常压储罐完整性管理实践及应用

李 博

（中海油能源发展股份有限公司，北京 100027）

0 引言

储罐是石油开采、生产储运和石化生产等系统中的重要设备设施，其所储存的化学品数量大、种类多且大多数易燃易爆、有毒有害，一旦发生事故则严重威胁人们生命财产安全。近年来，储罐火灾、爆炸等事故时有发生，造成了严重的人员伤亡、环境污染和巨大的经济损失，储罐的安全运行与管理面临着巨大压力，尤其是现在在低油价常态化的大背景下，石油石化行业资产所有者更是在积极寻求设备设施运维“降本、提质、增值”的新办法，以“信息化+数字化”为基础的完整性管理正在从“锦上添花”变为“雪中送炭”[1-2]。

1 常压储罐完整性管理理念

储罐完整性管理是储罐管理和技术发展到一定阶段的产物，是充分发挥储罐效能，有效管控风险，实现储罐保值增值及最大经济回报，促进企业降本增效的有效工具和手段。2019年，国家标准化管理委员会发布GB/T 37327—2019《常压储罐完整性管理》标准，明确了常压储罐开展完整性管理的内容、方法和要求，进一步推动储罐完整性管理模式的推广应用。

常压储罐完整性管理就是要采取“完整性管理”的理念和方法，以实现设备设施安全性、可靠性、经济性三者的最优平衡为目标，对设备设施进行以“信息化+数字化”为基础的全员、全要素、全生命周期的管理。

储罐完整性管理内涵是对储罐的风险因素不断进行识别和评价，持续采取各种管理和技术措施，将风险控制在可接受范围之内，保障常压储罐安全可靠、经济运行，实现常压储罐系统的、动态的、基于风险的全生命周期管理，并形成持续改进理的PDCA（Plan-Do-Check-Act，计划、执行、检查和处理）循环。储罐完整性的核心是对设备设施实现基于大数据的以风险管理为核心的科学管理，最大限度地发挥事故后维修、预防性维修、预测性维修以及主动性维修等维修方式的优点，实现设备设施运行经济可靠[3-5]。

2 常压储罐完整性管理实践及应用

中海油能源发展股份有限公司（简称“海油发展”）拥有的150 余台常压储罐，常压储罐是其非常重要的一类设备设施。储罐完整性管理是一个系统性工程，海油发展通过现状梳理、管理优化、技术应用、信息化建设等一系列工作全面推行储罐完整性管理，有效提升储罐管理水平，实现储罐设备的经济可靠运行。

2.1 以调研梳理为基础，摸清储罐管理现状与不足

现状是管理水平提升的基础，通过使用基于相关法律法规及标准规范等要求而建立的合规性检查工具，从设计要求、建造单位资质、使用登记、定期检验、维修改造等方面检查内容，对全部储罐进行了系统检查，系统梳理储罐管理现状，以便针对性改进。发现的储罐问题汇总如图1 所示。

图1 储罐合规性检查问题结果汇总

2.2 以管理优化为引领，搭建储罐完整性管理解决方案

为明确常压储罐管理内容、要求与流程，解决常压储罐管理中做法不系统、只关注运行维护等问题，组织建立覆盖常压储罐全生命周期的完整性管理方案。常压储罐完整性解决方案着重对可行性研究阶段、设计阶段、建造阶段、运营维护阶段和弃置阶段完整性管理提出详细的管理要求，保持常压储罐设备的完整性，实现本质安全。全生命周期完整性管理流程如图2 所示。

图2 常压储罐全生命周期完整性管理流程

常压储罐完整性管理解决方案应嵌套相关的技术方法，通过加强完整性技术应用提高常压储罐本质安全水平，主要包括：针对常压储罐本体的RBI（Risk Based Inspection，基于风险的检验）技术，针对工艺操作安全的HAZOP（Hazard-Operability，危险与可操作性）技术，针对动设备的RCM（Reliability Centered Maintenance，以可靠性为中心的维修）技术，针对安全仪表系统的SIL（Safety Integrity Level，安全完整性等级）技术，以及评估事故对周边环境影响的QRA（Quantitative Risk Analysis，定量风险评价）技术等。

常压储罐完整性管理技术支撑体系如图3 所示。

图3 常压储罐完整性管理技术支撑体系示意

2.3 以风险评估为手段，系统评估储罐运行风险

基于风险的理念是常压储罐完整性管理的核心，常压储罐风险管理主要包括常压储罐进行损伤模式识别，定性或定量评估，根据风险评估结果指定基于风险的检验策略，优化检验检测方案等。常压储罐及其附属设备设施涵盖了动、静、电、仪等各种设备类型，因此需要根据不同设备设施类型选择相应的评估方法开展风险评估，如图4 所示。

