基于风险的石化动设备智能维修决策研究

发布时间：2020-11-04 03:24

　　 石油化工生产在我国国民经济发展中具有重要的作用,但其工艺介质具有易燃、易爆、毒性的特点,一旦设备发生事故,不仅造成巨大的经济损失,而且还会影响到人身安全和环境,有时会造成无法估量的损失,甚至会给社会带来灾难性后果。所以采取有效的手段,预防事故的发生和提高设备的可靠性,对于石化企业意义重大。随着石化生产逐渐向大型化、复杂化和自动化方向发展,危险物质的数量和种类都在不断增加,因此对其生产设备的安全性、可靠性就提出愈来愈高的要求。设备维修是安全生产、提高产品质量和增加企业经济效益的重要保证。目前,石油化工企业维修成本占生产总成本的比例越来越高。因此,在确保安全和可靠的前提下,如何有效地降低维修成本,对维修进行有效地决策与优化,已经成为人们关注的焦点,也是目前迫切而且必须解决的问题。 与静设备相比,动设备一般故障率较高,为了保证整个生产系统的安全、平稳和可靠地运行,必须对动设备进行有效的维修管理,以确保石油化工企业的安全长周期运转。 本文在总结了各种先进的设备维修管理理念的基础上,对石化动设备维修决策方法进行了研究。具体研究内容主要包括以下几个方面: (1)基于风险的动态智能维修系统的建立 运用先进的计算机技术、网络技术、数据库技术,利用系统工程方法,建立了基于风险的动态智能维修系统。在此系统中,通过基于风险的维修决策指导智能监/检测,同时把智能监/检测与动态风险评价相结合,根据设备状态监测与故障诊断结果确定出设备的动态风险等级,实施风险预警。随着设备状态的变化,维修计划不断更新和调整,从而形成一个动态闭环智能维修系统。 (2)石化动设备重要度评价方法研究 设备重要度评价是维修资源合理分配的重要依据,把故障模式和影响分析方法引入设备重要度评价,并且针对设备重要度评价过程中的模糊性、不确定性和多因素的特点,建立了基于模糊综合评价方法的设备重要度评价模型。由于基于误差反向传播(BP:Back—propagation)算法的人工神经网具有很强的学习能力而且结构简单,把模糊综合评价方法与神经网络技术相结合。实例分析表明,该模型能够真实地反映出设备在生产中所处的地位,而且实现了设备重要度的智能评价。 (3)石化动设备视情维修周期优化研究 目前,视情维修对石化动设备是一种有效的维修方式。视情维修的成本是设备寿命周期费用的重要组成部分,因此,降低视情维修成本是维修管理追求的一个主要目标。在本研究中建立了视情维修成本优化模型。在模型中,首先提出了视情维修应用的判别条件,然后以单位时间内维修成本最低为目标,把潜在故障与功能故障之间的时间间隔引入维修成本优化模型中,针对故障发生的随机性,开发了蒙特卡罗计算机优化仿真流程。以一台离心泵为分析实例,结果表明:与优化前相比,可节省维修费用14,327元/年,取得明显的经济效益。 (4)基于风险的石化动设备维修决策方法研究、软件开发及工程应用 引入了风险评价理论,对石化动设备的维修决策过程进行了研究。建立了适合石化动设备的风险评价准则和基于风险的维修决策方法。以故障根本原因分析为依据,提出故障根治维修措施。 依据基于风险的石化动设备维修决策的研究成果,开发了计算机辅助分析软件。结果表明,与传统的人工决策方式相比,该软件实现了维修分析决策过程的规范化和流程化,大大提高了维修决策的效率和有效性。 将基于风险的石化动设备维修决策方法在中石化某乙烯厂进行了工程应用。对乙烯装置141台动设备先后进行了故障模式分析、风险评价和根本原因分析,共得到549种故障模式,高风险故障模式有67个,占12%。依据基于风险的维修决策流程,提出根治维修和状态监/检测建议。应用结果表明,该方法对企业的维修资源进行了合理的分配,充分考虑了生产的安全性与经济性,提高了维修的效益。
【学位单位】：北京化工大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH17
【部分图文】：

后维修基础上发展起来的维修与管理模式。它首先预测设备故障，通过周期性的检查和分析来制订维修计划的管理方法，在故障之前采取措施，减少了非计划停车损失，这种维修方式被世界各国普遍接受和采用。预防维修过程如图1一4所示[5]，图中，Pl为预防维修时刻点，PZ为故障发生时刻点。当时，有两大体系共存:一是以前苏联为代表的计划预修体制，另一个是以美国为代表的预防维修体制。这两大体制本质相同，都是以摩擦学为理论基础，但在形式和做法上略有所不同，基本上属于TBM(Time BasedMaintenanee)，即以时间为基础的维修范畴。靡新设备的性能、\\\\}‘厂-\\已马日测顶故—..~猫提前修理时间图1一4预防维修过程Fig.1一 4TheProeessofPreventivemaintenance预防维修的优点是可以有准备、有计划地安排维修活动，减少非计划停车损失。定期预防维修适合于故障率随时间增大的故障模式

本研究采用智能监/检测管理平台对状态监测进行管理，它集数据采集、分析、信息诊断功能于一体，由数据采集(网络化智能分析诊断信息平台和状态监/检测)、动态工况数据库和故障诊断组成，如图2一4所示。故障模式和原因分析、风险评价信 信息采集 集 便 便携式 式 _____。_.巡检仪指令 令 目目划锐刮口口口月卜一-.一一一 理理翌竺卡颤一 一净净斗斗洲 洲 洲洲洲一 一一 一 一一 一 一一 一 一一 一 一一 一 一一 智能诊断分析斗一传像原既今卫鲜翌塑些…图2一4智能监/检测Fig.2一 4Theintelligentmonitorin幼nsPeetion(l)信息采集信息采集主要是通过状态监测得到设备运行的各种状态参数。动设备的状态监测参数以振动参数为主，介质的温度、压力、流量等工艺参数和电机的电流、电压参数为辅助监测参数。信息采集系统可分为对机泵群巡检系统和对大机组的实时在线监测系统。对机泵采用巡检系统时，由智能监/检测管理系统发出指令，巡检系统可以按设备位号、设备类型、结构型式、测点、监测参数、监测周期、监测路径、使用仪器等进行组态

(2)动态风险评价动态风险评价首先根据基于风险的维修决策中的故障模式静态风险评价准则进行风险评价，然后再结合设备状态，进行动态风险评价。评价过程如图2一6所示。静态风险为三个等级:H(高)、M(中)和L(低)，评价准则见第五章。在动态风险评价中，以静态风险评价结果为依据，动态风险等级随着设备状态的变化不断升级，依次为H(高)一HH(高高)，M(中)一MH(中高)一H(高)，L(低)一M(中)一LH(低高)，动态风险等级如表2一6所示。表2一6动态风险等级静态风险等级动态风险等级l2H(高)M(中)L(低)HH(高高)MH(中高)M(中)HH(高高)H(高)LH(低高)
【引证文献】

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本文编号：2869539