看看鎮(zhèn)海煉化的大國重器

○ 文／張凌志 華 赟 陳 燕／本刊記者 趙 玥

擁有全球最大加氫反應(yīng)器，標(biāo)志著鎮(zhèn)海煉化開啟跨越升級高質(zhì)量發(fā)展新征程。

高度超過70米，約20多層樓高，直徑超過5米，占地面積約3.42萬平方米，主要設(shè)備447臺。這是鎮(zhèn)海煉化剛剛正式完成中交的沸騰床渣油加氫裝置。

這套“巨無霸”裝置內(nèi)的兩個反應(yīng)器重量均超過2400噸，創(chuàng)造了全球最重反應(yīng)器的紀(jì)錄，可將渣油“吃干榨凈”。其制造工藝和復(fù)雜性突破了同類型加氫反應(yīng)器的紀(jì)錄，堪稱“大國重器”。

●鎮(zhèn)海煉化沸騰床渣油加氫裝置在進(jìn)行最后的安裝調(diào)試。 攝影/高君

綠色發(fā)展

鎮(zhèn)海煉化沸騰床渣油加氫裝置，是中國石化首套260萬噸/年沸騰床渣油加氫裝置——“六大項目群”龍頭裝置，也是國內(nèi)煉化企業(yè)中的第二套。

渣油作為原油經(jīng)過煉制后的末端產(chǎn)品，雜質(zhì)含量高、黏度高，是原油中最難利用的重質(zhì)組分。因此，各大煉油企業(yè)都在追求渣油的最大化轉(zhuǎn)化。

而能讓渣油搖身一變成為清潔油品的，靠的就是這套加氫裝置。

隨著加氫處理工藝的地位越來越重要，煉油裝置的氫氣需求量越來越大。據(jù)測算，僅國V到國VI油品的耗氫量就增加了5%以上，國III到國VI耗氫量增加了60%。

據(jù)鎮(zhèn)海煉化介紹，公司的重油加工方向以焦化路線為主，結(jié)構(gòu)較為單一，如何平衡渣油庫存一直是公司的生產(chǎn)瓶頸。

為了實現(xiàn)油品升級，提升企業(yè)競爭力，他們針對煉油老區(qū)新上了這套沸騰床渣油加氫裝置，增加了減壓渣油轉(zhuǎn)化能力。

記者了解到，與傳統(tǒng)的固定床渣油加氫裝置相比，沸騰床裝置原料油劣質(zhì)化程度高、工藝過程中焦炭產(chǎn)出較少，產(chǎn)品更為環(huán)保。

按照每年開工8400小時計算，該套裝置一年能夠處理260萬噸渣油，將這些重質(zhì)渣油轉(zhuǎn)化為汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)化產(chǎn)品，提高輕油收率，實現(xiàn)石油資源的最大化利用。通過高效深化轉(zhuǎn)化來提高產(chǎn)品的附加值，將進(jìn)一步提升鎮(zhèn)海煉化的競爭力。

為了推動綠色發(fā)展，鎮(zhèn)海煉化從源頭規(guī)劃清潔生產(chǎn)，采用全加氫煉油工藝流程，推行全生命周期的設(shè)備壽命管理，按原油實際加工量2200萬噸/年計算，加氫工藝路線可減少污水量55萬噸/年。

裝置投產(chǎn)后，氫氣資源富裕，將有利于提高加氫負(fù)荷，柴油硫含量可由8ppm降低至5ppm，遠(yuǎn)低于國標(biāo)要求的10ppm，排放更環(huán)保。

2016年開始，鎮(zhèn)海煉化投入近150億元實施以清潔生產(chǎn)為目標(biāo)“六大項目群”建設(shè)，包括老區(qū)結(jié)構(gòu)調(diào)整項目群、油品質(zhì)量升級項目群、管線隱患治理項目群、儲運(yùn)系統(tǒng)提升項目群、公用工程提升項目群、其他提標(biāo)增效項目群，走出了一條“代價小、效益好、低排放、可持續(xù)”的發(fā)展道路。

數(shù)字工廠

現(xiàn)場裝置建成交付只算是“物理交付”，在項目管理部負(fù)責(zé)數(shù)字化工廠建設(shè)的龐修海的眼里，更在意的是“數(shù)字化交付”。

