大型LNG工廠開工復(fù)產(chǎn)方案優(yōu)化及問題處理

楊燁 王海成 鄭玉寶 余霆 朱爭 諶軍

1.中國石化江漢油田分公司江漢采油廠湖北新捷LNG項目部 2.青海油田采油四廠基建管理部 3.中國石油青海油田勘探開發(fā)研究院 4.中國石油北京油氣調(diào)控中心5.青海油田公司井下作業(yè)公司壓裂技術(shù)服務(wù)大隊 6.青海油田公司采油一廠物資管理部

LNG工廠具備低溫工程與油氣儲運的雙重技術(shù)要點，既具有傳統(tǒng)化工企業(yè)工藝單元多、過程管控嚴(yán)等特點，又具備低溫工程領(lǐng)域?qū)υO(shè)備設(shè)施要求高，工藝參數(shù)控制精確等要求[1]。由于LNG產(chǎn)品最終需要低溫?fù)Q熱后生產(chǎn)，所以LNG工廠的核心技術(shù)為透平機(jī)械、換熱器的合理設(shè)計與搭配使用。目前，較為成熟的LNG生產(chǎn)工藝有級聯(lián)式液化工藝、混合制冷劑液化工藝、帶膨脹機(jī)的液化工藝，其中不同工藝工廠的能耗與造價各不相同，且開工復(fù)產(chǎn)難點與問題也不同[2-4]。

由于LNG技術(shù)主要由國外研發(fā)并投入生產(chǎn)，所以國外對于該領(lǐng)域研究較為透徹，當(dāng)前主要集中在工藝優(yōu)化和裝備制造方面。國內(nèi)于20世紀(jì)90年代才開始LNG技術(shù)的具體實踐，近年來主要是引進(jìn)國外技術(shù)并就相關(guān)工藝和設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化，所以需要進(jìn)一步積累設(shè)計經(jīng)驗并根據(jù)不同工藝包制造出與其配套的生產(chǎn)裝備。

我國對不同LNG工藝技術(shù)的吸收程度不同，所以在LNG工廠實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)所發(fā)生的問題也不同。LNG工廠受市場行情波動會間歇式停工，能否順應(yīng)市場變化及時進(jìn)行開工復(fù)產(chǎn)是檢驗LNG工程設(shè)計完備性與技術(shù)穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)之一[5]?；诖?，本文以湖北500×104m3/d LNG工廠國產(chǎn)化示范工程為例，收集2015～2017年3年開工復(fù)產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)不同階段發(fā)生的問題在開工復(fù)產(chǎn)方案上進(jìn)行優(yōu)化,得出通用性技術(shù)要點，全面指導(dǎo)開工復(fù)產(chǎn)順利進(jìn)行。

1 工藝原理

湖北LNG工廠國產(chǎn)化示范工程天然氣處理能力500×104m3/d，基本流程與其他LNG工廠相似，主要有三脫、液化、BOG、公用工程等組成部分，見圖1。液化單元采用多級單組分制冷液化工藝，首先由丙烯、乙烯、甲烷3臺壓縮機(jī)提供動力，然后原料氣通過7個蒸發(fā)器和1個板翅式換熱器逐級降溫冷卻，直至液化。該工藝總體上為傳統(tǒng)階式制冷工藝，最后一級改甲烷系統(tǒng)為混合冷劑制冷[6],其制冷負(fù)荷為：丙烯機(jī)>乙烯機(jī)>甲烷機(jī)。

綜上所述，該廠制冷循環(huán)長，工藝流程復(fù)雜，換熱器及其動設(shè)備較多，儀表及自控系統(tǒng)連貫性大。若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會拖延整體開工進(jìn)度，延誤出液期。

2 開工節(jié)點

根據(jù)該廠工藝原理及特點制定如下復(fù)產(chǎn)綱要：①開車前準(zhǔn)備，公用工程單元投用；②原料氣進(jìn)裝置區(qū)，三脫單元開車；③丙烯制冷系統(tǒng)開車；④天然氣側(cè)開工流程建立；⑤乙烯制冷系統(tǒng)開車；⑥天然氣至開工線；⑦甲烷制冷系統(tǒng)開車；⑧開工線切換至LNG生產(chǎn)線；⑨負(fù)荷調(diào)整[7]。

