基于物联网技术的典型常减压装置腐蚀监控系统研究及应用
目前，在中国石油化工生产过程中，随着原油劣质化而引发的设备腐蚀泄漏事故频发。作为炼油化工行业的源头生产装置常减压装置的设备及管道腐蚀情况显得尤为突出。对常减压装置开展的腐蚀监、检测并实现有效控制腐蚀，成为当前炼油化工行业腐蚀控制的重中之重，也会大大降低随后其他装置的腐蚀风险。随着物联网技术的不断发展，腐蚀防护专家们开始了将物联网技术运用于腐蚀防护工作的探索。本文以典型常减压装置及其循环水系统为研究对象，开展了基于物联网的腐蚀监测与控制技术研究。 物联网的核心是研究物与物之间的关系。本文首先在常减压装置工艺流程分析及腐蚀机理研究的基础上，进行了腐蚀回路的划分，进而以腐蚀回路为研究对象，对影响其腐蚀的主要参数进行了分析研究。本文将影响腐蚀的各类参数分为动态因素和静态因素，又将动态影响参数细分为腐蚀性物质参数、生产工艺参数、腐蚀结果参数三类，并系统研究、归纳总结了各类参数的特性及常见监测技术。同时运用大数据分析，以腐蚀案例库和腐蚀大检查腐蚀数据库中的大量数据作为依据，在表征常减压装置腐蚀特征的同时验证了回路划分的合理性。 对于可表征设备腐蚀状态的腐蚀参数的实时监测是物联网技术应用的基础。目前仍有许多关键腐蚀参数未能实现在线监测。本文针对此问题，研究开发了两种新型监测技术，并进行试验应用。研究开发内容包括针对常顶出口处HCl和H2S气体含量的在线监测技术以及可实现对水中漏油情况实时监测的水中油测漏在线监测技术。此外，针对目前铁离子仍然无法实现在线监测的问题，本文通过构造深度学习模型对常减压装置常压塔顶油气回路、常压塔转油线回路和循环水系统回路进行分析，找出影响腐蚀的主要因素，并实现了铁离子浓度的预测预警。 在基于物联网的腐蚀控制技术研究方面，本文利用基于风险的腐蚀管理控制技术，对其主要支撑技术完整性操作窗口技术进行了深入研究。以常减压装置重要腐蚀回路为对象构建了完整性操作窗口，确定了完整性操作窗口的参数、参数边界值及超限后的响应行为。进而针对目前人工注剂数据滞后、加剂断续、加剂量模糊的缺点，设计了一套完整的注剂自动控制方案。 本文最后以某石化公司的腐蚀监测数据为基础，研究并开发了基于物联网技术的一体化腐蚀监测系统。实现了将生产工艺操作参数与腐蚀监测数据进行关联查询、分析及预警功能，利用完整性操作窗口技术，动态把控装置腐蚀状况。当设备出现异常状况时，实现了物与物间的自主联系及相互分析，并为最终实现能根据分析结果指导装置自我调整运行状况的目标提供设计依据及技术支撑。
石油化工工程;常减压装置;腐蚀监控系统;物联网
北京化工大学
博士
化工过程机械
高金吉
2016
中文
TE986
170
2018-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）