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油品儲運的工作流程及安全需求

時間:2016-03-27 來源:未知 作者:小韓 本文字數:4838字

    本篇論文目錄導航:

  【題目】石化項目油品儲運工程BIM平臺構建探究
  【第一章】基于BIM的石化項目油品儲運系統創建緒論
  【2.1  2.2】石化項目油品儲運安全影響因素分析
  【2.3】石化項目油品儲運安全管理分析
  【3.1】BIM技術研究
  【3.2】油品儲運的工作流程及安全需求
  【3.3】油品儲運工程的BIM平臺設計
  【4.1】油品儲運工程的BIM平臺系統
  【4.2】BIM平臺在油品儲運工程運維管理中的應用
  【4.3】BIM平臺的應用拓展
  【結論/參考文獻】石化油品儲運工程安全管理系統研究結論與參考文獻
  
    3.2 油品儲運的工作流程及安全需求

  3.2.1 油品儲運的工藝流程及風險分析

  1、油品儲運工程概況寧夏石化公司500萬噸/年煉油改擴建項目是中國石油集團“十一五”重點建設項目,也是中國石油西部管道沿線煉化產業帶的重要組成部分。該項目總投資 70.33億元,包括新建 500 萬噸/年常壓蒸餾、260 萬噸/年催化裂化、60 萬噸/年連續重整、15 萬噸/年苯抽提、10 萬噸/年聚丙烯等 12 套裝置及配套公用工程[59].目前項目主體裝置全部建成投產,煉油加工能力較之前提升6倍。作為該項目的核心組成部分,油品儲運工程的安裝和運維管理對項目的正常運轉意義重大。油品儲運裝置由罐區、泵房、工藝管線、閥組、測控儀表等組成[60].其中灌區主要包括儲罐和球罐,也可分為組分罐和成品罐。其主要部分包括原油罐區;催化原料罐區;輕油中間罐區;汽油成品罐區;汽油組分罐區;航煤罐區;重油罐區;輕油罐區;球罐一區,聚丙烯原料罐;球罐二區,LPG與丙烷;球罐三區,拔頭油;柴油成品罐區;柴油組分罐區。公用工程從進裝置總閥開始至排凝系統出裝置,公用工程包括低壓蒸汽系統、冷凝液系統、伴熱熱水系統、儀表風系統、氮氣系統及燃料氣系統;排污系統包括污水排放系統及污油排放回收系統。在整套裝置運維管理中,流量、溫度、壓力、液位、腐蝕量、酸堿度、濃度、反應等參數是需要重點關注的參數。這些參數的偏大、偏小、有無、反向、伴隨、部分、異常等表現,使得存在的偏差反應達1607項。

  2、油品儲運的工藝流程油品儲運在原油到產成品的整個生產過程中發揮著關鍵作用。其主要工藝流程如下:原油經由原油末站計量后輸送至原油罐儲存,期間經過沉降脫水,然后在輸油泵的作用下為常壓裝置供料。常壓裝置生產出來的常壓渣油進入催化裂化原料罐中儲存,再由罐區的催化供料泵輸送到催化裂化裝置供料。經進一步的物理化學反應,抵達柴油加氫精制裝置、航煤加氫裝置、連續重整裝置等配套的中間原料罐區,并相應輸出產品。中間罐組產出輕油后留存的部分即為重污油。

  重油灌區及泵棚負責接收各裝置及罐區的重污油,裝置緊急掃線重污油進入重污油掃線罐儲存,兩部分重污油通過重污油泵送至催化裂化原料罐組或燃料油罐。

  催化裂化裝置所產催化油漿進入燃料油罐儲存,重油催化裂化裝置緊急外甩油漿進入緊急油漿罐儲存,兩部分燃料油通過裝火車泵裝火車出廠。罐區內原料泵兼做倒罐泵,可實現罐區內同種物料的倒罐操作。所有重油儲罐均可通過重污油移動抽底油泵進行抽底油操作,所生產的產品經輸油管道送至裝車單元。

