一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法技术

一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，确定换热器管束关键性等级预评估因素集，换热器管束关键性等级预评估因素为：生产重要性、自身重要性、预期寿命、可维修性、换热管数量、管束安全技术等级；确定换热器管束关键性等级预评估因素的权重，构成因素权重向量；分别设置换热器管束关键性等级预评估的六个单因素的等级评分规则，分别对六个单因素进行单因素等级评分；换热器管束关键性指数计算及关键性等级划分；制定基于换热器管束关键性等级的预防性维护策略。本发明专利技术通过编制换热器管束关键性等级划分程序，对换热器管束进行等级分级，对所有换热器都有一般性通用管控要求，对A、B类管束制定补充技术要求，进行重点管控。控。控。

【技术实现步骤摘要】
一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法


[0001]本专利技术涉及一种换热器管束的预防性管控方法。特别是涉及一种基于综合评价方法的换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法。

技术介绍

[0002]石油化工作为我国的战略性、基础性产业，与之相关的形成了一个完备的产业链，带动了一大批产业的发展，与国民经济发展息息相关。同时石油化工产业也是一个高耗能的产业，任何生产过程中一点小的改进都会带来巨大的经济效益。换热器是石油化工生产中最常用的设备之一，不仅作为保证特定工艺流程正常运转而广泛使用的设备，也是开发和利用工业二次能源，实现余热回收的重要设备。
[0003]投入运行的换热器一般都因为其与流体的接触而在管束上结垢，从而影响流动与传热。与此同时，污垢常会对换热器管束形成垢下腐蚀或换热管与管板连接处产生缝隙腐蚀，将大幅降低换热器可靠性。另外，有些换热器管、壳程内通过的介质会具有一定的腐蚀性，就会对换热管造成腐蚀，直至换热器发生泄漏，从而影响石化装置的安全生产。换热器可靠性保障的关键在于对换热器进行全生命周期的管理，特别是对换热器在设计、制造阶段实施预防性可靠性管控，可以使换热器在生命初始阶段就打好牢固的基础，并为运行阶段的可靠性管控提供强有力的支撑。而换热器预防性管控的首要在于对管束关键性等级分群，通过特定的关键性等级划分原则，将换热器管束划分为不同的等级，并进行差别预防性管控，这样即突出了管理重点，又做到了全覆盖管控，合理配置了管理资源。
[0004]到目前为止，对于大型石油化工装置换热器管束关键性等级划分及管束预防性管控还没有一套完整的系统和方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种可以更直观简单的判断换热器管束状态的换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，包括如下步骤：
[0007]1)确定换热器管束关键性等级预评估因素集，所述的换热器管束关键性等级预评估因素为：生产重要性、自身重要性、预期寿命、可维修性、换热管数量、管束安全技术等级；
[0008]2)确定换热器管束关键性等级预评估因素的权重，构成因素权重向量；
[0009]3)分别设置换热器管束关键性等级预评估的六个单因素的等级评分规则，分别对所述的六个单因素进行单因素等级评分；
[0010]4)换热器管束关键性指数计算及关键性等级划分；
[0011]5)制定基于换热器管束关键性等级的预防性维护策略。
[0012]本专利技术的一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，通过编制换热器管束关键性等级划分程序，对换热器管束进行关键性评价，依据换热器管束关键性等级分
级结果，对所有换热器管束进行差别管控，包括所有换热器都有一般性通用管控要求，对A、B类管束制定补充技术要求，进行重点管控。具有以下优点：
[0013]1、通过分析换热器管束相对于对装置的重要程度，分析换热器的腐蚀机理，以及对换热器结垢、堵塞导致泄漏的历史信息进行统计分析，形成了换热器管束关键性等级划分程序，该程序简洁合理，使用方便。
[0014]2、本方法可用于换热器管束在设计、制造阶段实施预防性可靠性管控，可以使换热器管束在生命初始阶段就打好牢固的基础，并为运行阶段的可靠性管控提供强有力的支撑。
[0015]3、换热器管束的差别预防性管控，这样即突出了管理重点，又做到了全覆盖管控，合理配置了管理资源。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法的流程图；
[0017]图2是本专利技术中换热器管束管口抽样检测方法示意图。
[0018]图中
[0019]1：管板
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2、3：分割线
[0020]4：换热管
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5：中心线
