腐蚀安全管理系统在蒸馏装置的应用

徐 剑，刘 雷，裴东双，陶建涛，陈圆圆

(1.中国石油天然气股份有限公司辽河石化分公司，辽宁 盘锦 124024;2.北京海顿新科技术股份有限公司天津分公司，天津 300074)

腐蚀是影响设备或装置可靠性及使用寿命的关键因素，随着中国石油炼化企业加工原油的劣质化趋势日益严重，炼油设备的腐蚀问题越来越突出[1-2]，对防腐技术和腐蚀监测、检测技术的需求也日趋迫切。对各种腐蚀监测、检测数据以及设备基础资料、工况介质信息、腐蚀失效案例等腐蚀相关信息进行系统管理和综合分析是做好防腐工作的基础，但由于数据量过于庞大而复杂，这也一直是防腐工作的难点。为改善目前炼化企业腐蚀监测数据分散管理的现状，提升炼化企业腐蚀监测数据管理水平，炼化企业迫切需要建立腐蚀管理系统来实现数据集中、统一和规范化管理。随着计算机技术的飞速发展，通过应用信息化管理系统来实现对腐蚀相关数据的集中管理，更重要的是能为防腐工作者们提供一个研究、应用的工具，这对于炼化企业防腐工作的发展具有重要的意义。

目前，国内外开发的腐蚀相关软件的种类很多，但侧重点各不相同。国外在这方面的研究起步较早，如应用于分馏塔顶冷凝系统的NH4Cl模型、应用于预测硫-环烷酸腐蚀的SULTAN模型等专业分析软件，以及RCS和Honeywell等公司开发的综合性腐蚀监测数据管理软件。虽然国外的腐蚀相关软件在腐蚀防护工作中取得了一定成效，但由于在应用基础和转化等方面存在的问题，在国内炼化企业推广尚存在一定难度;国内有关单位近年来也相继开发了一些腐蚀数据管理系统，但由于起步较晚，数据库的采集整理还不够完善，对数据的分析也不够理想，在腐蚀数据管理和综合分析等方面还存在很多需要改进之处，因此在炼化企业也还未得到广泛的推广应用。

针对目前的研究现状，开发了腐蚀安全管理系统。该系统通过多种方式采集腐蚀相关数据，对收集到的数据进行整理并建立数据库，实现了数据的集中管理。利用国内外先进的技术和标准进行数据的专业化制订综合分析，量化了装置的腐蚀状态和腐蚀趋势，为设备的检维修计划提供支持。

1 腐蚀安全管理系统的结构和功能

腐蚀安全管理软件采用完全独立于软硬件平台的J2EE技术，考虑到企业发展和系统扩展的需要，该系统采用多层体系结构，可以满足用户个性化需求以及系统安全性等方面的需要。同时，系统可在Windows和Linux等多种操作系统平台下运行，并支持流行的 Oracle，Sybase，SQL Server和DB2等多种大型关系数据库。

1.1 腐蚀安全管理系统的架构

腐蚀安全管理系统由数据库、专业模块和综合分析模块3部分组成，腐蚀安全管理系统的整体架构图如图1所示。

图1 腐蚀安全管理系统的整体架构示意Fig.1 Overall architecture diagram of corrosion safety management system

1.1.1 数据库

数据库中主要用于存储工艺、设备的腐蚀相关数据、信息和资料以及腐蚀监测和检测数据，为腐蚀综合分析提供基础支持。数据库分为设备基础信息、工况介质信息、案例库和知识库4部分，数据的主要来源为腐蚀在线监测数据的采集和存储、现场检测数据的手工录入以及通过外部接口从MES等其他系统获取数据。

1.1.2 专业模块

在数据库的基础上，腐蚀安全管理系统针对炼化企业的防腐工作需求设计了五个专业模块，供相关人员对实际工作中的定点测厚、工艺防腐、在线监测、腐蚀检查、腐蚀调查、趋势预测等方面的数据进行管理和分析。各个模块对数据的分析侧重点不同，使得防腐工作更有针对性。由于在系统中还设计了趋势预测模块，用户可将根据需要应用API581等技术标准对腐蚀监测和检测数据进行核算，进而对腐蚀趋势进行理论预测。

1.1.3 综合分析模块

在专业模块的基础上，将相互独立的腐蚀监测和检测数据进行有效地整合和综合分析。按照装置分系统、系统分单元的原则，通过对单元内监测数据的综合分析，依次给出单元、系统和装置的腐蚀状态和腐蚀趋势信息，并且运用一定的分析方法量化了装置腐蚀状态和腐蚀趋势，使得防腐工作针对性加强，有助于防腐工作者开展工作。

1.2 腐蚀安全管理系统的功能特点

腐蚀安全管理系统在具备常规的腐蚀监测、检测数据管理和浏览等功能的基础上，还具有以下几个独特的功能特点:

(1)腐蚀安全管理系统运用先进的3D技术，装置图和设备图采用三维立体图进行展示(见图2)，除了为用户提供装置现场环境的空间视觉真实感受，也方便防腐工作者更直观、更直接地获得需要的信息。