  綜上分析,油品儲運的生產工藝可簡述為:來油→進站→計量→閥組→儲罐→閥組→輸油管線→下站。

  3、油品儲運工程存在的風險及分析油品儲運工程主要風險及分析如圖 3-1 所示。
  
  3.2.2 油品儲運工程的安全需求分析

  油品儲運工程作為石化項目各類物料儲運的載體,是一個龐大的設備設施系統,儲運工程的安全管理應圍繞儲運裝置的安全建設而展開,并且體現系統性。圍繞項目全壽命周期,應該使油品儲運裝置的設計、制造、安裝和運營等過程與項目的整體功能相協調,使不同專業、不同利益主體之間對安全管理形成共識,保證每項工作都注重安全;谶@一思想,運用安全鏈方法,逐一分析油品儲運工程在石化項目全壽命周期的安全生產需求。

  1、決策階段的安全生產需求項目決策階段是影響工程項目質量和安全的關鍵階段,集中反映業主對質量和安全的要求與意愿,加強這一階段的安全管理對項目后續安全有著決定性作用。依據安全鏈方法,項目決策過程應該體現安全鏈流程的主動行動和預防思想,把安全鏈理念的七大要素貫穿于項目建議書、可行性研究、項目評估及抉擇等核心工作中,在源頭上確保項目的安全。具體分析如下:

 。1)項目建議書主要是在客觀上對項目立項的必要性和項目建設的可能性進行分析,為項目決策者提供建議[61].在進行項目建議書工作時,著重考慮裝置系統在人、環境和管理這三大要素的安全需求,即對待擬建地區選擇的科學態度上;油品裝置的罐組、泵棚及輸送管線對所在地的氣候、工程地質、水文地質等條件的要求;論證裝置發生各類故障時可能造成的最嚴重事故波及的范圍,處理好重大危險源的生產或儲存設施與相關場所或地域的關系,主動做好安全防御工作。

 。2)可行性研究的安全需求體現在人和管理要素上,具體表現為對裝置選用要求和技術條件的選擇上。一方面著重對項目的場址選擇、原輔材料及燃料供應、產品運輸、公用及輔助工程、勞動安全衛生與消防等方面進行考察;另一方面嚴格論證技術、設備和工程方案等方面的安全可行性,把好安全預防關。

 。3)項目評估及決策的安全需求重點在人和管理要素上,表現為對評估方法的科學性和決策環境的規范性上?茖W性側重對人的要求,即開展項目評價要嚴格按國家或行業制定的規范和標準審視安全管理,做到科學有據;決策環境的規范性側重管理,指要符合經濟環境、社會環境、法制環境的要求,遵循安全發展的理念,滿足安全管理的基本條件[61].

  2、實施階段的安全生產需求實施階段是項目全壽命周期中承前啟后的階段,工程設計、制造和安裝等環節均在此階段進行。一方面將決策階段的藍圖以實體形式逐一展示出來,另一方面對運營階段的質量和安全起到基礎性作用。從安全鏈流程角度來看,該階段的重點在預防、準備和響應,期間涉及的專業復雜、利益主體眾多,問題頻發,集成了傳統項目管理的絕大部分內容,需要特別重視。從人、環境、設備設施、管理、技術、信息等要素角度強化此階段設計、設備安裝、材料供應、工程驗收等環節的安全管理是非常必要的。圖 3-5 反映了油品儲運工程安全管理的主要需求!1】

  
 。1)設計環節。作為實施階段的重要環節,設計主要從預防和準備層面對項目安全做出描繪,它不僅決定了工程結構、材料設備、工藝要求等,甚至規定了工程的施工方法,而這些活動的科學性和合理性直接決定了工程質量和安全。因此,強化設計過程的安全管理是極為關鍵的[62].