開工復(fù)產(chǎn)前需進(jìn)行全面開工準(zhǔn)備，針對工程停工時間和工藝設(shè)備當(dāng)前狀況，首先應(yīng)對工藝流程進(jìn)行徹底檢查，確保流程暢通，確認(rèn)盲板、手閥、旁通、安全閥等部位當(dāng)前情況，并根據(jù)工藝流程狀況與設(shè)備檢修進(jìn)展做綜合評估，保證主/輔流程與安全附件在開工前處于可用狀態(tài)，冷箱、工廠風(fēng)等關(guān)鍵部位水露點達(dá)標(biāo)；其次要檢查所有動設(shè)備(聯(lián)軸器、密封系統(tǒng)、潤滑油/脂、底座)，對于低溫泵還要檢查機(jī)封油罐以及時補(bǔ)充工業(yè)白油，化驗潤滑油含水，空載試運電機(jī)，更換皮帶、減震螺栓等易損件；再次是要做好儀器儀表及其相關(guān)控制系統(tǒng)的實驗與標(biāo)定(閥門調(diào)試、報警上下限勾選、聯(lián)鎖調(diào)試、現(xiàn)場儀表與中控數(shù)值核對、在線化驗分析儀投用)，并在儀表投用后例行巡回檢查；最后對電氣方面進(jìn)行高壓配電室的預(yù)防性實驗(停工1年以上進(jìn)行)、動設(shè)備電機(jī)絕緣測試(停工1個月以上進(jìn)行)、電機(jī)潤滑保養(yǎng)(1～2年1次)、低壓配電室配電柜做母排/螺栓緊固、清灰(2～3年1次)以及變頻器上電試運。與此同時，教育員進(jìn)行開工復(fù)產(chǎn)方案的下發(fā)與教育，生產(chǎn)運行中心主持填寫投用前安全檢查(PSSR)表、安全閥投用檢查確認(rèn)表及工藝流程檢查記錄表，并進(jìn)行投用前安全檢查問題匯總，整改完成后各主管領(lǐng)導(dǎo)確認(rèn)簽字。隨后依據(jù)問題整改情況與進(jìn)氣時間點，制定合理工作量下的開工節(jié)點并執(zhí)行，見表1和表2。

由表1和表2可知，開工復(fù)產(chǎn)為四日一個工作周期，按8月17日進(jìn)氣，以最慢開工計劃制定工作量，預(yù)計開工準(zhǔn)備至提量完成時間為23日，進(jìn)氣至提量完成時間為7日。由此可見，開工準(zhǔn)備與開工復(fù)產(chǎn)工作量大，連貫性強(qiáng)，需合理制定工作計劃并嚴(yán)格執(zhí)行，不能為趕工而省略檢查準(zhǔn)備工作。同時，由于班組是倒班性質(zhì)，需加強(qiáng)開工復(fù)產(chǎn)準(zhǔn)備綱要的培訓(xùn)與演練，確保突發(fā)情況的應(yīng)急處置[8-10]。

表1 開工復(fù)產(chǎn)運行時間節(jié)點表(開工準(zhǔn)備)Table1 Runtimenodelistofstartandresumptionproduction(startpreparation)順序時間節(jié)點工作內(nèi)容注意事項備注18.1～8.4①調(diào)試PSA制氮系統(tǒng)、廢水處理裝置、除鹽水裝置;②檢查全廠工藝流程、安全閥投用情況、盲板情況;③測儀表風(fēng)、工廠風(fēng)、氮氣水露點、液化區(qū)裝置水露點(甲烷制冷系統(tǒng)、冷箱、重?zé)N水露點小于-40℃);④核算上報開工冷劑(丙烯359.4m3、乙烯236m3),聯(lián)系溴化鋰廠家,確定調(diào)試日期;⑤檢查低溫泵、壓縮機(jī)、離心泵、全廠電氣功能用房、變頻設(shè)備;⑥電機(jī)絕緣檢測,10kV、110kV變電站PT并列試驗,10kV電機(jī)系統(tǒng)及GIS維護(hù)①若水露點不合格則需馬上干燥;②注意檢查收尾所有需廠家外協(xié)事宜,早日上報;③注意冷劑采購周期該階段注意投用前安全檢查(PSSR)表等體系工作應(yīng)開始執(zhí)行28.5～8.8①投用PSA制氮系統(tǒng)、廢水處理裝置、除鹽水裝置;②三脫裝置建液;③新風(fēng)機(jī)組投用,溴化鋰補(bǔ)水,確保變頻溴化鋰處于正常備用狀態(tài);④全廠空冷器風(fēng)機(jī)皮帶更換,空冷器電機(jī)加注潤滑脂,冷卻塔風(fēng)機(jī)更換潤滑油;⑤全廠在線分析儀調(diào)試,中控系統(tǒng)調(diào)試(包括自控閥及儀表)①繼續(xù)測液化裝置水露點,保持系統(tǒng)干燥;②注意變電運行檢查環(huán)節(jié)備料采購與準(zhǔn)備該階段應(yīng)根據(jù)變電工作準(zhǔn)備情況上報備件物質(zhì),以防后續(xù)啟機(jī)時更換38.9～8.12①檢查高/低溫位導(dǎo)熱油系統(tǒng),建立冷循環(huán)并調(diào)試燃燒器;②投用全廠在線分析儀;③UPS檢查,MCC柜檢查,變頻器高壓上電試驗;④安裝三機(jī)組聯(lián)軸器護(hù)罩;⑤化驗全廠潤滑油、導(dǎo)熱油含水注意燃燒器等昂貴關(guān)鍵零部件調(diào)試燃燒器后續(xù)運行中故障較多,該階段應(yīng)仔細(xì)調(diào)試48.13～8.16①最終確認(rèn)進(jìn)氣日期,進(jìn)氣前1日建立三脫系統(tǒng)胺液冷循環(huán);②三機(jī)開機(jī)前啟循環(huán)水泵至預(yù)定臺數(shù),并調(diào)整循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)、壓力、流量;③檢查三機(jī)組系統(tǒng),加注機(jī)泵潤滑油;④檢查三機(jī)組干氣密封系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)運行工況注意最終進(jìn)氣日期的確定,勿過早建立胺液冷循環(huán),否則燃料氣損耗過大該階段注意開工復(fù)產(chǎn)方案的下發(fā)與教育,若有必要應(yīng)進(jìn)行循環(huán)水清洗預(yù)膜

