余 雷

（中國石油化工集團(tuán)有限公司煉油事業(yè)部，北京 100728）

在煉油生產(chǎn)管理中，裝置平穩(wěn)運行管理是一項重要的基礎(chǔ)工作，裝置運行不穩(wěn)導(dǎo)致異常波動和非計劃停工，不僅影響經(jīng)濟(jì)效益，更易發(fā)生安全環(huán)保事故。近年來，安全環(huán)保和質(zhì)量升級等外部條件更加苛刻，隨著精細(xì)化管理水平的不斷提高，煉油裝置運行周期延長，加上原油持續(xù)劣質(zhì)化帶來的腐蝕結(jié)焦加劇等問題影響，煉油裝置平穩(wěn)運行難度進(jìn)一步加大。煉油企業(yè)肩負(fù)經(jīng)濟(jì)效益和市場保供雙重壓力，長期高負(fù)荷、高苛刻度操作，對裝置穩(wěn)定運行、設(shè)備安全、檢修質(zhì)量等提出更高的要求，煉油板塊亟需一個平穩(wěn)運行評價體系。在煉油生產(chǎn)管理中，裝置平穩(wěn)運行管理是一項重要的基礎(chǔ)工作，裝置運行不穩(wěn)導(dǎo)致異常波動和非計劃停工，不僅影響經(jīng)濟(jì)效益，更易發(fā)生安全環(huán)保事故。近年來，安全環(huán)保和質(zhì)量升級等外部條件更加苛刻，隨著精細(xì)化管理水平的不斷提高，煉油裝置運行周期延長，加上原油持續(xù)劣質(zhì)化帶來的腐蝕結(jié)焦加劇等問題影響，煉油裝置平穩(wěn)運行難度進(jìn)一步加大。煉油企業(yè)肩負(fù)經(jīng)濟(jì)效益和市場保供雙重壓力，長期高負(fù)荷、高苛刻度操作，對裝置穩(wěn)定運行、設(shè)備安全、檢修質(zhì)量等提出更高的要求，煉油板塊亟需一個平穩(wěn)運行評價體系[1-2]。

1 煉油裝置平穩(wěn)運行管理背景

1.1 外部條件更加苛刻

近年來，企業(yè)外部條件對裝置平穩(wěn)運行的要求越來越高。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格、油品質(zhì)量不斷升級，安全平穩(wěn)生產(chǎn)壓力也隨之加大。對于煉油企業(yè)來說，主要表現(xiàn)有：

一是政府對企業(yè)管控次數(shù)越來越多。2016年以來，重大國事活動及空氣重度污染預(yù)警期間，企業(yè)需按照政府管控要求調(diào)整生產(chǎn)經(jīng)營方案，裝置生產(chǎn)負(fù)荷和工藝方案都會發(fā)生大幅變化。

二是汽柴油質(zhì)量升級步伐越來越快。2014年以來，我國多次完成汽柴油質(zhì)量升級任務(wù)，各地區(qū)汽柴油從國Ⅲ逐步升級到現(xiàn)在的國Ⅵ，企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要不斷調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)以優(yōu)化生產(chǎn)。與此同時，在汽柴油質(zhì)量升級過程中，由于品種牌號繁多，頻繁切換生產(chǎn)方案和儲運系統(tǒng)運行困難也對安穩(wěn)生產(chǎn)造成威脅。

1.2 裝置運行管理難度加大

煉油裝置非計劃停工現(xiàn)象總體呈逐年下降趨勢，但每年非計劃停工和異常波動現(xiàn)象仍然存在，給企業(yè)安全平穩(wěn)運行帶來很大風(fēng)險。

一是企業(yè)精細(xì)化管理水平逐步提高，對煉油裝置運行要求更為苛刻。同時伴隨原油持續(xù)劣質(zhì)化引致的腐蝕結(jié)焦加劇等問題，近些年煉油裝置非計劃停工和異常波動風(fēng)險加劇，這對裝置平穩(wěn)運行管理提出了更高要求。

二是煉油裝置運行周期不斷延長，使平穩(wěn)運行難度進(jìn)一步加大。為確保裝置的安穩(wěn)運行，裝置運行管理、設(shè)備運維、防腐管理等方面的要求提升，裝置長周期平穩(wěn)運行管理也面臨著新的挑戰(zhàn)。