“此次渣油加氫項目全面數(shù)字化交付是國內(nèi)第一套真正意義上的數(shù)字化交付?！饼嬓藓８嬖V記者。所謂“真正意義”，就是在數(shù)字化建設(shè)基礎(chǔ)上將設(shè)計、采購、施工、試車、管理的數(shù)字化信息與物理工廠同步交付，為裝置的運(yùn)行、維護(hù)、動改等提供結(jié)構(gòu)化和可視化的基礎(chǔ)，進(jìn)行資產(chǎn)全生命周期管理。

“不是你給我一個最終數(shù)據(jù)包就完事兒，而是從現(xiàn)場裝置打下第一根樁開始，數(shù)字化和現(xiàn)實性一齊交互建設(shè)。”龐修海解釋道。物理工廠與數(shù)字工廠建設(shè)同步成長，通過對渣油加氫反應(yīng)器、壓縮機(jī)等主要設(shè)備模型數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)化，實現(xiàn)數(shù)字工廠中設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實際保持一致。

該裝置正引領(lǐng)數(shù)字化工廠的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是國標(biāo)編制——國家石油化工工程數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)出臺前的一次重要應(yīng)用。鎮(zhèn)海煉化早在2013～2016年編制了有關(guān)數(shù)字化交付的總體方案，2016～2018年驗證國標(biāo)，2017～2019年應(yīng)用試點，2018～2020年成套應(yīng)用。

2015年，鎮(zhèn)海煉化在系統(tǒng)內(nèi)率先打造算山碼頭三維建模。2017年，開始在已建乙烯區(qū)域進(jìn)行管線、管廊三維建模。他們從裝置邊界開始對整條管線進(jìn)行激光掃描，根據(jù)掃描結(jié)果，構(gòu)建能清晰顯示閥門、彎頭、法蘭等部件的三維模型。接著，對管線介質(zhì)、走向等信息進(jìn)行整理，最后再整理管線的直徑、壁厚和材質(zhì)等屬性數(shù)據(jù)，與設(shè)備管理系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。

值得一提的是，利用數(shù)字化，這套加氫裝置在工程管理上實現(xiàn)了多種突破。

由于施工承建方不盡相同，一天兩萬余人次，竟有八成來自百余家其他企業(yè)。為了保證質(zhì)量，工程質(zhì)量管理系統(tǒng)、管道焊接管理系統(tǒng)兩個系統(tǒng)成為工程質(zhì)量管理的信息化工具。

據(jù)鎮(zhèn)海煉化介紹，管道焊接是工程質(zhì)量管理的重中之重，必須萬無一失。因此，質(zhì)監(jiān)人員在手機(jī)客戶端上點開裝置的3D模型，任何一條管線的材質(zhì)、焊接信息、人員資料清清楚楚。

與沸騰床這個世界上最大噸位2400噸的鍛焊結(jié)構(gòu)加氫反應(yīng)器相連的，是目前國內(nèi)同類裝置中口徑和厚度最大最厚的奧氏體不銹鋼管道。

“普通焊接管子一指厚，咱焊這管道可足足有一個手掌的厚度?！睕]有一個焊工在第一次走進(jìn)渣油加氫裝置建設(shè)現(xiàn)場時不為此感嘆。

由于施工難度隨著管道壁厚變厚而成倍增加，加之該壓力容器壓力高達(dá)20MPa、反應(yīng)溫度430℃，其質(zhì)量控制在國內(nèi)還無先例可循。

為此，早在兩年前渣油加氫裝置在東海岸打下第一根樁時，項目管理部早已提前組織各方進(jìn)行焊接工藝新方法的試驗，果斷轉(zhuǎn)變焊接工藝思路。

“顛覆傳統(tǒng)是最難的，一開始有不少爭議?！辟|(zhì)量管理人員透露。

焊接一次檢測合格率達(dá)到99.38%，標(biāo)志著管道安裝階段施工瓶頸的重要突破。

當(dāng)前，中國煉油石化工業(yè)處于“十三五”結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級發(fā)展關(guān)鍵階段，推進(jìn)煉化企業(yè)智能化工廠步伐已勢在必行。今年4月，第二屆中國煉油石化科技智能化大會在寧波召開，鎮(zhèn)海煉化公司代表、黨委書記張玉明在致辭中表示，鎮(zhèn)海煉化已經(jīng)開啟了跨越升級高質(zhì)量發(fā)展的新征程。