[0021]6：缺陷上扩检线
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7：缺陷下扩检线
[0022]8：内侧圆弧
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9：中间圆弧
[0023]10、11：扩充角
具体实施方式
[0024]下面结合实施例和附图对本专利技术的一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法做出详细说明。
[0025]如图1所示，本专利技术的一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，包括如下步骤：
[0026]1)确定换热器管束关键性等级预评估因素集，所述的换热器管束关键性等级预评估因素为：生产重要性、自身重要性、预期寿命、可维修性、换热管数量、管束安全技术等级；
[0027]是通过对炼化企业换热器管束失效形式、换热器运行工艺及检维修数据的统计分析，确定出换热器管束关键性等级预评估因素，包括：生产重要性、自身重要性、预期寿命、可维修性、换热管数量、安全技术等级；建立换热器管束关键性等级评价因素集U＝{u1,u2,u3,u4,u5,u6}＝{生产重要性，自身重要性，预期寿命，可维修性，换热管数量，管束安全技术等级}。
[0028]2)确定换热器管束关键性等级预评估因素的权重，构成因素权重向量；包括：
[0029]设换热器管束关键性等级预评估的六个因素的权重集为{b1,b2,b3,b4,b5,b6}，应用层次分析法确定出每个因素在六个因素的权重集中对应的权重分别为：
[0030]换热器管束生产重要性权重f1为0.45，
[0031]换热器管束自身重要性权重f2为0.20，
[0032]换热器管束预期寿命因素权重f3为0.10，
[0033]换热器管束可维修性因素权重f4为0.05；
[0034]换热器管束换热管数量因素权重f5为0.05；
[0035]换热器管束安全技术等级因素权重f6为0.15；
[0036]六个因素的权重构成因素权重向量F：
[0037]F＝[0.45，0.20，0.10，0.05，0.05，0.10]。
[0038]3)分别设置换热器管束关键性等级预评估的六个单因素的等级评分规则，分别对所述的六个单因素进行单因素等级评分；具体如下：
[0039](3.1)换热器管束生产重要性单因素的等级评分规则及等级评分
[0040]评价换热器管束对生产装置的重要程度，表示换热器管束故障时对生产装置造成的影响程度，影响程度越高评分越高；
[0041]换热器管束发生泄漏故障后，造成所在装置停止运行，非计划停工或2套以上装置异常波动，为5分；
[0042]换热器管束发生泄漏故障后，造成所在装置局部停工，大机组急停，或泄漏导致装置需降负荷生产，为4分；
[0043]换热器管束发生泄漏故障后，只影响到所在装置正常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，其特征在于，包括如下步骤：1)确定换热器管束关键性等级预评估因素集，所述的换热器管束关键性等级预评估因素为：生产重要性、自身重要性、预期寿命、可维修性、换热管数量、管束安全技术等级；2)确定换热器管束关键性等级预评估因素的权重，构成因素权重向量；3)分别设置换热器管束关键性等级预评估的六个单因素的等级评分规则，分别对所述的六个单因素进行单因素等级评分；4)换热器管束关键性指数计算及关键性等级划分；5)制定基于换热器管束关键性等级的预防性维护策略。2.根据权利要求1所述的一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，其特征在于，步骤1)是通过对炼化企业换热器管束失效形式、换热器运行工艺及检维修数据的统计分析，确定出换热器管束关键性等级预评估因素，包括：生产重要性、自身重要性、预期寿命、可维修性、换热管数量、安全技术等级；建立换热器管束关键性等级评价因素集U＝{u1,u2,u3,u4,u5,u6}＝{生产重要性，自身重要性，预期寿命，可维修性，换热管数量，管束安全技术等级}。3.根据权利要求1所述的一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，其特征在于，步骤2)包括：设换热器管束关键性等级预评估的六个因素的权重集为{b1,b2,b3,b4,b5,b6}，应用层次分析法确定出每个因素在六个因素的权重集中对应的权重分别为：换热器管束生产重要性权重f1为0.45，换热器管束自身重要性权重f2为0.20，换热器管束预期寿命因素权重f3为0.10，换热器管束可维修性因素权重f4为0.05；换热器管束换热管数量因素权重f5为0.05；换热器管束安全技术等级因素权重f6为0.15；六个因素的权重构成因素权重向量F：F＝[0.45，0.20，0.10，0.05，0.05，0.10]。4.