表2 開工復(fù)產(chǎn)運行時間節(jié)點表(開機(jī)復(fù)產(chǎn))Table2 Runtimenodelistofstartandresumptionproduction(bootrecovery)順序時間節(jié)點工作內(nèi)容注意事項備注18.17～8.18①8月17日三脫裝置進(jìn)氣,并升壓檢漏;②啟動高/低溫導(dǎo)熱油爐,建立熱循環(huán)并熱緊;③再生氣壓縮機(jī)試運投用;④分子篩活化,檢測水露點小于-90℃后投用(預(yù)計兩天);⑤確認(rèn)冷劑及應(yīng)急物資庫存到位①注意導(dǎo)熱油爐升溫速度小于15℃/h;②三脫最終升壓至6.5MPa該階段注意導(dǎo)熱油爐應(yīng)熱備28.19丙烯系統(tǒng)建液,并啟機(jī)注意喘振與振動通常為3次啟機(jī)成功38.20①啟BOG壓縮機(jī)原料氣走開工線,冷卻重?zé)N洗滌塔;②乙烯系統(tǒng)建液,并啟機(jī)①乙烯易揮發(fā),注意乙烯泵預(yù)冷,時刻補(bǔ)充乙烯;②注意喘振與振動和BOG熱備通常為3次啟機(jī)成功48.21～8.22①開正常流程線給后端換熱器、冷箱預(yù)冷(進(jìn)罐BOG返輸),隨后預(yù)冷連通線各部;②待各溫度點預(yù)冷小于0℃后,丙烯換熱器甲烷側(cè)、乙烯側(cè)建液;③待重?zé)N洗滌塔冷透后預(yù)冷重?zé)N回流泵并切換成重?zé)N正常生產(chǎn)流程;④檢查整改前期問題①注意控制預(yù)冷速度并調(diào)節(jié)BOG參數(shù);②注意氮氣消耗,及時補(bǔ)充液氮;③注意重?zé)N回流泵需冷卻8h該階段出現(xiàn)過換熱器預(yù)冷不均而導(dǎo)致的漏失58.23①啟甲烷機(jī),調(diào)整乙烯、丙烯壓縮機(jī)負(fù)荷;②調(diào)配甲烷系統(tǒng)混合冷劑配比、系統(tǒng)溫度及壓力;③待其余系統(tǒng)穩(wěn)定后緩慢關(guān)開工線,調(diào)節(jié)BOG流量,降低LNG儲罐壓力;④調(diào)節(jié)冷箱,開始提量①注意混合冷劑配比及甲烷系統(tǒng)冷卻出液情況;②注意丙烯、乙烯壓縮機(jī)負(fù)荷調(diào)整該階段LNG產(chǎn)品出液后視為啟機(jī)成功

3 問題分析與處理

根據(jù)以上開工復(fù)產(chǎn)綱要，在嚴(yán)格遵循時間節(jié)點前提下預(yù)設(shè)工作，可以有效提高開工準(zhǔn)備聯(lián)動性，充分發(fā)揮各部門效率，使開工復(fù)產(chǎn)工作計劃性、周期性進(jìn)行。四日一個工作周期的設(shè)定能科學(xué)劃分各階段工作重點，在投用前安全檢查(PSSR)表等體系幫助下分割完成龐大工作量，并做到碰頭會議量少質(zhì)精(碰頭會根據(jù)開工節(jié)點，四日一次)，有效優(yōu)化工作時間，充分提高工作效率[11]。