图4 储罐风险评估示意

以开展RBI 评估为例，通过对储罐开展RBI 评估，发现罐体的较高风险主要分布在底板上，依据结果制定了相应的检验策略，保障储罐的本质安全，如图5 所示。

图5 基于RBI 评估结果制定的检验策略示例

2.4 基于监测检测数据，开展合于使用评价

基于风险评价和检测的结果，针对检测发现缺陷的储罐，进一步通过开展适用性评估，评价储罐完整性状态，从而为储罐的安全运行与维护管理提供依据。针对机械损伤、腐蚀、自然与地质灾害等产生的不同类型缺陷、损伤，推荐采用不同的评价方法进行合于使用评价，各方法汇总如表1 所示。

表1 常压储罐不同类型缺陷与损伤的评价方法

2.5 基于全生命周期成本，构建经济完整性评价模型

经济完整性是储罐完整性管理的重要组成部分，通过对储罐进行全生命周期成本费用分析与管理，在确保安全可靠运行条件下，实现储罐全生命周期费用最优，最终达到安全性、可靠性与经济性的平衡与统一。经济完整性管理的内容，主要包括全生命周期经济完整性方法及模型、设备投资回报分析方法、设备经济寿命分析方法、备品备件经济管理方法等，进而规范、指导经济完整性各项工作的开展。

2.6 以信息化手段为支撑，建立储罐完整性管理平台

信息系统是保障设备设施完整性管理建设系统高效开展的支撑工具，也是完整性管理成果展现的主要载体，为完整性管理工作的开展提供信息化保障。基于《常压储罐完整性管理解决方案》，按照完整性管理实施的思路，搭建常压储罐完整性管理数据平台，主要功能模块包括基础信息和档案管理模块、风险管理模块、检验检测管理模块、完整性评价管理模块、维修维护管理模块和统计分析模块，实现持续改进的PDCA 循环，如图6 所示。

图6 常压储罐完整性管理信息系统设计示意

3 实施效果

3.1 通过加强基于风险的管理，全面提升储罐本质安全水平

通过对海油发展部分储罐进行风险评估，辨识出中等风险储罐占10.64%，高风险储罐40.42%，全面的掌握储罐风险状况，并有针对性制定了检测维护策略。针对中等风险储罐开展了在线检验，发现1 台有裂纹类危险缺陷、1 台腐蚀严重。针对高风险储罐开展了开罐全面检验，及时发现了坑状腐蚀、基础沉降超标、罐顶或罐底板穿孔、裂纹等各类严重安全隐患。

3.2 通过完整性管理模式的应用，实现提质降本增效

通过完整性管理模式应用，储罐存在的隐患问题明显减少，设备维修率低，检维修费用降低，在保证储罐安全可靠的基础上降低了成本。储罐完整性管理推行基于风险及可靠性的检验维护策略，重点关注中高风险的储罐，优化检测范围和策略，在保证安全可靠的同时，减少全面检验储罐的数量，延长检验周期，检验费用及停产造成的损失均明显减少，产生了显著的经济效益，在保证安全合规运营的前提下，提质降本增效。

3.3 以信息系统为载体，充分挖掘数据价值

通过储罐完整性管理信息系统，海油发展系统梳理了储罐各类数据信息，形成了基础数据库，有效提高了海油发展储罐管理效率与水平，对5000 m3常压储罐进行三维建模，以形象直观地展示常压储罐状态。同时，通过对储罐全生命周期信息数据定期进行统计、分析，并结合大数据等相关信息技术的应用，可有效预判储罐管理的发展变化趋势，为管理决策提供参考。

4 结束语

储罐完整性管理通过数据管理、风险评估、监测检测、完整性评价及维护维修的持续循环，系统、动态掌握储罐风险，并有针对性制定优化的管理策略，提高储罐完整性管理水平。通过储罐完整性管理应用及实践，海油发展建立了一套系统完善的储罐完整性管理模式与方法，并取得了良好的效果，得到了上级公司的关注与认可，为储罐安全与完整性管理贡献了专业价值。未来随着国家、行业及企业对储罐管理要求和期望的不断提高，储罐完整性管理模式将会在国内外更广泛的范围内得到认可与推广，并将成为众多企业提升储罐管理水平的有效方法和途径。