李 博

（中海油能源發(fā)展股份有限公司，北京 100027）

0 引言

儲(chǔ)罐是石油開(kāi)采、生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)和石化生產(chǎn)等系統(tǒng)中的重要設(shè)備設(shè)施，其所儲(chǔ)存的化學(xué)品數(shù)量大、種類(lèi)多且大多數(shù)易燃易爆、有毒有害，一旦發(fā)生事故則嚴(yán)重威脅人們生命財(cái)產(chǎn)安全。近年來(lái)，儲(chǔ)罐火災(zāi)、爆炸等事故時(shí)有發(fā)生，造成了嚴(yán)重的人員傷亡、環(huán)境污染和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行與管理面臨著巨大壓力，尤其是現(xiàn)在在低油價(jià)常態(tài)化的大背景下，石油石化行業(yè)資產(chǎn)所有者更是在積極尋求設(shè)備設(shè)施運(yùn)維“降本、提質(zhì)、增值”的新辦法，以“信息化+數(shù)字化”為基礎(chǔ)的完整性管理正在從“錦上添花”變?yōu)椤把┲兴吞俊盵1-2]。

1 常壓儲(chǔ)罐完整性管理理念

儲(chǔ)罐完整性管理是儲(chǔ)罐管理和技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是充分發(fā)揮儲(chǔ)罐效能，有效管控風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐保值增值及最大經(jīng)濟(jì)回報(bào)，促進(jìn)企業(yè)降本增效的有效工具和手段。2019年，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布GB/T 37327—2019《常壓儲(chǔ)罐完整性管理》標(biāo)準(zhǔn)，明確了常壓儲(chǔ)罐開(kāi)展完整性管理的內(nèi)容、方法和要求，進(jìn)一步推動(dòng)儲(chǔ)罐完整性管理模式的推廣應(yīng)用。

常壓儲(chǔ)罐完整性管理就是要采取“完整性管理”的理念和方法，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性三者的最優(yōu)平衡為目標(biāo)，對(duì)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行以“信息化+數(shù)字化”為基礎(chǔ)的全員、全要素、全生命周期的管理。

儲(chǔ)罐完整性管理內(nèi)涵是對(duì)儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)因素不斷進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，持續(xù)采取各種管理和技術(shù)措施，將風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受范圍之內(nèi)，保障常壓儲(chǔ)罐安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)常壓儲(chǔ)罐系統(tǒng)的、動(dòng)態(tài)的、基于風(fēng)險(xiǎn)的全生命周期管理，并形成持續(xù)改進(jìn)理的PDCA（Plan-Do-Check-Act，計(jì)劃、執(zhí)行、檢查和處理）循環(huán)。儲(chǔ)罐完整性的核心是對(duì)設(shè)備設(shè)施實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的以風(fēng)險(xiǎn)管理為核心的科學(xué)管理，最大限度地發(fā)揮事故后維修、預(yù)防性維修、預(yù)測(cè)性維修以及主動(dòng)性維修等維修方式的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠[3-5]。

2 常壓儲(chǔ)罐完整性管理實(shí)踐及應(yīng)用

中海油能源發(fā)展股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“海油發(fā)展”）擁有的150 余臺(tái)常壓儲(chǔ)罐，常壓儲(chǔ)罐是其非常重要的一類(lèi)設(shè)備設(shè)施。儲(chǔ)罐完整性管理是一個(gè)系統(tǒng)性工程，海油發(fā)展通過(guò)現(xiàn)狀梳理、管理優(yōu)化、技術(shù)應(yīng)用、信息化建設(shè)等一系列工作全面推行儲(chǔ)罐完整性管理，有效提升儲(chǔ)罐管理水平，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐設(shè)備的經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。

2.1 以調(diào)研梳理為基礎(chǔ)，摸清儲(chǔ)罐管理現(xiàn)狀與不足

現(xiàn)狀是管理水平提升的基礎(chǔ)，通過(guò)使用基于相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等要求而建立的合規(guī)性檢查工具，從設(shè)計(jì)要求、建造單位資質(zhì)、使用登記、定期檢驗(yàn)、維修改造等方面檢查內(nèi)容，對(duì)全部?jī)?chǔ)罐進(jìn)行了系統(tǒng)檢查，系統(tǒng)梳理儲(chǔ)罐管理現(xiàn)狀，以便針對(duì)性改進(jìn)。發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)罐問(wèn)題匯總?cè)鐖D1 所示。