在此，對2015～2017年該廠由開工準(zhǔn)備到開機(jī)復(fù)產(chǎn)完成全過程的問題做描述性分析，見表3a～表3c。

表3a 2015年開工復(fù)產(chǎn)問題匯總Table3a Problemssummaryofstartandresumptionproductionin2015問題類型細(xì)節(jié)記錄開工影響/停機(jī)風(fēng)險處理方式效果檢修延誤丙烯冷凝器清垢、補(bǔ)焊后多次打壓仍漏強(qiáng)氬弧焊修補(bǔ)較好設(shè)備故障高壓貧液泵啟動時機(jī)械密封損壞中更換備件較好備料不足反復(fù)多次啟機(jī)以至于冷劑不足,延誤工期中避免多次啟機(jī),做足物質(zhì)計劃較好泄漏蒸發(fā)器預(yù)冷不均導(dǎo)致封頭冷劑泄漏中冷緊、充分預(yù)冷冷緊無效、需充分預(yù)冷

由表3a可知，因2015年距工程竣工時間較近，儀表、設(shè)備較新，所以故障率低，暴露問題較少。所發(fā)生的問題均為人為操作、管理經(jīng)驗有限，對工藝穩(wěn)定性和設(shè)備使用規(guī)律不熟悉，工作安排和協(xié)調(diào)性欠缺導(dǎo)致。

由表3b可知，2016年由于設(shè)備設(shè)施使用年限增加。密封墊老化、設(shè)備缺陷等問題相繼暴露，加上設(shè)備設(shè)施維護(hù)經(jīng)驗上的疏忽，誘發(fā)了因為循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕導(dǎo)致的乙烯變頻器水冷柜阻塞和乙烯壓縮機(jī)電機(jī)因開機(jī)震動而掉線等事件[12]。同時首次出現(xiàn)開機(jī)過程中三機(jī)組通訊斷線這一嚴(yán)重儀表故障。充分證明開工復(fù)產(chǎn)方案應(yīng)根據(jù)設(shè)備設(shè)施使用年限和其他情況進(jìn)行動態(tài)變化。

表3b 2016年開工復(fù)產(chǎn)問題匯總Table3b Problemssummaryofstartandresumptionproductionin2016問題類型細(xì)節(jié)記錄開工影響/停機(jī)風(fēng)險處理方式效果泄漏過濾器密封墊老化導(dǎo)致天然氣泄漏弱切換后更換密封墊根治泄漏低溫泵預(yù)冷不均介質(zhì)泄漏中充分預(yù)冷根治泄漏再生氣空冷器堵頭熱脹冷縮漏弱熱緊較好泄漏蒸發(fā)器預(yù)冷不均導(dǎo)致封頭冷劑泄漏中充分預(yù)冷較好設(shè)備缺陷空壓機(jī)溫度高跳停,并影響PSA制氮強(qiáng)調(diào)節(jié)空壓機(jī)負(fù)荷不好設(shè)備故障高壓貧液泵啟動時機(jī)械密封損壞中啟動前負(fù)載端澆水冷卻根治電氣問題高壓貧液泵電機(jī)絕緣不合格,跳機(jī)中充分干燥較好電氣問題乙烯變頻器水冷柜阻塞強(qiáng)拆卸清理根治電氣問題乙烯壓縮機(jī)電機(jī)因開機(jī)振動而掉線,導(dǎo)致8次啟機(jī)失敗強(qiáng)拆蓋檢查根治儀表故障三機(jī)組通訊斷線強(qiáng)檢查線路較好

由表3c可知，2017年開工復(fù)產(chǎn)問題總體上較往年逐漸增多，其中儀表故障開始全面暴露。但隨著操控經(jīng)驗的積累，摸索出高壓貧液泵啟機(jī)前負(fù)載端澆水冷卻、低溫泵及蒸發(fā)器均勻預(yù)冷等經(jīng)驗方法，有效避免了因設(shè)備損壞和物料泄漏而導(dǎo)致的工期延誤。同時為工廠的停產(chǎn)檢修、工藝設(shè)備改造、備件優(yōu)選、儀器儀表保養(yǎng)、平穩(wěn)操控提供針對性意見。特別對于壓縮機(jī)啟動這一工廠難點，湖北500×104m3/d LNG工廠已從起初的反復(fù)嘗試30余次耗時6天提高到嘗試10次以內(nèi)耗時3天，有效減少了人員超勞和冷劑物料放空損耗[13]。開工復(fù)產(chǎn)方案的制定應(yīng)根據(jù)當(dāng)前工廠情況，并在上次停產(chǎn)檢修問題的指引下，吸取歷次開工復(fù)產(chǎn)教訓(xùn)，參照正常生產(chǎn)操控經(jīng)驗，進(jìn)行年度更新式的制定。

