一種煉油化工設(shè)備可靠性及維護(hù)策略的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煉油化工設(shè)備的優(yōu)化方法，尤其涉及一種煉油化工設(shè)備可靠性及維護(hù) 策略的優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，長(zhǎng)期加工高硫高酸值劣質(zhì)原油使得國內(nèi)煉油裝置設(shè)備腐蝕、跑冒滴漏及非 計(jì)劃停工等現(xiàn)象頻繁發(fā)生，同時(shí)，設(shè)備的大型化、精密化、運(yùn)行環(huán)境苛刻化及高負(fù)荷超期服 役等因素也使得煉油化工裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而且，近年中國石油化 工集團(tuán)公司確立了建設(shè)"世界一流"能源化工公司的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，要求煉油板塊加快發(fā)展 方式轉(zhuǎn)變，率先達(dá)到"世界一流"水平。但是現(xiàn)有技術(shù)中煉油化工設(shè)備的檢測(cè)與維修一般采 用定期檢測(cè)，定期維護(hù)，或者出現(xiàn)故障時(shí)再對(duì)對(duì)應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行維修，無法將煉油化工的所有 設(shè)備構(gòu)建成一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)可靠性、利用性和維修性能的分析評(píng)價(jià)，進(jìn)而獲得最優(yōu)的系 統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)和維護(hù)方案，實(shí)施基于狀態(tài)檢測(cè)的預(yù)防性維修，從而減低維修成本。只能根據(jù)工 人或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)判斷對(duì)應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，進(jìn)而臨時(shí)性的進(jìn)行檢測(cè)與維修，這樣容易降低煉 油化工設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，增多煉油化工設(shè)備的停產(chǎn)次數(shù)，增多非計(jì)劃性的設(shè)備故障率，增 加了煉油化工設(shè)備運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，提高了煉油化工設(shè)備的檢測(cè)與維修成本。
[0003] 因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供的一種煉油化工設(shè)備可靠性及維護(hù)策略的 優(yōu)化方法，應(yīng)用可靠性理論進(jìn)行煉油化工裝置的系統(tǒng)模擬分析，獲得最優(yōu)的設(shè)備檢測(cè)和維 護(hù)方案，減少煉油化工設(shè)備的非計(jì)劃性故障率、提高煉油化工的生產(chǎn)安全性，保障煉油化工 設(shè)備的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明技術(shù)方案包括：
[0006] 一種煉油化工設(shè)備可靠性及維護(hù)策略的優(yōu)化方法，其包括以下步驟：
[0007] A、收集煉油化工裝置或單元內(nèi)所有設(shè)備在運(yùn)行過程中或停車檢修期間的檢驗(yàn)測(cè) 試、維護(hù)保養(yǎng)及修理活動(dòng)的歷史數(shù)據(jù)，建立煉油化工設(shè)備的故障數(shù)據(jù)庫，依據(jù)可靠性理論， 通過應(yīng)用故障分布函數(shù)或分布類型對(duì)所述故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)單個(gè)設(shè)備的檢測(cè)維修歷史數(shù)據(jù)進(jìn) 行回歸分析，獲得單個(gè)設(shè)備的可靠性和維修性的特征參數(shù)；
[0008] 表示設(shè)備的可靠性和維修性的特征參數(shù)都與設(shè)備的故障分布有關(guān)，如果己知設(shè)備 的故障分布函數(shù)，就可以求出設(shè)備的可靠度、故障率等各種數(shù)值。即使不知道具體的分布函 數(shù)，而只知道故障分布類型，也可以通過估算求得某些可靠性的估計(jì)值。
[0009] 由：R(t)+F(t) = 1 得：及(，）=1 - /-(/) = J/ ./-
[0010] 式中：R(t)為可靠度函數(shù)，F(xiàn)(t)為不可靠度或累積故障概率函數(shù)，f(t)為故障概 率密度函數(shù)，f(t)是F(t)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。
[0011] 常用的故障函數(shù)有指數(shù)分布，正態(tài)分布，威布爾分布。
[0012] ⑴指數(shù)分布
[0013] R(t) = e…
[0014] 式中λ為故障率，也是指數(shù)分布的分布參數(shù)。
[0015] 指數(shù)分布的故障概率密度函數(shù)f(t)，故障率函數(shù)λ (t)和平均壽命Θ分別為：
[0016] f(t) = λθλ(?)
