基于数字技术的预知检修“护航”石化行业生产安全

余平羔

数字技术有效地提高了石化设备检修维护的效率、安全性及智能化水平，保障了石化行业的生产安全与生产效益，使得石化行业能够更加可靠、高效地运营，是石化行业可持续发展的重要引擎

近年来，石油化工行业作为支撑现代工业体系的关键领域之一，也在数字技术的引领下焕发出崭新的活力。如今，数字技术在石油化工行业设备检修领域的影响和价值越发凸显，5G、人工智能（AI）、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、数字孪生等数字化技术被广泛应用于石化设备检修及改造的方方面面，在提高检修效率和保障生产安全方面起到了关键作用。

依托数字技术的预知检修对在石化设备的重要性

石油化工行业作为一种典型的流程型行业，通常采用大规模生产模式，其产品和工艺流程比较固定，同时具有生产工艺技术复杂、设备运行条件苛刻（高温高压、易燃易爆、连续生产）、装置大型化、安全防护要求高、反应介质物料较危险、生产装置精密性强且管理难度大等特点，即使是一些小规模的事故，也可能会迅速蔓延，进而影响整个生产系统，甚至引发灾难性事件。而且，受生产模式的影响，石油化工行业一旦出现短期生产延误，就有可能造成数百万元的损失。一些石化企业为了减少恢复生产所需的设备调试费用以及保障正常生产所需的设备检修费用，在石化设备检修维护方面多以故障维修为主、预防维修为辅，在故障维修方面常常采用“随坏随修”的模式，不仅容易对石化设备带来难以挽回的损害，还容易造成石化设备“失修”问题；在预防维修方面，由于缺乏准确、科学的维修周期依据，往往会造成石化设备“过修”问题。

目前，国际先进石化企业的设备管理方式已经由故障维修转变为预防维修，通过应用数字技术、工具和装备监测检测设备，成功迈入现代设备管理阶段。美国康菲石油公司、英国石油公司、俄罗斯卢克石油公司等头部石化企业的项目建设和运营都得益于数字化技术的支撑。

可见，实施以预知维修为导向的石化设备管理方式，是确保石化装置设备安全、稳定、经济、长周期运行的基础，也是石油化工行业实现可持续发展的关键，而这依赖于日新月异的数字技术。我国石油化工行业数字化起步较晚，但随着5G、大数据、云计算、物联网、人工智能、系统集成、工业互联网等技术的飞速发展，积极进行数字化、智能化转型已经成为石油化工行业发展的高度共识。数字技术的发展与应用为石油化工行业的转型发展提供了关键动力，也为石化设备实施以预防维修为导向的检修维护模式提供了重要支撑。比如，石化企业利用传感器和物联网技术，能够对石化设备的运行状态进行实时监测和数据采集，传感器可以监测石化设备的温度、压力、振动等关键参数，并将数据传输至中央数据库，使工程师可以时刻掌握石化设备的运行状况，为石化设备的预防维修提供依据。

以大型压缩机检修和乙烯裂解炉技改为例。在大型压缩机的检修中，工程师利用传感器、物联网和大数据等技术，可以实时监测大型压缩机的振动情况，预测轴承寿命，并合理安排维护；利用虚拟现实技术，可以准确模拟大型压缩机拆卸和安装的操作过程，降低操作风险；利用数字孪生技术，则可以模拟大型压缩机的运行，从中分析可能的故障情况，优化维修计划。在乙烯裂解炉的技改中，工程师利用数字化技术，可以模拟不同工艺参数下的炉内情况，从而优化技改方案；利用数字化监测系统，可以实时监控炉内温度、压力等指标，预测潜在问题，确保生产过程的稳定性和安全性。

基于数字技术的预知检修在石化设备检修中的优势

数字技术在石化设备检修中的优势主要体现在优化计划、过程智能化、设备健康监测与预测性维护等三个方面。

首先，数字技术能够实现数据的实时采集和分析，从而精确优化石化设备的检修计划，提高资源的利用效率和设备的生产效率，减少设备的停工时间。传统“随坏随修”方式常常会造成长时间的停工，而基于数字化技术的预知维修方式则能够依据石化设备实际运行的各项数据，制定个性化的维修计划，并结合石化设备当下的生产状况，灵活调整维修时间，大幅缩短停工时间，还可以预测出生产周期中较为空闲的时段，将维修计划安排在这些时间窗口内，最大限度地减少生产中断和资源浪费。

其次，数字技术能够提高石化设备的检修过程的智能化水平，使检修操作更加精确、高效。工程师借助增强现实技术，可以在实际场景中获取数字化信息，如操作步骤、参数等，避免了繁琐的查阅手册步驟，提高了操作的精确性；还可以借助虚拟现实技术进行操作模拟，快速熟悉操作流程，减少操作失误的可能性；此外，数字技术还使得远程支持变得更加容易，专家可以远程指导工程师进行操作，进一步降低石化设备的检修风险。

最后，数字技术能够实现设备健康监测和预测性维护，从而提前识别石化设备存在的问题，减少停工时间和降低维修成本。工程师利用相关的数字技术可以实时监测石化设备的运行数据，以便及早发现异常情况并及时采取措施；还可以利用数字技术分析历史数据，识别石化设备的异常模式，预测可能出现的故障，并在故障发生之前就采取措施进行处理；同时，数字化平台还能为维修决策提供数据支持，工程师可以基于实际数据制定维护计划，减少主观判断的影响，提高检修维护的准确性。

总的来说，在石化设备检修维护方面引入数字技术，能够有效降低事故风险，提高生产效率，实现数据化管理，最终保障石油化工行业生产安全。从风险角度来说，数字技术支撑以预知维修为导向的石化设备检修维护管理方式，一方面可以通过实时监测和预警，减少危险事故的发生；另一方面可以通过操作模拟和远程指导，降低石化设备检修维护过程中的操作风险，延长石化设备的使用寿命。从生产角度来说，基于数字技术的预知维修方式可以根据实际生产计划及设备状态，灵活调整检修维护周期，避免不必要的停工，有效提高生产效率；同时，石化设备因故障而停工的概率大大减小，意味着大多数石化设备能够稳定、安全、长周期运行，确保生产效益最大化。从管理角度来说，数字技术的应用不仅能够为工程师提供石化设备检修维护的数据依据，还能够为企业管理层提供战略决策的制定依据，从而推动管理方式由流程驱动向数据驱动转变，提高生产运行的精细化水平，进一步降低生产成本和风险，获取更多经济效益。

（作者单位：浙江石油化工有限公司）