1.3 生產(chǎn)經(jīng)營創(chuàng)效對平穩(wěn)運行提出新課題

做大煉油總量、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是煉油板塊實現(xiàn)創(chuàng)效的主要措施，如何組織高負(fù)荷下優(yōu)化生產(chǎn)、實現(xiàn)裝置平穩(wěn)運行成為新的課題。

高負(fù)荷、高苛刻度運行對裝置可靠度提出更高要求。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，煉油企業(yè)肩負(fù)經(jīng)濟(jì)效益和市場保供雙重壓力，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)根據(jù)市場需要不斷調(diào)整。為提高裝置收率、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)效益最大化，煉油裝置長期高負(fù)荷、高苛刻度操作對裝置穩(wěn)定運行、設(shè)備安全、檢修質(zhì)量等提出更高的要求。

1.4 煉油板塊亟需平穩(wěn)運行評價體系

煉油板塊亟需一個平穩(wěn)運行評價體系，以對煉油裝置的平穩(wěn)運行情況進(jìn)行評價，促進(jìn)整個板塊的平穩(wěn)運行管理工作，減少非計劃停工和生產(chǎn)異常波動。裝置平穩(wěn)率考核是各煉油企業(yè)促進(jìn)裝置平穩(wěn)運行的主要手段之一。通過應(yīng)用基于實時數(shù)據(jù)庫的平穩(wěn)率考核系統(tǒng)，可以提升裝置平穩(wěn)操作水平，提高生產(chǎn)效益[1]。目前各煉油企業(yè)采用的裝置運行平穩(wěn)率計算方式多樣。傳統(tǒng)方法是以生產(chǎn)裝置的可控參數(shù)在生產(chǎn)工藝中的控制上下限為監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，通過匯總裝置在一段生產(chǎn)時間內(nèi)可控參數(shù)超出監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)比例，計算裝置運行平穩(wěn)率。其中工藝參數(shù)的上下限一般采用工藝卡片或多級工藝卡片的控制指標(biāo)范圍，這種評價和管理方法能夠?qū)ζ髽I(yè)平穩(wěn)運行管理起到促進(jìn)作用[2]。

中國石化擁有多家煉油企業(yè)，煉油生產(chǎn)裝置多，同類型裝置設(shè)計工藝技術(shù)方案和原料又各有不同，長期以來缺乏統(tǒng)一的平穩(wěn)運行評價方法來規(guī)范裝置平穩(wěn)運行管理。與單個企業(yè)平穩(wěn)運行管理不同，整個煉油板塊的平穩(wěn)運行管理主要目標(biāo)是減少非計劃停工和生產(chǎn)異常波動，以減少效益損失。單個企業(yè)計算平穩(wěn)率時需要人為設(shè)定工藝指標(biāo)的上下限，而對于中國石化整個煉油板塊，由于企業(yè)多且裝置類型和工藝特點多種多樣，無法合理設(shè)定每套裝置工藝控制指標(biāo)上下限，所以單個企業(yè)的評價方法并不適用于整體煉油板塊的管理。煉油板塊亟需一個能適應(yīng)多種類型和特點的煉油裝置、對各企業(yè)各裝置的平穩(wěn)運行情況進(jìn)行橫向?qū)Ρ鹊钠椒€(wěn)運行評價體系，以促進(jìn)整個板塊的平穩(wěn)運行管理工作，減少非計劃停工和生產(chǎn)異常波動。

2 煉油裝置平穩(wěn)運行評價方法

中國石化于2017年創(chuàng)建了煉油裝置平穩(wěn)運行評價方法，針對煉油六大類裝置，依據(jù)裝置實時數(shù)據(jù)自動計算平穩(wěn)率，并以此定期開展評比考核，在一定程度上規(guī)避了同類裝置工藝技術(shù)特點及原料的變化等差異，形成了一個煉油板塊裝置橫向、縱向評比的平臺。該評價方法在煉油板塊實施后，通過監(jiān)控、評價、評比、考核的方式，開展企業(yè)間和裝置間平穩(wěn)運行競賽。各煉油企業(yè)采取針對性措施找補短板，提升了裝置平穩(wěn)運行水平，使非計劃停工明顯減少，為企業(yè)創(chuàng)效打下了良好的基礎(chǔ)。

