基于數(shù)字技術的預知檢修“護航”石化行業(yè)生產(chǎn)安全

余平羔

數(shù)字技術有效地提高了石化設備檢修維護的效率、安全性及智能化水平，保障了石化行業(yè)的生產(chǎn)安全與生產(chǎn)效益，使得石化行業(yè)能夠更加可靠、高效地運營，是石化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要引擎

近年來，石油化工行業(yè)作為支撐現(xiàn)代工業(yè)體系的關鍵領域之一，也在數(shù)字技術的引領下煥發(fā)出嶄新的活力。如今，數(shù)字技術在石油化工行業(yè)設備檢修領域的影響和價值越發(fā)凸顯，5G、人工智能（AI）、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、數(shù)字孿生等數(shù)字化技術被廣泛應用于石化設備檢修及改造的方方面面，在提高檢修效率和保障生產(chǎn)安全方面起到了關鍵作用。

依托數(shù)字技術的預知檢修對在石化設備的重要性

石油化工行業(yè)作為一種典型的流程型行業(yè)，通常采用大規(guī)模生產(chǎn)模式，其產(chǎn)品和工藝流程比較固定，同時具有生產(chǎn)工藝技術復雜、設備運行條件苛刻（高溫高壓、易燃易爆、連續(xù)生產(chǎn)）、裝置大型化、安全防護要求高、反應介質(zhì)物料較危險、生產(chǎn)裝置精密性強且管理難度大等特點，即使是一些小規(guī)模的事故，也可能會迅速蔓延，進而影響整個生產(chǎn)系統(tǒng)，甚至引發(fā)災難性事件。而且，受生產(chǎn)模式的影響，石油化工行業(yè)一旦出現(xiàn)短期生產(chǎn)延誤，就有可能造成數(shù)百萬元的損失。一些石化企業(yè)為了減少恢復生產(chǎn)所需的設備調(diào)試費用以及保障正常生產(chǎn)所需的設備檢修費用，在石化設備檢修維護方面多以故障維修為主、預防維修為輔，在故障維修方面常常采用“隨壞隨修”的模式，不僅容易對石化設備帶來難以挽回的損害，還容易造成石化設備“失修”問題；在預防維修方面，由于缺乏準確、科學的維修周期依據(jù)，往往會造成石化設備“過修”問題。

目前，國際先進石化企業(yè)的設備管理方式已經(jīng)由故障維修轉變?yōu)轭A防維修，通過應用數(shù)字技術、工具和裝備監(jiān)測檢測設備，成功邁入現(xiàn)代設備管理階段。美國康菲石油公司、英國石油公司、俄羅斯盧克石油公司等頭部石化企業(yè)的項目建設和運營都得益于數(shù)字化技術的支撐。

可見，實施以預知維修為導向的石化設備管理方式，是確保石化裝置設備安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、長周期運行的基礎，也是石油化工行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵，而這依賴于日新月異的數(shù)字技術。我國石油化工行業(yè)數(shù)字化起步較晚，但隨著5G、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、系統(tǒng)集成、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術的飛速發(fā)展，積極進行數(shù)字化、智能化轉型已經(jīng)成為石油化工行業(yè)發(fā)展的高度共識。數(shù)字技術的發(fā)展與應用為石油化工行業(yè)的轉型發(fā)展提供了關鍵動力，也為石化設備實施以預防維修為導向的檢修維護模式提供了重要支撐。比如，石化企業(yè)利用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠?qū)κO備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，傳感器可以監(jiān)測石化設備的溫度、壓力、振動等關鍵參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至中央數(shù)據(jù)庫，使工程師可以時刻掌握石化設備的運行狀況，為石化設備的預防維修提供依據(jù)。

以大型壓縮機檢修和乙烯裂解爐技改為例。在大型壓縮機的檢修中，工程師利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術，可以實時監(jiān)測大型壓縮機的振動情況，預測軸承壽命，并合理安排維護；利用虛擬現(xiàn)實技術，可以準確模擬大型壓縮機拆卸和安裝的操作過程，降低操作風險；利用數(shù)字孿生技術，則可以模擬大型壓縮機的運行，從中分析可能的故障情況，優(yōu)化維修計劃。在乙烯裂解爐的技改中，工程師利用數(shù)字化技術，可以模擬不同工藝參數(shù)下的爐內(nèi)情況，從而優(yōu)化技改方案；利用數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控爐內(nèi)溫度、壓力等指標，預測潛在問題，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性。

