在线自动定点测厚系统在常减压装置中的应用v1-.doc

自动在线定点测厚系统在常减压装置中的应用（范明新，中国石化青岛石油化工有限责任公司，山东青岛市266043）摘要：在线定点测厚是监测均匀腐蚀和冲刷腐蚀最常用而有效的技术手段，是类似于动设备大机组状态监测的设备及管道腐蚀状态监测方法。针对传统手工实施在线定点测厚过程存在的问题，中国石化青岛石油化工有限责任公司成功建立了常减压装置在线定点测厚物联网，实现了在线定点测厚的自动化，保证了测厚数据的正确性和连续性，并使在线定点测厚布点真正覆盖需要部位。本文介绍了该系统的总体技术架构，常减压装置在线定点测厚布点方案及系统起到实际作用。关键字：物联网，定点测厚，在线定点测厚，常减压装置，防腐据统计，约41%的炼化生产装置设备事故是由腐蚀引起的。出于技术和经济性的原因，炼化生产装置设备及管道存在腐蚀是必然的，关键是如何能及时监控其腐蚀状态并消除事故隐患。特别是在加工原油劣质化或原料成分多变的趋势下，如何及时掌握生产装置设备及管道的腐蚀变化趋势和规律，并预先采取防腐措施，是企业急需解决的重大技术问题，关系到生产装置能否安稳长满优运行。青岛石油化工有限责任公司是中国石化加工高酸原油生产基地，目前原油加工能力为500万吨/年。为适应加工高酸原油的需要，工艺管道及设备进行了材质升级改造，但设备腐蚀仍然是影响生产装置长周期运行的主要因素。公司十分重视设备防腐工作，建立了较为完善的防腐管理体系，先后引进了腐蚀在线监测系统、原创腐蚀监测与管理决策系统，实现了全公司主要生产装置腐蚀监测、工艺防腐、设备防腐、防腐知识等一体化信息管理，自动实现防腐综合决策报告和设备寿命预警。为解决在线定点测厚实施存在的问题，2012年成功引进杭州原创软件有限公司研发的基于物联网的自动在线定点测厚系统，成功建立了常减压装置在线定点测厚物联网，对其主要工艺管道的腐蚀状态实现了动态监测，并自动融入了公司腐蚀监测与管理决策系统。1 手工定点测厚存在的问题根据国内外炼化企业设备防腐管理经验1，设备及管道测厚，特别是在线定点测厚是监测均匀腐蚀和冲刷腐蚀最常用而有效的技术手段，是类似于动设备大机组状态监测的设备及管道腐蚀状态监测方法。中国石化、中国石油等十分重视在线定点测厚工作,中国石化特制定了加工高含硫原油装置设备及管道测厚管理规定2。各炼化企业也十分重视这项工作，根据自身企业生产装置设备及管道腐蚀情况开展定点测厚工作，布置了大量定点测厚点，少则数百点，多则几万点，对保证设备安全运行发挥一定作用。但是从技术和管理上，在线定点测厚存在以下问题：1) 测厚数据准确性较差。由于人工现场测厚一致性较差，无法保证每一次测厚仪探头在同一定点位置，且与设备或管道的表面垂直，常常导致所测数据与实际壁厚有较大差异，甚至出现后一次测得的壁厚数据比前一次还大的不准确情况。2) 在线高温测厚实施困难。特别是温度大于300的测厚部位，由于定点测厚点表面状况对测厚准确性影响很大，传统定点测厚前均需要对表面进行清理或打磨，因此，高温设备及管道现场处理十分困难，甚至无法实现。3) 高空作业现场测厚实施困难。有很多必须进行在线定点测厚监测的设备与管道部位，由于处于高空位置且没有操作平台，现场又不可能长期搭脚手架，因此，导致无法进行在定点测厚。4) 在线定点测厚需要专业检测人员，很多企业常常需要外委完成，人工现场在线定点测厚带来一定安全问题，此外，检测数据还需要人工输入有关系统。5) 由于定点测厚点多面广，在测厚点标记不醒目或不明确的地方，在测厚实施过程中经常会出现搞错测厚点位置，导致测厚数据完全不正确。2 自动在线定点测厚系统总体架构杭州原创软件有限公司研发的原创基于物联网的自动在线定点测厚系统是为解决炼化生产装置在线定点测厚存在的问题而研发的，系统采用最先进的波导传感技术和无线网络通讯技术，实现了在线定点测厚的自动化，保证了在线测厚数据的准确性，使在线定点测厚真正实现覆盖各需要监控的部位。