影响石化装置设备安稳长运行问题收集.docx

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影响石化装置设备安稳长运行问题收集

影响茂名石化装置设备安稳长运行主要问题

刘小辉

1.特种设备检验所发现的问题

1.1冲刷腐蚀趋势明显

茂名石化公司炼油系统2004年全年压力容器检验发现减薄严重需更新的设备有一蒸馏换10-1/A，三蒸馏换12-1/A、换13-1/A、C，一重整容-207，动力空分分-3、分-4共7台；压力管道检验发现减薄严重需更新的主要集中在弯头、三通和大小头上，其中二催化有8处最为严重，依次为南制氢7处，三蒸馏5处，北汽提3处，加氢裂化和北制氢各为2处，一重整1处，共28处。

随着公司生产满超负荷进行,流速增加引起的冲刷腐蚀加剧;要有效地杜绝事故发生，必须加强定点测厚和开展年度检查。

1.2H2S腐蚀趋势明显

全年压力容器检验发现夹层缺陷的设备有南制氢反302/1、2、反304、反305共4台；加氢裂化E112、E113、E116A、C102-D05A共4台；一重整反503/2、3、换503/2、换506/1、2共5台；北制氢反202/2、反203、反206共3台；北汽提容-3/1、容-4共2台；一蒸馏换7/3共1台；丙烷容-4/3共1台；总共20台。

随着公司炼高硫原油的不断增加，湿H2S腐蚀趋势日益加剧，如加氢裂化E112、E113壳体整体发现分散性夹层缺陷，丙烷容-4/3筒体夹层扩散加剧等等。

要有效地进行防H2S腐蚀，也必须加强日常监督检测和开展在线监测检查。

1.3现场管理仍有漏洞

随着装置材质升级日趋完善，但是几乎每套装置停汽大修我们总能发现Cr-Mo钢与C钢混用情况。

要有效地杜绝材料混用，除加强对施工单位管理外，也可开展对Cr-Mo钢件进行100%安装前鉴定等。

1.4炼化装置长周期运行后，部分压力容器超期检验。

随着装置长周期运行，尽管我们对压力容器的检验计划统筹安排，不断提高检测率，但难以避免超检现象发生。

我们除了按规定办理延期检验手续，及时报茂名市质监局备案外，还采取了强有力的监护手段，加强维护管理，确保超检容器的安全运行。

1.5电气问题较突出。

公用工程系统的电气元件老化，外电网脆弱，时不时晃电，这些年成了我们企业的安全隐患，已引起了中石化总公司的重视，将在近两年进行专项整改。

2.茂名石化公司乙烯目前特种设备面临的主要问题及采取的措施

根据近几次专家评估的意见和RBI评估结果，茂名乙烯装置仍具备继续长周期安全运行的潜力。

将按照总部要求，最大限度地发挥装置潜力，努力朝着“六年一修”的目标迈进。

当前我们面临的主要问题有以下几方面：

2.1特种设备存在超检问题

部分压力容器、工业管道超检，与国家现行的安全法规严重矛盾。

我们碰到的这一问题是国外同行20年前碰到的问题，先进国家早已作出法规调整，我们政府部门是否可以对相关法规的有关规定作出相应调整，尽快和国际接轨。

2.2开展设备在线检测工作

在合肥通用设备研究所合作开展的设备在线检测工作中，发现了3处设备缺陷和156处管线缺陷，但初步评定结果认为不影响压力容器和管线的安全使用。

今后，我们将在坚持这些行之有效的措施的同时，继续做好两手准备，一方面继续开展好装置长周期运行评价，持续做好RBI工作，开展RCM项目，做好设备在线检测工作，积极创造条件消除各种隐患，进一步延长装置生产周期。

我们希望我们的做法能得到国家政府部门的认可和支持，为石化企业的经营发展创造更加便利的条件。

2.3安全阀的检验问题。

2003年6月颁布执行的《在用工业管道定期检验规程》（试行）（以下简称《管规》）中规定安全阀的检验周期是“安全阀一般每年至少校验一次，但最长不超过3年”；2004年6月颁布的《压力容器定期检验规则》中规定安全阀的校验周期是“安全阀一般每年至少校验一次，但最长不超过5年”。