基于數(shù)字技術的預知檢修在石化設備檢修中的優(yōu)勢

數(shù)字技術在石化設備檢修中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在優(yōu)化計劃、過程智能化、設備健康監(jiān)測與預測性維護等三個方面。

首先，數(shù)字技術能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和分析，從而精確優(yōu)化石化設備的檢修計劃，提高資源的利用效率和設備的生產(chǎn)效率，減少設備的停工時間。傳統(tǒng)“隨壞隨修”方式常常會造成長時間的停工，而基于數(shù)字化技術的預知維修方式則能夠依據(jù)石化設備實際運行的各項數(shù)據(jù)，制定個性化的維修計劃，并結合石化設備當下的生產(chǎn)狀況，靈活調(diào)整維修時間，大幅縮短停工時間，還可以預測出生產(chǎn)周期中較為空閑的時段，將維修計劃安排在這些時間窗口內(nèi)，最大限度地減少生產(chǎn)中斷和資源浪費。

其次，數(shù)字技術能夠提高石化設備的檢修過程的智能化水平，使檢修操作更加精確、高效。工程師借助增強現(xiàn)實技術，可以在實際場景中獲取數(shù)字化信息，如操作步驟、參數(shù)等，避免了繁瑣的查閱手冊步驟，提高了操作的精確性；還可以借助虛擬現(xiàn)實技術進行操作模擬，快速熟悉操作流程，減少操作失誤的可能性；此外，數(shù)字技術還使得遠程支持變得更加容易，專家可以遠程指導工程師進行操作，進一步降低石化設備的檢修風險。

最后，數(shù)字技術能夠?qū)崿F(xiàn)設備健康監(jiān)測和預測性維護，從而提前識別石化設備存在的問題，減少停工時間和降低維修成本。工程師利用相關的數(shù)字技術可以實時監(jiān)測石化設備的運行數(shù)據(jù)，以便及早發(fā)現(xiàn)異常情況并及時采取措施；還可以利用數(shù)字技術分析歷史數(shù)據(jù)，識別石化設備的異常模式，預測可能出現(xiàn)的故障，并在故障發(fā)生之前就采取措施進行處理；同時，數(shù)字化平臺還能為維修決策提供數(shù)據(jù)支持，工程師可以基于實際數(shù)據(jù)制定維護計劃，減少主觀判斷的影響，提高檢修維護的準確性。

總的來說，在石化設備檢修維護方面引入數(shù)字技術，能夠有效降低事故風險，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)化管理，最終保障石油化工行業(yè)生產(chǎn)安全。從風險角度來說，數(shù)字技術支撐以預知維修為導向的石化設備檢修維護管理方式，一方面可以通過實時監(jiān)測和預警，減少危險事故的發(fā)生；另一方面可以通過操作模擬和遠程指導，降低石化設備檢修維護過程中的操作風險，延長石化設備的使用壽命。從生產(chǎn)角度來說，基于數(shù)字技術的預知維修方式可以根據(jù)實際生產(chǎn)計劃及設備狀態(tài)，靈活調(diào)整檢修維護周期，避免不必要的停工，有效提高生產(chǎn)效率；同時，石化設備因故障而停工的概率大大減小，意味著大多數(shù)石化設備能夠穩(wěn)定、安全、長周期運行，確保生產(chǎn)效益最大化。從管理角度來說，數(shù)字技術的應用不僅能夠為工程師提供石化設備檢修維護的數(shù)據(jù)依據(jù)，還能夠為企業(yè)管理層提供戰(zhàn)略決策的制定依據(jù)，從而推動管理方式由流程驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動轉變，提高生產(chǎn)運行的精細化水平，進一步降低生產(chǎn)成本和風險，獲取更多經(jīng)濟效益。

（作者單位：浙江石油化工有限公司）