此外，测厚数据将通过网络自动接入原创腐蚀监测与管理决策系统或企业EAM系统，避免管理人员测厚数据输入工作。2.1 原创自动在线定点测厚系统总体架构原创基于物联网的自动在线定点测厚系统主要有：带无线数据传输功能的原创在线定点测厚仪和原创在线定点测厚传感器，原创无线网关，原创无线中继，以及原创定点测厚管理系统软件组成，如图1所示。图1 原创自动在线定点测厚系统总体架构 原创在线定点测厚仪（CS-WOTG300）和原创在线定点测厚传感器（CS- WOTS230）是系统技术核心，基于超声波技术的测厚传感器，由高性能电池供电，安装在被测管道或设备的定点测厚部位进行定期测厚，通过其数据无线传输模块将测厚数据传到原创无线网关，最后传到腐蚀管理服务, 数据无线传输模块同时起到网络中继器的作用，实现自组网。 原创无线网关（CS-WGT200）：实现在线定点测厚无线物联网接入企业局域网服务网络。 腐蚀管理服务器：安装由测厚数据库、网关管理软件和原创定点测厚管理系统软件。本系统采用Oracle为测厚管理系统后台数据库，存储测厚数据；网关管理软件实现网关配置管理服务；而原创定点测厚管理系统软件则提供系统测点配置、数据分析决策、剩余寿命预警等功能。2.2 自动在线定点测厚系统技术指标 测厚传感器测量厚度范围380mm，测量灵敏度0.1mm； 被测量对象曲率半径50mm； 被测量设备壁温范围：-100600； 测厚数据采集频率5分钟，用户可设置； 测厚仪环境温度：-4080； 中继间距50米，最大400米； 系统防爆等级：ExidCT4； 原创在线定点测厚传感器寿命10年； 无线网关，一个无线网关可接入测厚探针数：100个。3 自动在线定点测厚布点方案常减压装置是炼油生产装置最主要的一次加工装置，其工艺管道及设备腐蚀状态受原油成分变化影响最直接，因此，首先选择该装置建设在线定点测厚物联网，实现自动在线定点测厚，以加强对该装置工艺管道腐蚀状态的监控。具体布点位置参照根据中国石化加工高含硫原油装置设备及管道测厚管理规定3+的原则要求，并结合我公司生产实际确定，共50个部位131个在线定点测厚点。具体部位见下列表：表1 常减压装置自动在线定点测厚布点表部位序号管道名称部位名称介质温度压力Mpa管道规格管道材质测厚点数1700-P-1054-1.6B5常压塔顶油气出口水平段常顶油气1250.225DN70020#42700-P-1054-1.6B5常压塔顶油气出口弯头常顶油气1250.225DN70020#43250-P-1056/1-1.6B5常顶水冷器E1301A出口弯头常顶油气500.21DN25020#44250-P-1056/2-1.6B5常顶水冷器E1301B出口弯头常顶油气500.21DN25020#45250-P-1056/3-1.6B5常顶水冷器E1301C出口弯头常顶油气500.21DN25020#46250-P-1056/3-1.6B5常顶入空冷前常顶油气500.21DN25020#47350-P-1054/1-1.6B5常顶水冷器E1301A入口弯头常顶油气1250.225DN35020#48350-P-1054/2-1.6B5常顶水冷器E1301B入口弯头常顶油气1250.225DN35020#49350-P-1054/3-1.6B5常顶水冷器E1301C入口弯头常顶油气1250.225DN35020#410250-P-1062-2.5B1常顶循抽出管廊段汽油1450.23DN25020#211250-P-1062-2.5B1常顶循抽出管廊段汽油1450.23DN25020#212250-P-1062-2.5B1常顶循P1106A入口弯头汽油1450.23DN25020#413250-P-1062/1-2.5B1常顶循P1106B入口弯头汽油1450.23DN25020#414200-P-1063-2.5B1常顶循P1106A出口弯头汽油1451.33DN200