基于PMS 视域下的设备全寿命周期管理体系的探索与实践

刘健童，马小奇，边辉，杨文，董永忠

（华亭华煤清能煤化工有限责任公司，甘肃 平凉 744000）

1 实施背景

煤化工设备管理是煤化工装置安全生产的重要基础。针对煤化工装置设备管理，设备管理评价中心于2023 年发布实施了《设备管理体系 要求》，基于该标准要求及设备管理实际状况，为进一步找准煤化工设备管理在安全生产过程中存在的薄弱环节和突出问题，同时按照“科技强安”的总体部署，为进一步加快关键先进技术装备应用和安全科技成果转化，构建智能化技术体系，建立健全责任细化、实化、形化、先进适用的煤化工设备全寿命周期管理体系，实现了煤化工设备全寿命周期管理体系的构架搭设。

2 基本内容

2.1 建立完善了制度化、标准化、专业化设备管理体系

2.1.1 建立完善设备设施管理规章制度

按照“设备全寿命”管理的要求，建立了完备的具有较强适用性和专业性的制度体系。对照国家安全生产相关法律法规、标准规范，通过顶层设计和谋划布局，进一步建立完善了50 余项设备设施管理相关规章制度，充分发挥规章制度的约束指导作用。

2.1.2 制定了标准化的设备管理企业标准

为了规范设备设施管理，促进设备设施管理建设的标准化、规范化，全面建成并贯彻执行《设备维护检修规程》《动静设备检修消耗、配件库存、检修工时定额》《紧固件通用技术标准》《转机找正通用技术标准》《焊接作业通用技术标准》《机泵安装通用技术标准》《标准化检修作业指导书》《设备检维修质量分级及验收标准》等10 余项企业标准，逐步形成管理更加全面、更加专业的设备标准化体系。

2.1.3 成立了以专业化管理小组为基础的专业化管理团队

按照设备管理的专业类别，组建专业化管理团队。通过制定管理办法、实施方案、落实措施等方式，开展专业技术管理及探索研究，实施专业化的定向管理。成立了动设备专业小组、静设备专业小组（包括焊接、特种设备、密封）、电气专业小组、仪表专业小组、检修装备器具专业小组、特种设备专业小组6 个专业化技术团队，专门进行各领域设备设施管理的专业化探究。依靠先进科技，加强设备的技术载体作用，研究出设备设施寿命周期内的故障特性和维护保养特性，从真正意义上提升设备的有效安全利用率。

2.2 建立了基于设备全寿命周期的模块化管理模式

煤化工设备全寿命周期管理总体分为“6 个方面，3个阶段”，具体对应11 项管理流程。其中：

6 个方面为：设计选型、安装验收、运行维护、检验检测、修理改造、更新报废。

第一阶段为前期管理阶段，主要为设计选型、安装验收方面，具体包含3 项管理流程，分别为：设计选型、生产制造、安装验收。

第二阶段为运行维护管理阶段，主要为运行维护、检验检测方面，具体包含4 项管理流程，分别为：安全评价、运行管控、监测预防、检查维护。其主要包含特种作业、保养、润滑、巡检、检验检测、缺陷与故障、事故、维修、检修、变更、供应商、承包商、特种设备、环保设施、固定资产、备品备件、状态监测、仪器仪表、计量、信息化、防冻保温、防腐、液压设备、电动设备、气动设备、变配电、节能、维修费用、科技创新。

第三阶段为更新报废管理阶段，主要为修理改造、更新报废方面，具体包含3 项管理流程，分别为：改造、更新、报废。

2.2.1 前期管理阶段

（1）严把设备设施的设计选型关。

一是与化工装置设计研究院所进行联系，对所有设备、设施的更新改造以及安装维修进行合规性安全设计核准及安全评价。充分考虑设计的合理性，确保满足“生产适用、安全可靠、技术先进、经济合理、维修方便、环保节能”的原则，使设备的设计、选型、选材均达到国家标准规范要求的本质安全技术水平，最终实现安全系数达标的目的。

二是根据国家及行业标准规范进行设备设施相关技术标准的筛选，列出执行技术标准的清单，严格采购阶段技术规范及技术协议的把关。

（2）严把设备设施的生产制造质量关。

一是通过市场调研、实地证实、业绩回访等方式严格对设备设施制造单位的许可资质进行核查，确保制造单位完全具备相应的制造资质和能力。

二是通过材质复核、壁厚测定、无损检测、金相化验、型式试验、强度试验等手段严格核查制造材料的合格性，同时采用现场鉴证、线上见证、第三方质量检定等方式严格把关过程质量。