圖1 儲(chǔ)罐合規(guī)性檢查問(wèn)題結(jié)果匯總

2.2 以管理優(yōu)化為引領(lǐng)，搭建儲(chǔ)罐完整性管理解決方案

為明確常壓儲(chǔ)罐管理內(nèi)容、要求與流程，解決常壓儲(chǔ)罐管理中做法不系統(tǒng)、只關(guān)注運(yùn)行維護(hù)等問(wèn)題，組織建立覆蓋常壓儲(chǔ)罐全生命周期的完整性管理方案。常壓儲(chǔ)罐完整性解決方案著重對(duì)可行性研究階段、設(shè)計(jì)階段、建造階段、運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段和棄置階段完整性管理提出詳細(xì)的管理要求，保持常壓儲(chǔ)罐設(shè)備的完整性，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。全生命周期完整性管理流程如圖2 所示。

圖2 常壓儲(chǔ)罐全生命周期完整性管理流程

常壓儲(chǔ)罐完整性管理解決方案應(yīng)嵌套相關(guān)的技術(shù)方法，通過(guò)加強(qiáng)完整性技術(shù)應(yīng)用提高常壓儲(chǔ)罐本質(zhì)安全水平，主要包括：針對(duì)常壓儲(chǔ)罐本體的RBI（Risk Based Inspection，基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)）技術(shù)，針對(duì)工藝操作安全的HAZOP（Hazard-Operability，危險(xiǎn)與可操作性）技術(shù)，針對(duì)動(dòng)設(shè)備的RCM（Reliability Centered Maintenance，以可靠性為中心的維修）技術(shù)，針對(duì)安全儀表系統(tǒng)的SIL（Safety Integrity Level，安全完整性等級(jí)）技術(shù)，以及評(píng)估事故對(duì)周邊環(huán)境影響的QRA（Quantitative Risk Analysis，定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)）技術(shù)等。

常壓儲(chǔ)罐完整性管理技術(shù)支撐體系如圖3 所示。

圖3 常壓儲(chǔ)罐完整性管理技術(shù)支撐體系示意

2.3 以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為手段，系統(tǒng)評(píng)估儲(chǔ)罐運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

基于風(fēng)險(xiǎn)的理念是常壓儲(chǔ)罐完整性管理的核心，常壓儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)管理主要包括常壓儲(chǔ)罐進(jìn)行損傷模式識(shí)別，定性或定量評(píng)估，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果指定基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)策略，優(yōu)化檢驗(yàn)檢測(cè)方案等。常壓儲(chǔ)罐及其附屬設(shè)備設(shè)施涵蓋了動(dòng)、靜、電、儀等各種設(shè)備類(lèi)型，因此需要根據(jù)不同設(shè)備設(shè)施類(lèi)型選擇相應(yīng)的評(píng)估方法開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，如圖4 所示。

圖4 儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估示意

以開(kāi)展RBI 評(píng)估為例，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)罐開(kāi)展RBI 評(píng)估，發(fā)現(xiàn)罐體的較高風(fēng)險(xiǎn)主要分布在底板上，依據(jù)結(jié)果制定了相應(yīng)的檢驗(yàn)策略，保障儲(chǔ)罐的本質(zhì)安全，如圖5 所示。

圖5 基于RBI 評(píng)估結(jié)果制定的檢驗(yàn)策略示例

2.4 基于監(jiān)測(cè)檢測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)展合于使用評(píng)價(jià)

基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和檢測(cè)的結(jié)果，針對(duì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷的儲(chǔ)罐，進(jìn)一步通過(guò)開(kāi)展適用性評(píng)估，評(píng)價(jià)儲(chǔ)罐完整性狀態(tài)，從而為儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行與維護(hù)管理提供依據(jù)。針對(duì)機(jī)械損傷、腐蝕、自然與地質(zhì)災(zāi)害等產(chǎn)生的不同類(lèi)型缺陷、損傷，推薦采用不同的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)，各方法匯總?cè)绫? 所示。

表1 常壓儲(chǔ)罐不同類(lèi)型缺陷與損傷的評(píng)價(jià)方法

2.5 基于全生命周期成本，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)完整性評(píng)價(jià)模型

經(jīng)濟(jì)完整性是儲(chǔ)罐完整性管理的重要組成部分，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行全生命周期成本費(fèi)用分析與管理，在確保安全可靠運(yùn)行條件下，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐全生命周期費(fèi)用最優(yōu)，最終達(dá)到安全性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性的平衡與統(tǒng)一。經(jīng)濟(jì)完整性管理的內(nèi)容，主要包括全生命周期經(jīng)濟(jì)完整性方法及模型、設(shè)備投資回報(bào)分析方法、設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命分析方法、備品備件經(jīng)濟(jì)管理方法等，進(jìn)而規(guī)范、指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)完整性各項(xiàng)工作的開(kāi)展。

2.6 以信息化手段為支撐，建立儲(chǔ)罐完整性管理平臺(tái)