我们希望政府管理部门可否参照装置运行的实际状况，按安全阀的使用环境、工艺状况、重要性及安全阀的质量等进行分类和管理，对《管规》中规定的安全阀的检验周期是否可以放宽到5年，这样在装置长周期运行中真正能做到有法可依、标准一致。

同时对逾期无法检验的安全阀是否可以采取在线校验的办法，在技术上和管理上可否可以给予中国石化一定的支持。

2.4工业管道问题

在工业管道的普查注册工作中，0.1Mpa以上的工业管道都要求登记注册，工作量大，按照中石化SHS01005-92《工业管道维护检修规程》的有关规定，只管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，现在根据国质检锅［2003］108号文件要求,执行《在用工业管道定期检验规程》中的规定对Ⅳ、Ⅴ类以上工业管道都要管纳入监督范围，困难很大。

2.5管线腐蚀

部分设备管线腐蚀比较严重，存在一定的安全隐患。

今年以来，我们针对这些问题开展了一些工作，采取了一些措施。

一是在与地方政府有关技术监督部门协调，办好压力容器延检手续。

二是同时积极创造条件安排检验。

3.高温部位需提高材质的设备管线仍然较多。

由于茂名石化公司多数装置是以加工低硫原油为基础设计的，经过逐步改造后，加工高含硫原料，不完善之处仍然不少，随着装置负荷的提高及加工高硫、含硫原油时间的延长，腐蚀问题不断暴露。

与中石化股份公司《加工高含硫原油中部分装置在用设备及管道选材指导意见》和国家行业标准（SH/T3096-2001）《加工高硫原油重点装置主要设备选材导则》对照，尚有一大批设备和部分管线未达到材质要求，2004年，茂名石化公司已提出需升级换热设备83台，蒸馏装置尚有一批高温部位管线材质仍为碳钢，随着原油含硫量的进一步增加和时间的推移，这部分管线会逐步减薄。

少数部位高温管线、炉管（如60万吨/年焦化辐射室进料管线及辐射炉管）更换为Cr5Mo后腐蚀速率仍较大。

4.蒸馏装置的低温部位设备腐蚀尚未真正解决

目前低温部位的腐蚀主要发生在蒸馏装置三塔的塔顶、冷却器、回流罐，主要为HCl+H2S+H2O型腐蚀。

其主要腐蚀表现为常顶冷凝冷却器碳钢管束锈蚀堵塞、奥氏体不锈钢管束开裂及回流罐内壁坑蚀减薄。

2000年以来蒸馏装置由于腐蚀严重，已更换换热器管束16台，有的使用时间不到一年。

多台冷凝冷却器外壳、头盖焊缝及热影响区产生应力腐蚀开裂。

企业虽进行了多种材料的筛选试用，并采取了多种防腐措施，但尚未取得满意效果，低温部位设备腐蚀尚未真正解决。

5.加热炉腐蚀

主要是对流段腐蚀严重。

随着原油含硫量增大，燃料气、燃料油硫含量增加，导致烟气露点温度提高，加之对流段进料温度低造成露点腐蚀严重。

四套蒸馏、焦化装置、南北制氢加热炉均存在同样问题，二是由于燃料含硫量增加，对炉壁板和保温钉腐蚀加剧，1#蒸馏加热炉由于炉壁板腐蚀严重已更换部分壁板。

6.加氢裂化高压空冷器结垢、冲刷腐蚀

2004年4月大修时，由于空冷器A101/A～H共8台管内结垢，并有少数冲刷腐蚀，被迫将8台管束全部更换。

目前对结垢和冲刷腐蚀的机理并不完全清楚。

7.湿硫化氢应力腐蚀问题

一些部位已经发生湿硫化氢造成的应力腐蚀开裂，如三加氢循环氢压缩机C1101气体引压阀阀杆与阀体螺纹连接处断裂、干气冷却器（E1110）小浮头螺栓断裂；渣油加氢冷高分顶阀门阀盖密封焊缝开裂、冷高分底（D102）排污水管线大小头开裂；气柜2#瓦斯压缩机气阀阀座与升程限制器连接螺栓断裂；一、二套硫磺回收装置一、二、三级硫冷器管口开裂、污水泵泵体开裂；溶剂再生贫富液、酸性气管线焊缝开裂；球罐区丙烷卧罐（R401/4、R401/5）壁板分层；丙烷脱沥青装置的丙烷罐氢鼓泡等；盛装液态烃球形容器的管理也不容忽视。

