延迟焦化装置故障诊断技术研究与应用

1.项目概况:

延迟焦化装置涉及的原料、中间产品、产品等化学品大多数具有易燃、易爆和有毒、有害等特性,而且在其生产过程中,需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。这些苛刻条件,对延迟焦化生产设备的制造、维护以及人员素质都提出了严格要求,任何一个小的失误就有可能导致灾难性后果。

本课题通过研究国内外相关故障诊断技术,以符号有向图SDG 故障诊断技术为核心,结合主元分析、模糊逻辑法等方法,提出一套提高多故障的诊断能力及对并发多故障区分能力的方法,并开发延迟焦化在线实时故障监测与诊断系统,能够实现装置运行状态的自动识别,一旦出现异常状况,系统不但提醒操作员某个参数异常,还会把引起该参数异常的根本原因以及如何操作处理提供出来,以辅助操作员能够快速、准确地发现和解决问题,保证装置长周期安全运行。

2.主要成果:

(1)基于SDG 的融合的定性定量故障诊断算法研发

采取在定性SDG 故障诊断模型节点的“阈值”导入模糊技术,在定性推理中融入基于统计分析的定量故障诊断技术以提高诊断分辨率,并在开发的测试平台进行测试以获得各种诊断方法的最优结合方法,提出了一套可行的融合算法方案。以此为基础,研发出高速多功能推理“引擎”。

(2)“延迟焦化装置安全运行指导系统”的研发

“延迟焦化装置安全运行指导系统”实现了实时数据在线采集、工艺状态监测、故障根原因诊断、安全操作在线指导、平稳率统计、能耗与物料实时监视、质量统计分析等功能,可以在线提供对工艺状态监测与故障诊断、对重点监测指标的实时分析等,实现了对装置故障信息管理数字化。同时,系统提供了丰富的知识库,有助于员工的实时查阅及在线培训。

3.创新点和知识产权:

(1)基于核主元分析与定性推理融合的故障诊断算法及推理引擎开发

在定性故障诊断技术基础上,融合核主元分析技术,开发了定性定量故障诊断算法与推理引擎,实现了对延迟焦化各种异常状态的快速识别,大大提高了诊断的分辨率。

(2)“延迟焦化装置安全运行指导系统”研发与应用

针对燕山石化炼油一厂的延迟焦化装置,开发了“延迟焦化装置安全运行指导系统”,实现了对延迟焦化装置的工艺状态监测、故障根原因诊断及安全操作在线指导。同时,该系统的事故预案及操作方案知识库解决了石化企业职工的在岗安全培训和对日常工作管理等问题。该系统在延迟焦化装置上的实施在国内尚属首次,使延迟焦化装置的安全生产与管理水平得到了较大的提升。

(3)获得了2项发明专利(“工业化加工渣油的在线实时故障监测与诊断的系统装置”ZL201010291938.5;“石化过程中基于定性SDG 的故障混合诊断方法”ZL201010291934.7),1项软件著作权(“延迟焦化装置安全运行指导系统”软件,登记号为2011SR055568)。

4.成果应用情况:

经过燕山分公司与青岛安工院的共同努力,延迟焦化装置安全运行指导系统于2010 年12 月投运,截止到2011 年10 月31 日,已累计运行超过7780 余小时,发现装置异常状况653 次。工业应用结果表明,使用延迟焦化装置安全指导系统后,事故隐患成功处置率提高30%,装置运行平稳率由2010 年的97.23%提高到投用后的97.56%,有利于装置安全稳定运行。通过现场测试,安全运行指导系统各项功能达到了预期目标,该系统在线给出的提示信息及时准确,其反映出的变化趋势和调节方向与装置的实际状况吻合,与操作员的操作调整也基本一致;该系统运行稳定,界面友好,操作方便,非常实用,且具有良好的开发性与扩充性。因此,可满足延迟焦化装置长周期安全稳定运行要求,达到了研制目标。

信息来源: 
2014-12-02