信息系統(tǒng)是保障設(shè)備設(shè)施完整性管理建設(shè)系統(tǒng)高效開(kāi)展的支撐工具，也是完整性管理成果展現(xiàn)的主要載體，為完整性管理工作的開(kāi)展提供信息化保障?；凇冻簝?chǔ)罐完整性管理解決方案》，按照完整性管理實(shí)施的思路，搭建常壓儲(chǔ)罐完整性管理數(shù)據(jù)平臺(tái)，主要功能模塊包括基礎(chǔ)信息和檔案管理模塊、風(fēng)險(xiǎn)管理模塊、檢驗(yàn)檢測(cè)管理模塊、完整性評(píng)價(jià)管理模塊、維修維護(hù)管理模塊和統(tǒng)計(jì)分析模塊，實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)的PDCA 循環(huán)，如圖6 所示。

圖6 常壓儲(chǔ)罐完整性管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意

3 實(shí)施效果

3.1 通過(guò)加強(qiáng)基于風(fēng)險(xiǎn)的管理，全面提升儲(chǔ)罐本質(zhì)安全水平

通過(guò)對(duì)海油發(fā)展部分儲(chǔ)罐進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，辨識(shí)出中等風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐占10.64%，高風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐40.42%，全面的掌握儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)狀況，并有針對(duì)性制定了檢測(cè)維護(hù)策略。針對(duì)中等風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐開(kāi)展了在線(xiàn)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)1 臺(tái)有裂紋類(lèi)危險(xiǎn)缺陷、1 臺(tái)腐蝕嚴(yán)重。針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐開(kāi)展了開(kāi)罐全面檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了坑狀腐蝕、基礎(chǔ)沉降超標(biāo)、罐頂或罐底板穿孔、裂紋等各類(lèi)嚴(yán)重安全隱患。

3.2 通過(guò)完整性管理模式的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)降本增效

通過(guò)完整性管理模式應(yīng)用，儲(chǔ)罐存在的隱患問(wèn)題明顯減少，設(shè)備維修率低，檢維修費(fèi)用降低，在保證儲(chǔ)罐安全可靠的基礎(chǔ)上降低了成本。儲(chǔ)罐完整性管理推行基于風(fēng)險(xiǎn)及可靠性的檢驗(yàn)維護(hù)策略，重點(diǎn)關(guān)注中高風(fēng)險(xiǎn)的儲(chǔ)罐，優(yōu)化檢測(cè)范圍和策略，在保證安全可靠的同時(shí)，減少全面檢驗(yàn)儲(chǔ)罐的數(shù)量，延長(zhǎng)檢驗(yàn)周期，檢驗(yàn)費(fèi)用及停產(chǎn)造成的損失均明顯減少，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，在保證安全合規(guī)運(yùn)營(yíng)的前提下，提質(zhì)降本增效。

3.3 以信息系統(tǒng)為載體，充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值

通過(guò)儲(chǔ)罐完整性管理信息系統(tǒng)，海油發(fā)展系統(tǒng)梳理了儲(chǔ)罐各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，形成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，有效提高了海油發(fā)展儲(chǔ)罐管理效率與水平，對(duì)5000 m3常壓儲(chǔ)罐進(jìn)行三維建模，以形象直觀地展示常壓儲(chǔ)罐狀態(tài)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)罐全生命周期信息數(shù)據(jù)定期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，并結(jié)合大數(shù)據(jù)等相關(guān)信息技術(shù)的應(yīng)用，可有效預(yù)判儲(chǔ)罐管理的發(fā)展變化趨勢(shì)，為管理決策提供參考。

4 結(jié)束語(yǔ)

儲(chǔ)罐完整性管理通過(guò)數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)檢測(cè)、完整性評(píng)價(jià)及維護(hù)維修的持續(xù)循環(huán)，系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)掌握儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)，并有針對(duì)性制定優(yōu)化的管理策略，提高儲(chǔ)罐完整性管理水平。通過(guò)儲(chǔ)罐完整性管理應(yīng)用及實(shí)踐，海油發(fā)展建立了一套系統(tǒng)完善的儲(chǔ)罐完整性管理模式與方法，并取得了良好的效果，得到了上級(jí)公司的關(guān)注與認(rèn)可，為儲(chǔ)罐安全與完整性管理貢獻(xiàn)了專(zhuān)業(yè)價(jià)值。未來(lái)隨著國(guó)家、行業(yè)及企業(yè)對(duì)儲(chǔ)罐管理要求和期望的不斷提高，儲(chǔ)罐完整性管理模式將會(huì)在國(guó)內(nèi)外更廣泛的范圍內(nèi)得到認(rèn)可與推廣，并將成為眾多企業(yè)提升儲(chǔ)罐管理水平的有效方法和途徑。