316L315200-P-1063/1-2.5B1常顶循P1106B出口弯头汽油1451.33DN20020#416150-P-1065-2.5B1常顶循热路阀组1汽油1451.33DN15020#317150-P-1065-2.5B1常顶循热路阀组2汽油1451.33DN15020#318200-P-1063-2.5B1常顶循冷路阀组1汽油1451.33DN20020#419200-P-1063-2.5B1常顶循冷路阀组2汽油1451.33DN20020#420700-P-1053-4.0L1常压炉转油线原油3750.28DN700316L复合板421200-P-1053/1-4.0L1常压炉出口弯头1原油3750.28DN200316L122200-P-1053/3-4.0L1常压炉出口弯头2原油3750.28DN200316L123200-P-1053/5-4.0L1常压炉出口弯头3原油3750.28DN200316L1241600-P-1106-4.0L1减压炉转油线常渣4000.1DN1600316L425350-P-1106/2-4.0L1减压炉出口弯头1常渣4000.1DN350316L126350-P-1106/4-4.0L1减压炉出口弯头2常渣4000.1DN350316L127250-P-1158-4.0L1P1115出口弯头减渣3802.55DN250316L128400-P-1157-4.0L1P1115入口弯头减渣3800.1DN400316L129200-P-1159-4.0L1减渣阀组减渣3802.55DN200316L130100-P-1079常一线P1103A出口柴油1941.89DN10020#331150-P-1078常一线P1103A入口弯头柴油1940.28DN15020#332100-P-1079常一线P1103A出口柴油1941.89DN10020#333150-P-1078常一线P1103A入口弯头柴油1940.28DN15020#334100-P-1079常一线控制阀组1柴油1941.89DN10020#435100-P-1079常一线控制阀组1柴油1941.89DN10020#436减顶挥发线入空冷前油气90负压DN25020#437减顶空冷E1136A出口油气70负压DN20020#338减顶空冷E1136B出口油气70负压DN20020#339减顶空冷E1136C出口油气70负压DN20020#340减顶空冷E1136D出口油气70负压DN20020#341200-P-1105/3减压炉四路进料常渣3602.2DN200316L142200-P-1105/4减压炉四路进料常渣3602.2DN200316L143200-P-1105/5减压炉四路进料常渣3602.2DN200316L144200-P-1105/6减压炉四路进料常渣3602.2DN200316L145150-P-1052/1常压炉六路进料闪底油2801.8DN150316L146150-P-1052/2常压炉六路进料闪底油2801.8DN150316L147150-P-1052/3常压炉六路进料闪底油2801.8DN150316L148150-P-1052/4常压炉六路进料闪底油2801.8DN150316L149150-P-1052/5常压炉六路进料闪底油2801.8DN150316L150150-P-1052/6常压炉六路进料闪底油2801.8DN150316L14 应用效果常减压装置自动在线定点测厚物联网建成后，解决了传统手工定点测厚实施过程中存在的问题，实时测厚数据自动输入公司腐蚀监测与管理决策系统，对装置主要工艺管道的腐蚀状态实现了动态监测。图2为其中一测定部位各定点测厚点实时壁厚展示图。系统的作用主要体现一下几方面：1) 实现了生产装置在线定点测厚的自动化，保证了各测点，特别是高温测厚点，测厚数据的正确性和连续性，对管道