此評價方法能適應(yīng)多企業(yè)、多類型煉油裝置，對煉油裝置平穩(wěn)運行進(jìn)行評價，以促進(jìn)整個煉油板塊的平穩(wěn)運行管理工作?；痉椒ㄈ缦拢?/p>

1）針對常減壓、催化裂化、延遲焦化、催化重整、加氫裂化和渣油加氫六大類主要煉油裝置，按照裝置類型選擇影響平穩(wěn)運行的若干關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)，納入平穩(wěn)率計算范圍。煉油裝置運行平穩(wěn)率控制指標(biāo)設(shè)置見表1。

表1 煉油裝置運行平穩(wěn)率關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)設(shè)置

2）根據(jù)控制指標(biāo)對裝置平穩(wěn)運行的影響程度，確定關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)的權(quán)重?？刂浦笜?biāo)權(quán)重值根據(jù)控制指標(biāo)波動范圍和重要性來確定：

重要性按照核心單元1.0，其他單元0.5設(shè)置。

3）每日依據(jù)實時數(shù)據(jù)自動計算各關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)運行平穩(wěn)率，計算方法采用均方差法，計算公式如下：

式中，σ為單個控制指標(biāo)的當(dāng)日運行平穩(wěn)率，M為該指標(biāo)當(dāng)日有效實時數(shù)據(jù)的個數(shù)，xi為當(dāng)日該指標(biāo)有效實時數(shù)據(jù)的值，為該指標(biāo)當(dāng)日實時數(shù)據(jù)均值。

4）根據(jù)關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)權(quán)重和平穩(wěn)率計算裝置平穩(wěn)率：

5）計算各裝置周平穩(wěn)率，分裝置類型進(jìn)行統(tǒng)計評比排名：

3 煉油裝置平穩(wěn)運行評價方法的主要特點

1）針對主要裝置，合理選取關(guān)鍵控制指標(biāo)，真實反映裝置操作平穩(wěn)性。平穩(wěn)運行評價針對常減壓、催化裂化、延遲焦化、催化重整、加氫裂化和渣油加氫六大類主要煉油裝置，每類生產(chǎn)裝置選擇若干個關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)計算平穩(wěn)率。控制指標(biāo)中排除了流量類型的控制指標(biāo)，以溫度、壓力類型的控制指標(biāo)為主，消除了生產(chǎn)安排主動提降負(fù)荷對裝置運行平穩(wěn)率的直接影響，盡可能真實反映了操作的平穩(wěn)性。

2）采用均方差法計算平穩(wěn)率，以離散程度評價運行穩(wěn)定程度，避免人為因素影響。均方差法反映了數(shù)據(jù)的離散程度，均方差越小，數(shù)據(jù)的離散程度越??；均方差越大，數(shù)據(jù)的離散程度也就越大；且處理樣本容量越大，結(jié)果越準(zhǔn)確。平穩(wěn)運行評價采用均方差法計算工藝指標(biāo)平穩(wěn)率，以當(dāng)日實時數(shù)據(jù)平均值為基準(zhǔn)值，通過每日實時數(shù)據(jù)圍繞基準(zhǔn)值的離散程度自動計算平穩(wěn)率，評價運行穩(wěn)定程度。與積分法等其他計算方法相比，均方差法不需要人為確定工藝指標(biāo)上下限和基準(zhǔn)值，計算過程全自動化，避免了人為干預(yù)，更適于多企業(yè)、多裝置的復(fù)雜管理。

3）運用大數(shù)據(jù)技術(shù)計算指標(biāo)控制難度，同時突出核心單元的重要性，以控制難度和重要性綜合確定控制指標(biāo)權(quán)重。運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)煉油板塊所有裝置各指標(biāo)的平均值和平均波動范圍，計算確定指標(biāo)控制難度。提高裝置核心單元的區(qū)分度，將核心單元控制指標(biāo)的重要性和其他控制指標(biāo)區(qū)別設(shè)定，指標(biāo)權(quán)重為指標(biāo)控制難度與指標(biāo)重要性的乘積，權(quán)重設(shè)置更加合理。