[0017] λ (t) = λ
[0018]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煉油化工設(shè)備可靠性及維護(hù)策略的優(yōu)化方法，其包括以下步驟： A、 收集煉油化工裝置或單元內(nèi)所有設(shè)備在運(yùn)行過程中或停車檢修期間的檢驗(yàn)測(cè)試、維 護(hù)保養(yǎng)及修理活動(dòng)的歷史數(shù)據(jù)，建立煉油化工設(shè)備的故障數(shù)據(jù)庫，通過應(yīng)用故障分布函數(shù) 或分布類型對(duì)所述故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)單個(gè)設(shè)備的檢測(cè)維修歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，獲得單個(gè) 設(shè)備的可靠性和維修性的特征參數(shù)； B、 在完成單個(gè)設(shè)備的評(píng)價(jià)后，建立所述煉油化工裝置或單元的系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模擬 模型，可靠性數(shù)學(xué)模擬模型為可靠性框圖，并收集所述煉油化工裝置或單元的相關(guān)經(jīng)濟(jì)參 數(shù)； C、 利用所述煉油化工裝置或單元的系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模擬模型，輸入所述單個(gè)設(shè)備的 可靠性和維修性的特征參數(shù)和所述煉油化工裝置或單元的相關(guān)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，進(jìn)行煉油化工 裝置或單元的系統(tǒng)模擬分析，獲得所述煉油化工裝置或單元的系統(tǒng)可靠性、利用性和維修 性的特征參數(shù)，確定所述煉油化工裝置或單元的系統(tǒng)故障發(fā)生的概率、系統(tǒng)的可用性、系統(tǒng) 的年均停工時(shí)間和停工次數(shù)、系統(tǒng)的年均效益和成本及造成所述煉油化工裝置或單元的系 統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)損失的設(shè)備排序等，進(jìn)而獲得優(yōu)化后的系統(tǒng)設(shè)備的檢測(cè)及維修順序、頻率、成本的 檢維修方案，獲得優(yōu)化后的系統(tǒng)設(shè)備的采購數(shù)量、采購周期及備件庫存量之備件庫存方案， 進(jìn)而調(diào)整所述煉油化工裝置或單元的系統(tǒng)設(shè)備管理方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于，上述步驟A具體的包括：上述檢驗(yàn)測(cè) 試、維護(hù)保養(yǎng)及修理活動(dòng)的歷史數(shù)據(jù)包括設(shè)備的故障時(shí)間、故障模式、故障原因、停工時(shí)間、 維修時(shí)間、維修類型、維修名稱、維修內(nèi)容、維修成本、維修更換元件列表、現(xiàn)有維護(hù)方案、維 修頻率、檢測(cè)類型、檢測(cè)成本更換與大修狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于，上述步驟A具體的包括：上述可靠性 和維修性的特征參數(shù)包括設(shè)備的故障模式、故障原因、故障率、可靠度、平均故障間隔時(shí)間、 平均修復(fù)時(shí)間及威布爾分布參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于，上述步驟B具體的包括：上述相關(guān)經(jīng) 濟(jì)參數(shù)包括：煉油化工裝置或單元的系統(tǒng)計(jì)劃內(nèi)停工天數(shù)、計(jì)劃內(nèi)停工造成的經(jīng)濟(jì)損失、計(jì) 劃外停工造成的經(jīng)濟(jì)損失、降負(fù)荷生產(chǎn)利潤(rùn)損失、產(chǎn)品降級(jí)損失、開備機(jī)耗電量增加成本、 大檢修成本。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于，上述步驟A具體的還包括：可靠性和 維修性的特征參數(shù)由以下方程式得出： 由：R ⑴ +F ⑴=!得：爾/》=1 -，(/) = _(； /V.k// 指數(shù)分布 R(t)=， 指數(shù)分布的故障概率密度函數(shù)f(t)，故障率函數(shù)λ (t)和平均壽命Θ分別為： f(t) = λθλω λ (t) = λ
正態(tài)分布 正態(tài)分布的故障概率密度函數(shù)f(t)，可靠度函數(shù)R(t)，故障率函數(shù)λ (t)分別為：
式中a>〇, f3>〇，t彡0,對(duì)應(yīng)的故障概率密度函數(shù)f(t)，可靠度函數(shù)R(t)，故障率函數(shù) λ (t)分別為：
當(dāng)β = 1時(shí)，威布爾分布簡(jiǎn)化為指數(shù)分布，BP
MTTF = α 當(dāng)β = 2時(shí)，威布爾分布簡(jiǎn)化為瑞利分布，即
當(dāng)β〈1時(shí)，故障率呈下降趨勢(shì)；β = 1時(shí)，故障率為常數(shù)；β >1時(shí)，故障率呈上升趨勢(shì)。 其中：R(t)為可靠度函數(shù)，F(xiàn)(t)為累積故障概率函數(shù)，f(t)dt為故障概率密度函數(shù)，λ (t) 為故障率函數(shù)；R為可靠度，F(xiàn)為不可靠度或故障的概率，λ為故障率，β為威布爾分布參 數(shù)，Θ為平均壽命。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煉油化工設(shè)備可靠性及維護(hù)策略的優(yōu)化方法，收集煉油化工裝置內(nèi)設(shè)備的檢測(cè)維修歷史數(shù)據(jù)，應(yīng)用故障分布函數(shù)回歸分析歷史數(shù)據(jù)獲得單個(gè)設(shè)備的可靠性和維修性特征參數(shù)；然后建立所述煉油化工裝置的系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模擬模型，并收集所述裝置的相關(guān)經(jīng)濟(jì)參數(shù)；利用所述系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模擬模型,進(jìn)行煉油化工裝置的系統(tǒng)模擬分析，獲得所述裝置的系統(tǒng)可靠性、利用性和維修性特征參數(shù)，進(jìn)而獲得優(yōu)化后的系統(tǒng)設(shè)備的檢測(cè)及維修順序、頻率、成本等檢維修方案，獲得優(yōu)化后的系統(tǒng)設(shè)備的采購數(shù)量、采購周期及備件庫存量等備件庫存方案，從而調(diào)整所述裝置的設(shè)備管理策略。減少煉油化工設(shè)備的非計(jì)劃性故障率，為煉油化工裝置的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行提供保障。
【IPC分類】G06Q10-04
【公開號(hào)】CN104636826
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510039499
【發(fā)明人】許述劍, 劉小輝, 李延淵, 邱志剛, 方煜
【申請(qǐng)人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日