4 復(fù)產(chǎn)方案優(yōu)化

從歷次開工經(jīng)驗來看：設(shè)備方面，壓縮機(jī)特別是乙烯壓縮機(jī)啟動難度最大，需要多次反復(fù)嘗試，且每次嘗試失敗后都需系統(tǒng)泄壓至0.6 MPa，環(huán)境污染大，物料損耗多，增加現(xiàn)場操作人員工作量；工藝方面，換熱器預(yù)冷與冷箱提量調(diào)整難度最大，需兼顧LNG出液工期和工藝整體穩(wěn)定化開產(chǎn)提量，若開工方案不周全，開工提量各階段幅度過快，會導(dǎo)致工藝設(shè)備不穩(wěn)定，換熱器預(yù)冷不均漏失、冷箱溫度梯度不暢等多方面問題，甚至還會導(dǎo)致動設(shè)備損壞、混合冷劑配比不均而引起的冷箱溫場崩潰等嚴(yán)重問題；電氣儀表方面，變頻器操作和三機(jī)組等關(guān)鍵部位，聯(lián)鎖儀表探頭的搶修、調(diào)試等方面為開工難點，若前期檢查不周全，關(guān)鍵儀表在開工階段失靈很可能會誘發(fā)聯(lián)鎖，延誤開工進(jìn)程[14-16]。

表3c 2017年開工復(fù)產(chǎn)問題匯總Table3c Problemssummaryofstartandresumptionproductionin2017問題類型細(xì)節(jié)記錄開工影響/停機(jī)風(fēng)險處理方式效果調(diào)節(jié)失誤三機(jī)組干氣密封調(diào)試時間過長,啟動時間點過早導(dǎo)致氮氣供給吃緊中縮短試運調(diào)試時間,但根源為空壓機(jī)設(shè)計缺陷較好調(diào)節(jié)失誤脫水塔填料長時間未換導(dǎo)致脫水效果較差弱降低上游天然氣溫度,提高熱吹溫度較好設(shè)備缺陷空壓機(jī)溫度高跳停,并影響PSA制氮強(qiáng)調(diào)節(jié)空壓機(jī)負(fù)荷,事先更換空壓機(jī)過濾器不好設(shè)備故障導(dǎo)熱油泵靠背輪聯(lián)軸器損壞弱切換備用,更換零件,下步改為膜片式較好泄漏導(dǎo)熱油泵出口管線壓力表連接部因長期高溫和震動開裂泄漏弱切換備用,補(bǔ)焊較好泄漏冷箱熱脹冷縮和密封老化導(dǎo)致管線接口、人孔部位漏氮氣,誘發(fā)氮氣供給吃緊中應(yīng)定期更換密封墊并事先涂膠暫未考證儀表故障丙烯壓縮機(jī)通訊斷線強(qiáng)檢查線路,并緊固較好儀表故障甲烷壓縮機(jī)主副油泵切換不利強(qiáng)檢查線路,并重新接線根治儀表故障丙烯機(jī)油站出口閥自控響應(yīng)過慢導(dǎo)致供油總管壓力低報中啟油泵2臺,旁通手閥調(diào)節(jié)壓力較好儀表故障乙烯機(jī)控制面板系統(tǒng)誤報警弱待停產(chǎn)檢查軟件暫未考證

基于第2節(jié)所述開工復(fù)產(chǎn)方案及不同時間節(jié)點的工作量，結(jié)合該廠2015～2017年開工準(zhǔn)備到開機(jī)復(fù)產(chǎn)完成全過程問題，運用層次分析法做復(fù)產(chǎn)方案優(yōu)化，得出通用性技術(shù)要點，全面指導(dǎo)開工復(fù)產(chǎn)順利進(jìn)行。

層次分析法(AHP法)是將抽象化復(fù)雜問題通過決策分解為各個組成因素，在將因素與問題邏輯設(shè)定成具有分組型層次結(jié)構(gòu)的目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層，最后通過矩陣構(gòu)造，兩兩比較各因素間相互影響關(guān)系，從而量化問題組成因素，計算出各自在系統(tǒng)中的權(quán)重。根據(jù)其方法優(yōu)勢，首先確立開工復(fù)產(chǎn)方案優(yōu)化為目標(biāo)層；其次梳理出工作周期、安全環(huán)保、物料成本、人力資源4項影響開工復(fù)產(chǎn)關(guān)鍵性因素作為準(zhǔn)則層；最后根據(jù)歷年開工復(fù)產(chǎn)問題與操作經(jīng)驗進(jìn)行方案層制定[17]，完成結(jié)構(gòu)模型搭建，見圖2。具體步驟如下：