8.60万吨/年焦化装置焦炭塔问题

由于焦炭塔使用年限久远，存在母材石墨化、局部鼓胀变形、封头减薄、支脚处、钻焦口、油汽出口部分严重腐蚀减薄。

现已决定更新。

9.各类储罐的腐蚀

主要发生在一些中间产品罐，特别是内浮顶罐，如三蒸馏中间汽油罐、重整原料罐、焦化汽油罐等，主要为涂层脱落，钢板腐蚀，部分成品油罐也存在同样问题。

通过大量的测厚数据，我们发现存在的问题表现在两方面：

一、炼油系统部分储罐顶板减薄严重；二、港口公司原油储罐底板腐蚀严重。

10.腐蚀问题问题仍较突出

目前仍存在大量的设备管线的腐蚀问题，应抓紧采取相应措施以提高装置运行的可靠度。

11.蒸馏、催化、重油加工装置存在问题和改进措施

11.1蒸馏装置主要问题

由于近几年来装置以加工高含硫原油为主，腐蚀问题严重，同时装置设备老化、材质等级低以及装置高负荷，长周期运转，设备得不到及时、有效的更新及检修，再加上实际生产原料性质、组成与设计相差较大，造成各系统物料、热量平衡，负荷、产品分布不尽合理，一方面限制了装置处理量，影响了产品质量，另一方面影响了装置能耗，还给装置安全生产留下了重大的隐患。

装置主要问题归纳如下：

（1）实际加工原油含硫量远远超出设计值，对装置构成严重腐蚀。

不利于长周期安全生产。

（2）加热炉对流段管线腐蚀穿孔严重，炉子热效率低。

（3）减四以下高温设备、管线腐蚀减薄严重。

（4）初馏塔、常压塔顶冷凝系统腐蚀严重。

（5）原料性质相差过大，初馏塔顶，常压二、三线负荷大，产品质量差。

（6）原油换热流程不合理，电脱盐进罐温度低，脱盐效果差。

11.2重油加工装置（主要为焦化）

延迟焦化装置存在的问题：

（1）焦炭塔

2004年6月中国石化集团公司安全评价中心对现有延迟焦化装置的防腐情况调查发现，焦碳塔存在的主要问题是塔体的膨胀变形及腐蚀、塔基础地脚螺栓腐蚀缩径严重，焦炭塔明显倾斜；四个焦化塔内壁的母材均发生了石墨化。

（2）加热炉

加热炉辐射管材质采用Cr5Mo管，已不能适应生产需要，到加热炉烧焦后期，出现超温现象，虽然6月份检修升级了一部分炉管，但仍有部分炉管是Cr5Mo。

（3）分馏塔及过滤器

焦化分馏塔材质为16MnR，全塔内衬18-8，历次检修检查塔内壁表面较好。

管壁接管均已升级为18-8，未见异常。

2000年检修测厚发现塔底过滤器出现减薄，2001年大修过滤器材质升级为18-8。

12.探索长周期生产及特种设备管理的几点体会。

12.1延长生产周期是企业降本增效、生存发展有效途径。

我们根据茂名乙烯实际情况做好效益测算，积极挖潜降本。

据测算，茂名乙烯全厂大修一次要花费修理费1.8亿元，开停车物料损失0.24亿元，减少一个月有效生产时间损失1.18亿元，也就是说“四年一修”较之“两年一修”可增效3.22亿元。

如果下游装置不动，仅对乙烯装置进行大修，损失也接近2亿元。

生产周期的延长使我们大幅度降低了成本，提高了效益。

茂名乙烯2000年实现扭亏为盈，至2004年已连续五年盈利，2004年更是实现利润18.18亿元，盈利水平总体呈上升趋势。

可见延长装置生产周期，尤其是延长乙烯装置的生产周期是扭亏增盈的一条十分重要的途径，在诸多增效手段中，其效益之显著是最具吸引力的，是通过自身努力可以把握的最重要的手段。