图2 中国石油辽河石化公司装置形貌Fig.2 Unit of liaohe petrochemical company

(2)该系统通过多种方式全面采集数据，整理并存储各种腐蚀监检测数据及相关信息，建立了完善的数据库，能实现数据的集中管理，避免由于人员变动等原因造成设备资料缺失等问题，使资料管理更加安全可靠，系统设有查询、录入、修改和删除等功能，查询调用方便，使系统操作更加简便和人性化。

(3)腐蚀安全管理系统在数据库的基础上实现了模块化，分为定点测厚、工艺防腐、在线监测、腐蚀调查、腐蚀检查和趋势预测等专业模块，系统中模块设置合理、功能强大、针对性强，能对各种腐蚀相关数据进行专业的分析，使用户能够方便快速地找到自己需要的信息。综合分析以专业模块为基础，通过一定的分析方法，对腐蚀相关数据进行分析，从而达到量化装置腐蚀状态和预测装置腐蚀趋势的目的，并且根据装置的需求设定报警值，对重点监控部位进行报警，为设备维护提供技术支持。

2 腐蚀安全管理系统的应用实例

腐蚀安全管理系统围绕辽河石化公司的南蒸馏装置开发，经过现场应用和改进完善，取得了较好的应用效果。

中国石油辽河石化公司南常减压蒸馏装置建于1987年，2000年10月针对加工高酸辽河稠油进行了系统改造，实现了加工高酸劣质原油5 a长周期运行。南蒸馏装置的设备腐蚀以高温硫、环烷酸腐蚀和低温部位的HCl+H2S+H2O腐蚀为主，虽然装置整体选材等级很高，但由于近年来大量掺炼进口的劣质原油，腐蚀情况趋于复杂，个别部位出现了腐蚀加剧的情况。结合中国石油辽河石化公司南蒸馏装置的实际情况，在现场腐蚀监测、检测工作基础上，开发出了腐蚀安全管理系统，对收集到的腐蚀相关数据分别应用不同的专业模块有针对性地进行分析，在此基础上，运用一定的分析方法，对专业模块内的数据进行综合分析，量化了装置腐蚀状态和腐蚀趋势，为南蒸馏设备维护提供技术支持。

2.1 数据库信息采集

腐蚀安全管理系统数据库通过对南蒸馏装置12个在线探针数据的实时采集、现场定点测厚等数据的手工录入和生产工艺数据(MES和LIMIS)等各个系统数据接口的导入等手段全面收集腐蚀相关数据，同时还包括南蒸馏塔、炉、管线等设备基础信息，原油及各侧线介质信息等工艺信息，以及炼化企业近几年的腐蚀案例和与腐蚀相关的资料信息。

2.2 腐蚀相关数据集中管理

腐蚀安全管理系统通过对南蒸馏装置的腐蚀相关数据进行分门别类收集整理，建立了数据库，以建立数据接口和手动录入等方式，将南蒸馏装置的所有腐蚀监测、检测数据全部纳入数据库进行集中管理。南蒸馏装置的腐蚀监测、检测数据包括全装置601个定点测厚监测点的历次检测数据、通过12个腐蚀在线监测探针获得的工艺介质实时腐蚀速率监测数据等，同时还系统收集了现场腐蚀挂片试验、腐蚀调查、停工腐蚀检查等腐蚀监测、检测数据。另外，数据库还系统收集了设备基础资料、工况介质信息，建立了腐蚀案例库和知识库。数据库的建立实现了对腐蚀相关数据的集中管理，通过腐蚀数据的不断积累，数据量增加，该系统能实现历史数据的对比浏览，切实发挥数据的作用，为腐蚀分析提供数据支持。

2.3 数据分析

在数据库的基础上，结合南蒸馏装置设备的实际腐蚀情况，应用专业模块对收集到的腐蚀监测、检测数据进行了专业分析。如定点测厚模块，通过对南蒸馏装置601个测点的历次定点测厚数据进行系统分析，共排查出腐蚀较为严重的重点监控部位22处。另外，在专业模块基础上，对腐蚀相关数据进行综合分析，将南蒸馏装置分为19个系统和若干单元，通过对单元内监测位置数据的综合分析，依次给出单元、系统和装置的腐蚀状态和腐蚀趋势的分析，量化了装置的腐蚀状态和腐蚀趋势，发现腐蚀隐患、确定重点腐蚀部位，为南蒸馏装置的设备维护工作提供了技术支持。

3 结论

腐蚀安全管理系统的开发紧密结合炼化企业实际生产需要，充分借鉴了国内外的相关技术标准和防腐经验，建立了完善的数据库，实现了腐蚀相关数据的集中管理，在此基础上实现了装置腐蚀状态和腐蚀趋势的量化分析。目前腐蚀安全管理系统已在中国石油辽河石化公司南蒸馏装置上成功应用，并取得了比较理想的应用效果，对南蒸馏装置的设备维护工作起到了重要作用。随着数据库的逐步完善和系统功能的不断开发，腐蚀安全管理系统在炼化企业的防腐工作中将发挥更大的作用。

[1]中国石油化工设备管理协会设备防腐专业组.石油化工装置设备腐蚀与防护手册[M]北京:中国石化出版社，2001:88-89.

[2]赵敏，康强利，周三平，等.腐蚀数据库管理及评价系统的设计与开发[J].石油化工腐蚀与防护，2006，23(6):7.