（3）严格把关设备设施的安装及质量验收关。

一是根据设备设施制造环节的相关项目及验收方式，编制企业级《设备设施制造验收标准化清单》。

二是按照设备设施制造、安装、维修单位许可项目及其级别要求，编制企业级《设备设施制造许可项目及级别查询手册》。

2.2.2 运行维护管理阶段

（1）对运行阶段的设备设施开展“五步走”的本质安全风险评价及排查。

第一步，确定范围及界限。明确设备设施本质安全管理的重点区域，编制管理清单，按照装置区域或危险特性进行分级管理。

第二步，进行危险识别。对管理清单中设备设施存在的危险特性进行系统识别，主要通过对照法和系统分析法进行全面识别。

第三步，进行风险评估。运用安全检查表（SCL）、预先危险性分析、故障分析、事件分析、火灾及爆炸危险指数评价法和风险图评价法、作业条件危险性评价法（LEC）、故障类型和影响分析（FMEA）等评价方法进行设备设施使用风险评估。

第四步，根据风险评估的解决方案，确定采取的控制措施。通过降低风险措施、控制措施、监测维护等措施，有效降低风险。

第五步，实施设备设施安全风险控制措施并进行动态优化。主要通过设计削减危险、设计减小风险、采取安全防护对策、采取补充保护措施、加强使用和检维修人员业务培训、提高个人防护装备、建立标准化程序对设备设施安全风险控制进行动态优化。

（2）严格把关设备设施运行阶段“6 个节点”的安全管控工作。

通过长期以来装置开停车过程中暴露出的各种问题，经深入调查研究，从细微处着手，总结出了化工装置常规开停车“6 个节点”安全管控方法，形成了标准化的资料包。“6 个节点”即开车前、开车时、开车后、停车前、停车中、停车后。

开车前：重点审查开车条件，包括检维修完成情况，物料、设备设施、联锁保护、安全设施、人员培训、管理条件、遗留未完工作风险评级及预防措施等方面。

开车时：重点对操作过程中物料反应速率、投料顺控程序、设备设施状态等关键信息进行核查，按照制定好的标准化操作流程进行操作，重点对操作环节的安全进行管控。

开车后：重点对系统安全性进行检查，全覆盖对所有设备设施的性能、动静密封点、换热器等进行72h 性能考核。

停车前：重点对装置运行缺陷、设备运行状态进行检查，统计运行缺陷，为后续检修工作做好人力、物力、技术方面的前期准备工作。

停车中：重点对操作过程中停运速率、停车顺控程序、设备状态等关键信息进行核查，按照制定好的标准化操作流程进行操作，重点对操作环节的安全进行管控。

停车后：重点对设备停车后的设备设施状态、工艺处理进行安全确认。

（3）定时进行设备设施预防性状态监测。

一是状态监测技术运用。通过大型机组、关键动设备的在线状态监测系统、机泵群在线监测系统和压力容器、压力管线关键部位腐蚀在线监测系统，在设备设施运转状态下对其运行状态进行在线监测，减少了人员现场检测和巡检的频次，在空间和时间方面有效进行人机隔离，防止出现不安全行为和设备设施的不安全状态。

二是故障诊断技术运用。通过运用HDEVN 振动频谱分析与轴心轨迹测试功能、依据EVAM 智能分析专家系统（征兆库以及寿命评估和趋势分析功能）、冲击脉冲HD技术、SPMHD 频谱分析技术，实现对大型设备在变载、变速情况下实现可靠地转速波动处理、全转速范围内的测量及频谱分析等有效的故障诊断目的。

三是建立智能电机故障分析系统对电机及发电机的早期故障诊断，检测所有类型电机的定子问题，绕组污染、线圈故障、匝间线间短路、对地绝缘问题，绕线开路、转子问题及转子状态评估。利用电流／频率动态关系，I/F 倍频测试技术将给出数字化的匝间品质评定，发现早期微小的匝间短路，同时判断整体电磁特性；检测转子质量故障、转子断条、转子裂纹以及铸造缺陷等。实现RIC 评估气隙偏心，一次连接可检测分析供电回路、电机绝缘、定子、转子的健康状态。

四是运用先进仪器建立健全设备设施无损检测及压力容器、压力管道腐蚀检测预判团队。通过便携式全数字电脑多频远场涡流仪，采用国际上最新的RFEC 远场涡流技术，对在线热交换器及管道的腐蚀缺陷进行检查。