根据权利要求1所述的一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，其特征在于，步骤3)所述的分别设置换热器管束关键性等级预评估的六个因素的等级评分规则，分别对所述的六个因素进行单因素等级评分，具体如下：(3.1)换热器管束生产重要性单因素的等级评分规则及等级评分评价换热器管束对生产装置的重要程度，表示换热器管束故障时对生产装置造成的影响程度，影响程度越高评分越高；换热器管束发生泄漏故障后，造成所在装置停止运行，非计划停工或2套以上装置异常波动，为5分；换热器管束发生泄漏故障后，造成所在装置局部停工，大机组急停，或泄漏导致装置需降负荷生产，为4分；换热器管束发生泄漏故障后，只影响到所在装置正常的生产和工艺操作，生产出的产品质量不合格，为3分；换热器管束发生泄漏故障后，不影响产品质量和工艺操作，但造成介质串流，污染另一
侧介质，从而增加设备长期运行风险的，为2分；换热器管束发生泄漏故障后，不影响产品质量、工艺操作和其他设备，为1分；(3.2)换热器管束自身重要性单因素的等级评分规则及等级评分乙烯工艺流程中的稀释蒸汽发生器，裂解气压缩机段间及出口冷却器，急冷水系统中冷热流体换热温差在10度以内且用于低品位能量回收的换热器，炼油化工工艺流程中介质为加氢反应产物、重整反应产物、分馏塔顶油气、吸收塔顶油气、解析塔顶油气、常顶循环油气、催化油浆、酸性水、焦化净化水、循环氢、中变气中一种的换热器，为5分；属于III类压力容器的换热器，或操作温差大于30度且氯离子含量高于700mg/L的水冷器，为4分；属于II类压力容器的换热器，为3分；属于I类压力容器的换热器，为2分；非压力容器类换热器，为1分；(3.3)换热器管束预期寿命单因素的等级评分规则及等级评分预期寿命因素是依据同类装置中相似台位换热器的使用寿命，得出设备使用年限越长，腐蚀加剧、材质劣化可能性越大，设备使用年限越短评分越高；预期使用年限小于等于4年，为5分；预期使用年限大于4年小于等于8年，为4分；预期使用年限大于8年小于12年，为3分；预期使用年限大于12年小于16年，为2分；预期使用年限大于等于16年，为1分；(3.4)换热器管束可维修性单因素的等级评分规则及等级评分可维修性因素来源于换热器管束发生故障后进行维修造成的修理费用及时间成本的统计分析；维修费用大于100万或检维修时长20天以上，为5分；维修费用小于等于100万、大于50万，或检维修时长检维修时长小于等于20天、大于10天为4分；维修费用小于等于50万、大于10万，或检维修时长检维修时长小于等于10天、大于5天为3分；维修费用小于等于10万、大于5万，或检维修时长检维修时长小于等于5天、大于2天为2分；维修费用小于等于5万元，或检修时长小于等于2天，为1分；(3.5)换热器管束换热管数量单因素的等级评分规则及等级评分换热管数量因素来源于换热器管束发生故障与换热器大小、制造难易程度的相关性统计，换热器体量越大，管束越多，制造可靠性越难保障，分数越高；换热器管束换热管数量大于2000根，为5分；换热器管束换热管数量小于等于2000根、大于1000根，为4分；换热器管束换热管数量小于等于1000根、大于400根，为3分；换热器管束换热管数量小于等于400根、大于100根，为2分；换热器管束换热管数量小于等于100根，为1分；
(3.6)换热器管束安全技术等级单因素的等级评分规则及等级评分换热器管束安全技术等级因素依据同类装置中相似台位换热器管束腐蚀检查情况或运行泄漏情况，与介质的腐蚀性和换热器管束材质的耐腐蚀能力有很强相关性。检修发现换热器管束剩余壁厚小于1mm，管板最大腐蚀深坑>0.5mm，覆盖沉积物的换热器管束比例>40％，堵管率达到20％以上；或运行2年内泄漏，为5分；检修发现管束最大腐蚀坑深度大于等于1.0mm、小于1.5mm，堵管率达到15％或单个运行周期出现一次泄漏，覆盖沉积物的管束比例小于等于40％、大于20％，为4分；检修发现管束最大腐蚀坑深度大于等于0.5mm、小于1.0mm，覆盖沉积物的管束比例小于等于20％、大于10％；或运行4年内未漏，两个运行周期内发生一次泄漏，为3分；检修发现管束最大腐蚀坑深小于0.5mm，覆盖沉积物的管束比例小于等于10％、大于2％；或运行8年内未漏，为2分；检修发现管束未见腐蚀坑，或运行15年以上未漏，为1分。5.根据权利要求1所述的一种换热器管束关键性等级预评估及预防性管控方法，其特征在于，步骤4)中所述的换热器管束关键性指数计算及关键性等级评分，如下：选取设备专家、设备管理人员、现场操作人员三类人员依据步骤3)换热器管束关键性等级预评估的六个单因素的等级评分结果，形成单因素等级矩阵C其中，c
ij
为第i类人员对第j个因素进行的单因素评分；计算第m台预评估换热器单因素三级人员加权平均值，形成预评估换热器单因素向量E：E＝D
×
C其中，D为用层次分析法得到的各类人员进行换热器预评估时所占的影响权重向量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春树，刘景明，李洪涛，高丽岩，郭拂娟，位卫卫，李梦瑶，荆瑞静，王艳丽，王冰洁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：