4）采用日平穩(wěn)率統(tǒng)計、周平穩(wěn)率評比模式，促進(jìn)企業(yè)找補短板、提升管理。每日自動計算各關(guān)鍵工藝控制指標(biāo)和裝置運行平穩(wěn)率，企業(yè)不僅可以據(jù)此跟蹤分析本企業(yè)裝置平穩(wěn)運行情況，還能夠?qū)φ障冗M(jìn)企業(yè)、先進(jìn)裝置的平穩(wěn)率數(shù)據(jù)，有針對性地找補平穩(wěn)運行的短板，提升平穩(wěn)操作水平。每周按裝置類型進(jìn)行平穩(wěn)率評比，可以發(fā)揮短周期評比的優(yōu)勢，以促進(jìn)企業(yè)在裝置開停工和生產(chǎn)方案切換時，盡快開穩(wěn)裝置。

5）依據(jù)實時數(shù)據(jù)全自動計算裝置運行平穩(wěn)率，促進(jìn)企業(yè)提升儀表和信息管理水平。平穩(wěn)運行評價完全依據(jù)系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，每日采集裝置實時數(shù)據(jù)自動計算平穩(wěn)率，避免人工干預(yù)，工作效率高，有助于促進(jìn)企業(yè)提升實時數(shù)據(jù)、儀表的運維和自動化控制水平。

4 煉油裝置平穩(wěn)運行評價應(yīng)用成效

平穩(wěn)運行評價體系自2017年7月開始創(chuàng)建和試運行，2018年全面實施。隨著該體系的全面推行，企業(yè)細(xì)化生產(chǎn)管理、裝置平穩(wěn)運行水平得以提升，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。平穩(wěn)率上升和非計劃停工大幅減少，不僅使得裝置檢修、搶修費用節(jié)省，更能降低對生產(chǎn)任務(wù)的影響，避免損失經(jīng)濟(jì)效益，并從根本上保障做大煉油總量、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需求。因生產(chǎn)裝置運行異常引起的安全事故和環(huán)保投訴隨之相應(yīng)減少，產(chǎn)生了明顯的社會效益。

4.1 煉油板塊整體平穩(wěn)率呈逐年上升趨勢

實施平穩(wěn)運行評價體系后，煉油板塊各企業(yè)積極采取措施提升裝置平穩(wěn)運行水平，煉油板塊各類裝置整體平穩(wěn)率呈逐年上升趨勢（見圖1）。

圖1 2016-2020年煉油裝置平穩(wěn)率

4.2 非計劃停工大幅減少

平穩(wěn)運行評價體系實施后，其在非計劃停工管理中的作用逐漸發(fā)揮。常減壓、催化裂化、延遲焦化、催化重整、加氫裂化和渣油加氫六大類裝置發(fā)生非計劃停工次數(shù)大幅減少，從2014年的21次降至2017年的8次。2018年裝置發(fā)生非計劃停工次數(shù)維持在較低水平，僅為9次。

4.3 促進(jìn)企業(yè)提升平穩(wěn)運行水平

實施平穩(wěn)運行評價體系后，企業(yè)通過完善裝置運行管理制度，夯實專業(yè)管理“三基”，優(yōu)化加工方案，加強隱患排查跟蹤，采取有效措施，促使平穩(wěn)運行水平提高。部分企業(yè)在實施平穩(wěn)運行評價體系后效果顯著，非計劃停工和生產(chǎn)異常次數(shù)明顯下降（見表2）。

表2 部分企業(yè)平穩(wěn)運行評比及非計劃停工情況

5 結(jié)語

煉油裝置平穩(wěn)運行管理是一項長期基礎(chǔ)工作，任重而道遠(yuǎn)。目前的評價方法僅在煉油六大類主要裝置上應(yīng)用，且受生產(chǎn)管理水平和信息化應(yīng)用水平影響較大，其科學(xué)性和合理性還有待進(jìn)一步提高，還需要在實際應(yīng)用中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷完善。下一步，隨著生產(chǎn)管理水平和信息化應(yīng)用水平的不斷提升，還需根據(jù)企業(yè)和煉油裝置實際情況，對評價方法進(jìn)行優(yōu)化完善，逐步實現(xiàn)煉油裝置平穩(wěn)運行規(guī)范管理，為安全環(huán)保生產(chǎn)和優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)營提供有力保障。