(1) 確定目標(biāo)層問題，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型。

(2) 兩兩比較打分，確定下層對上層的分?jǐn)?shù)。準(zhǔn)則層中各因素在決策者衡量標(biāo)準(zhǔn)下所占比重不一致，所以設(shè)數(shù)字1～9及其倒數(shù)作為標(biāo)度來定義與判斷矩陣。

(3) 層次合成計算及一致性檢驗

①計算一致性指標(biāo)CI：

(1)

式中： λmax為判斷矩陣的最大特征值。

②計算一致性比例CR：

(2)

當(dāng)CR<0.10時，認(rèn)為通過了一次性檢驗，否則應(yīng)作適當(dāng)修正。

(4) 計算權(quán)重向量W。層次分析法有3種計算方法求權(quán)重：算術(shù)平均法、幾何平均法、特征向量法。在此本文選用幾何平均法(方根法)。

(3)

乙烯壓縮機(jī)啟動方案確定各判斷矩陣及權(quán)重向量Wi如表4～表7所示。

以上各表一次性檢驗均通過。將不同方案各準(zhǔn)則要素的權(quán)重矩陣(表4)與各準(zhǔn)則要素的相對權(quán)重矩陣(表5～表8)Wi相乘，得到各方案層要素權(quán)重并排序(表9)。經(jīng)計算還能得到中間層要素權(quán)重并排序(表10)。

表4 A判斷矩陣Table4 AjudgmentmatrixAB1B2B3B4WiB111/3130.2115B21240.4681B3130.2341B410.0863

表5 B1判斷矩陣Table5 B1judgmentmatrixB1C1C2C3C4C5C6C7C8C9WiC111/53321/31/51/61/30.0493C2156421/51/230.1532C3131/21/31/61/71/50.0301C4111/21/71/61/40.0268C511/21/71/61/40.0358C611/51/51/30.0680C71310.2894C811/30.1818C910.1655

表6 B2判斷矩陣Table6 B2judgmentmatrixB2C1C2C3C4C5C6C7C8C9WiC1121/21/21/251/21/51/50.0611C211/31/31/341/21/51/50.0446C3111621/31/20.1213C41171110.1394C5171110.1394C611/71/51/60.0194C71110.1234C8110.1778C910.1735

表7 B3判斷矩陣Table7 B3judgmentmatrixB3C1C2C3C4C5C6C7C8C9WiC111/21/51/71/62431/70.0447C211/41/61/52341/60.0565C311156710.1928C41177710.2211C5177710.2130C611/41/21/70.0227C7121/40.0333C811/30.0268C910.1891

表8 B4判斷矩陣Table8 B4judgmentmatrixB4C1C2C3C4C5C6C7C8C9WiC111/32131/351/41/20.0744C215351/251/31/50.1227C311/331/441/61/20.0482C4111/431/71/60.0525C511/431/71/60.0344C6161/31/30.1519C711/41/40.0232C8110.2680C910.2246

通過層次分析法運算得出方案層權(quán)重排序，見表9。其中，提前進(jìn)行開工培訓(xùn)預(yù)演C9和提前采購備件C8權(quán)重遠(yuǎn)大于其他項，可見提前培訓(xùn)演練能在成本最省情況下有效提高開工復(fù)產(chǎn)效率，避免誤操作、調(diào)度不暢等多方面問題。提前采購備件能充分保障突發(fā)情況時工藝設(shè)備的搶修工作，全面提高應(yīng)急處置效率，避免因備件不足，維修不及時而造成的連鎖性事故和工期延誤。廠家及技術(shù)專家外協(xié)C7、全面檢查調(diào)試儀表C4、通訊線路檢查C5權(quán)重較為接近，上述三項能有效避免工廠設(shè)備設(shè)施老化而導(dǎo)致的儀表問題。根據(jù)當(dāng)前開工復(fù)產(chǎn)問題統(tǒng)計，下步應(yīng)針對性進(jìn)行儀表設(shè)備的年度常規(guī)性檢查。冷箱平穩(wěn)提量C3為開工復(fù)產(chǎn)基本原則，應(yīng)嚴(yán)格遵守。檢查更換機(jī)封、潤滑油、密封墊、皮帶C2也能有效避免相關(guān)設(shè)備問題，但由于檢查更換標(biāo)準(zhǔn)模糊，存在物料浪費現(xiàn)象。而低溫泵、換熱器充分預(yù)冷C1和冷劑壓縮機(jī)放空預(yù)冷C6物料浪費嚴(yán)重，環(huán)保問題突出。但因該工廠工藝設(shè)計與設(shè)備參數(shù)瓶頸，必須執(zhí)行上述操作才能保證開工復(fù)產(chǎn)順利進(jìn)行。此項目節(jié)能潛力巨大，下步可進(jìn)行工藝改進(jìn)與設(shè)備優(yōu)化。

