仪、测振仪、对讲机“三件宝。专业人员要配SPM轴承状态检测仪。管理部门要定期检查巡检质量和巡检深度 抓操作人员的培训，对泵要做到“四懂三会”。,配备轴承、密封专用安装工具 对维修队伍技术力量提出要求 提高维修后的验收标准。梳理供应商，提高设备、备件质量。,精心组织、平稳调节 减少波动、防止泵抽空,纳入重点管理,抓好巡检质量,做好平稳操作,抓好检维修质量,3、应对措施,3.2 需要改进和完善的措施,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,电机过流保护定值,其51、他 措施,小流量 运行,优先选用串级机械密封，单 级要选用进口密封 波纹管选用INCONEL718 摩擦副选原生碳化钨材料,每年校核1次 按照实际工况合理定值，逐台实验DCS设置电机遥控关机按钮,电气、仪表电缆禁止在高温油泵上方铺设。增上泵群在线状态检测系统 工业电视监控系统对于容积超过10m塔或容器，其与泵之间的吸入口管道总管上应设置火灾隔离切断阀，并能遥控关阀。,冷却液禁用新鲜水循环水，选用除盐水或小于0.3Mp蒸汽。冲洗油要稳定、洁净，定期检查过滤网 完善温度、压力、孔板等措施。,直径300mm的阀门可选用电动、启动头。阀门开关 设置离泵15米距离的关阀按钮。,长期在小于60%负荷的泵，52、要设立小流量旁路线或采用变频电机调速及车削叶轮等措施。,3、应对措施,3.3 完善机泵设备监控体系,(1)完善“三级监控网”，落实“不间断巡检”理念。,一级监控,三级监控,二级监控,监控网,不间断巡检,3、应对措施,(2)设定机泵报警值，建立预警机制 报警值设置依据：参照SHS01003，将B区（合格运行区）的上限值设为一级报警，将C区（可短时运行区）的上限值设为二级报警，辅助以轴承的其它特征值及运行状态进行判别。异常管控和处置措施：当设备运行状态单点或多点达到一级报警值时，及时采取加强监测、分析诊断和相应改善措施，尽量避免运行参数进入二级报警区.,3.3 完善机泵设备监控体系,3、应对措施,53、表1 机泵运行参数报警报警一览表,3.3完善机泵设备监控体系,3、应对措施,表2 不同处置方式一览表,3.3 完善机泵设备监控体系,A类机泵,C类机泵,故 障 强 度,3、应对措施,3.4 加强检维修管理 减少故障性抢修,建立以机泵故障强度（见附表）为横座标，以故障频次比率为纵座标的机泵可靠性分类矩阵图，并据此将机泵分为A、B、C三类。,3、应对措施,附表 故障强度分级,3、应对措施,3.5 优化工艺参数，保证机泵在合理工况下运行,(1)对所有机泵设备按实际工况进行核算，确保机泵工作区在标准范围内，要求离心泵工作区应在泵叶轮最佳效率点70110%区间内，且有效汽蚀余量应允许汽蚀余量+0.51.54、0米以上。通过调整工艺参数、增上变频、切割叶轮、重新设计转子等方式解决设备在选型过程中设备运行偏离最佳工况点的问题。,(2)严格操作纪律，搞好机泵的精心操作及维护保养 平稳操作，避免机泵的抽空现象，严禁通过入口阀门来调节工艺操作。对操作介质的组分应严格控制，高温重油要定期做组分分析，加强预热、暖机等，防止介质中含水或有过量轻油组分，避免机泵运行过程中发生抽空现象。,3、应对措施,(3)严格操作纪律，搞好机泵的精心操作及维护保养 机泵在运行过程中要加强润滑管理，注意对密封冲洗油压力、流量的控制。高温油泵运行中应确保密封冷却水和背冷蒸汽以及封油管路的畅通，不随意调整阀门开度，杜绝以节能为由关闭冷却55、水系统现象。加强中、夜班对机泵的巡检频次，如果发现问题应及时通知维修人员到现场判断。高温油泵切换应通知维修人员现场监护直至设备运行正常。,3.5 优化工艺参数，保证机泵在合理工况下运行,3、应对措施,3.6 推广示范泵区建设,节能、可靠、有效防止密封泄漏导致的火灾事故,3、应对措施,3.7 充分发挥人为因素，弥补装备不足,安全运行水平=管理水平+装备水平,管理水平,装备水平,高,高,高,低,低,高,低,低,人为管理水平,互补,理想状况,互补不足,最差状况,安全运行保障线,装备及自动化水平,3、应对措施,3.8 积极进行岗位练兵，切实做到“四懂三会”,操作工,司泵工,司炉工,外操,四懂三会懂结构、懂原理、懂性能，懂用途。会操作、会维护、会排除简单故障。,谢谢！,