12.2通过科学管理可实现乙烯装置的长周期运行。

根据所罗门对全球乙烯装置进行的绩效分析显示，全球乙烯装置平均运行周期为54个月，先进水平甚至达到了6-7年，而中石化集团公司在2002年以前乙烯装置的最长运行周期仅34个月，经过几年的努力和装置的扩容改造，各乙烯装置的运行水平已逐步提高，并自觉地对照国际水平找差距，加强软硬件管理，实现装置长周期稳定运行。

主要做法有：

一是加强生产装置和技术、设备管理，达到或赶超国际先进水平，具备了装置长周期运行的硬件基础。

二是企业各部门或企业间相互配合、支持，克服装置运行中的重重困难，运用先进技术研究影响长周期运行的“瓶颈”，落实措施，挖掘装置自身的技术特点和企业的人才优势，具备了装置长周期运行的软件基础。

通过茂名乙烯的实践也证明了国内乙烯装置也可实现长周期运行。

12.3RBI技术为装置长周期运行提供了科学依据。

RBI技术不是一个简单的计算软件和方法，而是一套集现场管理、传统经验、现代科技理论、计算机技术及现场设备的检查和监测技术于一身的设备管理方法，需要生产、设备管理、检验及监督等多部门的配合；同时也是设备管理方式、方法及理念的转变，可以有效总结管理经验，使管理工作程序化、标准化，并不断检查调整，达到持续改进和发展的目的。

从茂名乙烯等装置的试点完成情况来看，这些工作在一定程度上为生产装置的继续安全运行提供了理论依据，也为其他装置试点工作的顺利完成起到了很好的借鉴，积累了好的经验，同时培养了设备管理人员规范管理的好作风，为在石化系统内的全面推广打下了良好的基础。

目前，我们也在炼油系统推广了RBI技术，除了2003年与乙烯裂解装置同步试点的加氢裂化装置外，2004年开始我们又在以下三套炼油装置，即三蒸馏、焦化、渣油加氢推广RBI风险评估。

通过我们了解，欧洲大部分国家的石化企业近几年来都在使用RBI技术对现场设备进行管理，根据他们的经验及一些企业应用的实际，使用RBI技术后，可以节约设备管理和维护检验费用15-40%，同时延长了设备的可靠运行周期，提高设备的有效利用率。

我们现行的检修主要是根据国家现行的检验规程进行，要求每隔一定的周期必须进行停机或不停机的检验，未能很好地将经济性、安全性以及可能存在的失效风险有机地结合起来，检验的频率与受检设备风险不相称。

RBI则是通过综合分析设备的设计参数、制造水平、工况条件、腐蚀流、历次检验结果及管理水平等因素，运用已知的失效分析技术并借助相关软件，从发生泄露的概率和导致的最严重后果两方面去对设备进行综合风险评价。

根据评价的结果提出一个合适的设备检验计划，按设备、设施、运行的薄弱环节及风险管理做出科学的安排。

这就消除了一些不必要的停机或维护，延长了维修周期，也使得工厂的生产、设备在风险管理下实现可控制、可预见的运行。

由于有了“有的放矢”的检验计划，从而保证了工厂安全、可靠的运行，也为企业创造了良好的经济效益。

借助RBI技术，可以较好的解决特种设备定期检验与石化装置长周期生产的矛盾，这是因为首先RBI的整个工作过程对装置进行了一次非常全面而且高效的腐蚀调查，可以帮助我们了解每个生产单元直至每一设备部件存在什么样的腐蚀机理，有多高的风险度，使我们对装置更加心中有数，提高管理效率，从客观上提高了装置的安全性。

其次可以对设备的风险等级进行动态管理，可以把一些检验项目在生产中完成，每完成一项检验就可以调整一次基础数据，设备的风险等级随之发生变化，可以降低大修时的工作量。

第三，与传统意义上的检验，即根据国家现行的法规，如：

《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》、《压力容器定期检验规则》及《在用压力管道定期检验规程》等要求每隔一定的周期必须进行停机或不停机的检验相比，能较好地将经济性、安全性以及可能存在的失效风险有机地结合起来，使得检验的频率与受检设备风险不相称的问题得到了较好解决。

但我们也清醒地认识到，RBI技术不能代替法规检验。

经过积极的探索和不断加强管理，茂名石化公司在炼油化工装置安稳运行上取得了较好的成绩，特别是在乙烯装置长周期运行上走出了一条有效的路子。

2005-2-21