表9 方案層權(quán)重排序Table9 Schemelayerweightordering方案層權(quán)重排序提前進(jìn)行開工培訓(xùn)預(yù)演C90.17991提前采購備件C80.15112廠家及技術(shù)專家外協(xié)C70.12883全面檢查調(diào)試儀表C40.12724通訊線路檢查C50.12575冷箱平穩(wěn)提量C30.11256檢查更換機(jī)封、潤滑油、密封墊、皮帶C20.07717低溫泵、換熱器充分預(yù)冷C10.05598冷劑壓縮機(jī)放空預(yù)冷C60.04199

表10 準(zhǔn)則層權(quán)重排序Table10 Criterionlayerweightordering準(zhǔn)則層權(quán)重排序安全環(huán)保B20.46811物料成本B30.23412工作周期B10.21153人力資源B40.08634

通過表10準(zhǔn)則層權(quán)重排序可知，開工復(fù)產(chǎn)方案的制定首先應(yīng)以安全環(huán)保為基準(zhǔn)，在安全生產(chǎn)前提下達(dá)到相關(guān)工作物料使用最省、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。其次工作的安排應(yīng)進(jìn)行合理的周期性預(yù)算，并基于預(yù)計工作量與突發(fā)問題處置情況開展人力資源配置工作，高效穩(wěn)定地推進(jìn)開工復(fù)產(chǎn)工作有序進(jìn)行[18-20]。

綜上所述，LNG工廠應(yīng)根據(jù)自身工藝特點與設(shè)備瓶頸進(jìn)行針對性開工復(fù)產(chǎn)方案的制定。在歷年開工復(fù)產(chǎn)問題幫助下，依據(jù)生產(chǎn)運行經(jīng)驗進(jìn)行年度開工復(fù)產(chǎn)工作節(jié)點的動態(tài)調(diào)整。基于此，提出通用性復(fù)產(chǎn)方案優(yōu)化建議：

(1) 結(jié)合湖北500×104m3/d LNG工廠國產(chǎn)化示范工程工藝設(shè)備特點，維持原開工復(fù)產(chǎn)綱要不變。

(2) 將開工培訓(xùn)預(yù)演提前至開工復(fù)產(chǎn)運行時間節(jié)點表順序1中，并進(jìn)行關(guān)鍵崗位的抽查考試。

(3) 停工檢修期間添加進(jìn)行儀器儀表的全面調(diào)試和通訊線纜全面排查工作。

(4) 加強(qiáng)庫房備品備件管理，建立動態(tài)臺賬，并根據(jù)設(shè)備設(shè)施運行年限進(jìn)行備品備件預(yù)測性采購。

(5) 針對壓縮機(jī)需放空預(yù)冷瓶頸，進(jìn)行一次性啟動方案摸索和相關(guān)工藝設(shè)備改造。

(6) 模擬核算低溫泵、換熱器預(yù)冷速度與溫場變化規(guī)律，制定合理預(yù)冷方案，杜絕因熱脹冷縮而導(dǎo)致的物料泄漏。

(7) 與相關(guān)LNG工廠進(jìn)行開工復(fù)產(chǎn)經(jīng)驗交流，運用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)專家遠(yuǎn)程外協(xié)，節(jié)約資金。

(8) 優(yōu)化廠家到廠檢查與現(xiàn)場搶修等工作下的人力資源調(diào)配。

(9) 嚴(yán)格執(zhí)行開工節(jié)點安排與工作量規(guī)劃，可根據(jù)細(xì)節(jié)問題進(jìn)行順序微調(diào)。

5 結(jié) 論

不同工藝設(shè)計下的LNG工廠的能耗與造價各不相同，且開工復(fù)產(chǎn)難點與問題也不同。開工復(fù)產(chǎn)工作的順利與否是衡量工程設(shè)計完備性、設(shè)備設(shè)施制造合理性和相關(guān)技術(shù)人員素質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。運用AHP法可將模糊定性的現(xiàn)場問題匯總量化為科學(xué)權(quán)重，有效解決因數(shù)據(jù)不足、量化標(biāo)準(zhǔn)不一而造成的分析瓶頸，梳理開工復(fù)產(chǎn)方案，降低了復(fù)產(chǎn)工作風(fēng)險。湖北500×104m3/d LNG工廠國產(chǎn)化示范工程經(jīng)多次開工復(fù)產(chǎn)工作的檢驗，證明工藝設(shè)計可靠，設(shè)備設(shè)施質(zhì)量優(yōu)良。本文研究性結(jié)論及創(chuàng)新點如下：