五是智能化巡检机器人投入运行。随着智能巡检机器人技术的投入应用，有效避免人员在受限空间环境下发生意外的可能，实现重要运行设备无人化持续状态监测，消除人工巡检检测不准确、不及时、不到位的弊端，提高了设备运行的可靠性。同时借助大数据分析技术对运行设备进行状态检测及评价，对于提高系统长周期安全稳定运行具有极其重要的意义。

六是通过便携式TOFD 超声波检测仪，对设备设施焊缝进行全面非平行、平行扫描，通过分析软件直接读出缺陷位置、深度、高度，并对缺陷质量进行评价。

（4）建立设备设施全寿命周期数据档案。

一是建立数据台账及时更新包括维修、切换、修理、改造等信息，对于服役期内的设备设施利用台账数据进行寿命期限推算，做到提前预警，计划性修理或更新改造。

二是利用SW6 设备过程强度计算软件进行可靠性核算，使设备设施能够在寿命周期内安全、可靠的服役并形成闭环管理体系。

（5）做好设备的基础管理，定期开展设备设施检查及维护保养工作。

一是加强日常的巡查维保、定检定修、防冻防腐、润滑保养、检维修等管理，运用安全程控及智能监测等科学技术手段，最大程度避免和预防安全事故的发生，从本质上提高设备设施的安全运行水平和生产效率，始终让设备处于安全可靠的优良状态。

二是在已有的设备设施定检定修、监测仪表校验、特种设备和测量仪表仪器（工具）定期检验、防雷防静电检测、电气系统评估、常压储罐储槽定期检验评价、SIL 定级验证等强制检验的基础上进行了再细化、再完善、再升级。在全覆盖的基础上，进行了专业细化，建立了紧固件、密封件等压力管道元件、电气元件、仪表元件等各领域的检测检验标准清单。通过自检或专业检验的方式，有效减少元件的故障率。在专业化小组执行技术管理的基础上，通过组建外聘专家库或邀请专业资质机构检验检测的方式，开展多元化，具有广度、深度的技术升级管理。

（6）开展隐患排查，构建全时空全方位的设备安全环境。

一是设备设施管理过程中以《危险化学品企业事故隐患排查治理实施导则》为指导，不断强化隐患排查治理的长效机制，及时排查、消除设备设施隐患，有效防范和减少事故发生。

二是将定期排查与日常管理相结合、专业排查与综合排查相结合、一般排查与重点排查相结合，按照设备设施全覆盖的安全检查手册，确保隐患排查横向到边、纵向到底、及时发现、不留死角。开展定期和不定期的设备设施隐患排查治理专项行动，全面排查治理事故隐患和薄弱环节，从严落实重大危险源监管机制、重大隐患排查治理机制及分级管理机制，有效遏制事故的发生。

2.2.3 更新报废管理阶段

开展设备设施大筛查，突出安全技术革新体制。全面排查安全技术落后及能耗超标的设备设施。依据《淘汰落后安全技术工艺、设备目录》识别出已列入淘汰目录的在役设备设施，利用智慧工厂建设等新一代信息技术，竭力改变企业装备科技水平，提高设备设施智能系统、预警系统、保护系统、安全系统。

3 成果的推广应用情况

体系模块化管理已形成固化的工作机制。形成设备专业化“6 梁6 柱”管理格局，加快各领域设备管理的专业化探究。

形成了“2 项专业化制度”，即《设备专业化评价管理规定》《设备检维修质量分级及验收管理规定》；“7个报告”即《电气设备运行状态检测评价工作月报》《动设备检测评价工作周报》《机组运行状态检测评价工作月报》《静设备腐蚀检测评价工作周报》《液压、电动、吊装类工器具评价工作报告》《仪表及控制系统运行状态检测评价工作月报》《特种设备评估报告》。

4 结语

煤化工设备全寿命周期管理体系建设不仅是一项长期的工作，也是一项多元化的系统工程，从企业设备管理的长远发展规划和战略角度出发，结合化工生产特点和大数据、智慧化工厂建设的实际需要，全面保障设备的安全、稳定运行，是实现设备可靠性和经济性最大化的重要举措，也是未来逐步探索和创新化工设备专业化和体系化管理的可行途径。只有不断坚持继承和实践创新相结合，传统化和智慧化相结合，才能不断推进设备体系管理的进步和可持续的提升，努力打造专业化的设备管理模式。