(1) 湖北500×104m3/d LNG工廠制冷循環(huán)長，工藝流程復(fù)雜，換熱器及其動設(shè)備較多，儀表及自控系統(tǒng)連貫性大。若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會拖延整體開工進(jìn)度，延誤出液期。

(2) 開工準(zhǔn)備與開工復(fù)產(chǎn)工作量大，連貫性強(qiáng)。需合理制定工作計劃并嚴(yán)格執(zhí)行，不能為趕工而省略檢查準(zhǔn)備工作。同時，需加強(qiáng)開工復(fù)產(chǎn)準(zhǔn)備綱要的培訓(xùn)與演練，確保突發(fā)情況的應(yīng)急處置。

(3) 開工復(fù)產(chǎn)問題與設(shè)備設(shè)施使用年限成正比，開工復(fù)產(chǎn)方案的制定應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前工廠情況在上次停產(chǎn)檢修問題指引下，吸取歷次開工復(fù)產(chǎn)教訓(xùn)，參照正常生產(chǎn)操控經(jīng)驗，進(jìn)行年度更新式的制定。

[1] 張立艷. LNG生產(chǎn)工藝探討[J].遼寧化工, 2013,19(9):1153-1156.

[2] 曹文勝, 魯雪生, 顧安忠. 我國LNG工廠的生產(chǎn)流程介紹[J]. 天然氣工業(yè), 2005, 25(5): 100-102.

[3] 李青平, 孟偉, 張進(jìn)盛, 等. 天然氣液化制冷工藝比較與選擇[J]. 煤氣與熱力, 2012, 32(9): 4-10.

[4] 朱建魯, 李玉星, 王武昌, 等. 海上天然氣液化工藝流程優(yōu)選[J]. 天然氣工業(yè), 2012, 30(3): 98-104.

[5] 劉永清. 我國首座百萬噸級LNG工廠成功投產(chǎn)運行[J]. 天然氣與石油, 2014, 27(4): 78-78.

[6] 李瑩珂, 蒲黎明, 周澤乾, 等. LNG工廠中的BOG處理工藝淺析[J]. 廣東化工, 2014, 41(14): 185-186.

[7] 尹彬, 馮文斌, 程松民, 等. LNG工廠建設(shè)及運行安全管理[J]. 化工管理, 2016, 18(16): 148-152.

[8] 劉崇明, 姚舜, 李成. 廣州乙烯裝置復(fù)產(chǎn)開工方案優(yōu)化及問題處理[J]. 乙烯工業(yè), 2000, 42(2): 36-40.

[9] 蒲黎明, 李瑩珂, 劉家洪, 等. 湖北500萬方/天LNG工廠國產(chǎn)化示范工程主要技術(shù)方案選擇[J]. 廣東化工, 2014, 41(14): 191-192.

[10] 彭武勝, 王繼光. LNG工廠“中國造”[J]. 中國石油石化, 2014, 27(18): 60-61.

[11] 楊燁. 數(shù)字化LNG工廠建設(shè)與應(yīng)用[J]. 天然氣與石油, 2015, 33(5): 66-69.

[12] 楊燁, 何驍. LNG工廠停產(chǎn)狀態(tài)下循環(huán)冷卻水腐蝕性研究[J]. 石油與天然氣化工, 2016(1): 102-106.

[13] 羅斐. LNG工廠冷劑壓縮機(jī)運行方案優(yōu)化經(jīng)驗[J]. 天然氣與石油, 2016, 34(4) : 106-109.

[14] 王恒卓. LNG工廠冷劑壓縮機(jī)試車方案探討[J]. 石油和化工設(shè)備, 2015, 27(4): 43-45.

[15] 胡建洲. 國產(chǎn)大型LNG 循環(huán)冷劑壓縮機(jī)試運行淺析[J]. 天然氣與石油， 2014， 32(6)： 107-108.

[16] 洪志國, 李焱, 范植華, 等. 層次分析法中高階平均隨機(jī)一致性指標(biāo)(RI)的計算[J]. 計算機(jī)工程與應(yīng)用, 2002, 38(12): 45-48.

[17] 鄧雪, 李家銘, 曾浩健, 等. 層次分析法權(quán)重計算方法分析及其應(yīng)用研究[J]. 數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識, 2012, 42(7): 93-100.

[18] 王衍東, 顧潔, 胡斌. 基于AHP的實用中長期電力負(fù)荷預(yù)測綜合模型[J]. 華東電力, 2005, 33(1): 28-31.

[19] 何沙, 吉安民, 姬榮斌, 等. 基于AHP-最小判別的逐級判別模型的石油企業(yè)安全應(yīng)急能力評價[J].中國安全科學(xué)學(xué)報, 2011, 21(2): 41-47.

[20] 申文靜. 利用層次分析法評價油氣運聚單元[J]. 中國石油勘探, 2010, 15(3): 45-50．