  結合設計工作的重點,此環節的安全需求主要體現在人、信息和管理三個方面:

  一是業主的安全意識和設計人員的安全素養。業主應重視設計對安全的重要性,遵循“安全第一”的原則;而設計人員在其方案設計時充分考慮施工難度、施工條件、技術措施,確保設計的科學性和安全合理。如設計蒸餾塔、冷凝冷卻器時,除了選擇高等級的材料,還應從鍍層合金技術或工藝角度出發提高容器的安全性。

  二是對設計對象信息的表達,應該立足于項目全壽命周期,充分考慮組成設備的基礎信息、環保要求、防靜電等要求,做好信息的收集和整理工作,確保設計信息在各階段的連貫性和不同參與方之間的對稱性,避免“信息孤島”給安全施工帶來的不利影響。三是強化安全管理。相關方遵循有關安全的法律法規,嚴格落實安全設計規程,明確各自的安全責任,發揮業主在設計階段的監管作用。如遵循HSE體系,選擇合適的油氣回收裝置和恰當的罐組以減少油氣對環境的污染[63].

 。2)制造與設備安裝。此階段廠房、設備基礎建造和設施安裝集中,施工隊伍龐雜,專業繁多,場地有限,安全管理難度大,涵蓋了安全鏈的整個要素體系,涉及預防和準備兩個流程?梢詮囊韵路矫婵紤]安全需求:從業人員,尤其是一線作業人員的安全教育和培訓;承包商管理,建立與此適應的 HSE 管理制度;5S 及目視化等管理規范現場環境;嚴格開展設備設施的安裝及調試工作;強化有感領導,明確管理層的權責,加強監管力度;加大對安全的資金投入,確保充足的安全措施經費[64].在安裝過程中特別注意防腐蝕和防靜電,如通過在壓縮機進口管線處設置膨脹防震節、對冷凝冷卻器管道采取抗震動措施,達到減少設備機械破壞或靜電危害的影響[65].

 。3)設備供應。油品儲運裝置涉及的設備設施種類多,結構復雜,如柴油加氫精制裝置、航煤加氫裝置、連續重整裝置配套的中間原料罐區,油品儲存和輸送裝置等,這些設備設施的性能和完好性水平很大程度上決定了運營階段的生產安全。因此該環節主要涉及人、設備設施和技術要素,涵蓋預防和準備兩大流程:確保采用的設備(尤其是特種設備)及安全設施的采購由持有相應資質的專業制造廠家生產,設備制造廠必須出具安全、質量保證書和產品質量合格證以及制造、安裝、使用、檢測等完整的技術文件。

 。4)工程驗收環節。工程驗收是確保工程質量和合規性的重要管理手段,驗收環節的嚴肅與否直接決定了項目的運營安全狀況。此階段主要涉及人、管理要素,屬于流程的準備層面,其安全需求主要有:驗收參與方,尤其是業主具有嚴謹的態度,善于統籌安全驗收工作;科學的工程驗收標準和規范的工作流程;專業驗收隊伍具有扎實的安全管理經驗和良好的職業道德;可靠的驗收工具和相應的條件;生產裝置試運行考核的全面性和持續性;未通過項的后續管理。通過這些環節的工作,避免運行設備、管道、閥門等組件過早出現腐蝕、松動、泄露、破裂等危害情形[65].

  3、運營階段的安全生產需求儲運裝置的試運行是石化項目開展生產運營前的一項重要工作。從試車到正式投產,應該嚴格落實以下流程:首次試車吹掃→氣密性檢驗→水聯運→油聯運→DCS調試→設備調試→催化劑裝填→熱態考核→正式進油→質量調整→發現問題→停工整改→投產[66].試車工作后,就正式進入生產環節,此階段主要涉及人、設備設施、技術和管理要素,涵蓋準備和響應兩大流程,其安全需求主要有:支持性專業隊伍,指導工藝危害分析;強化 HSE 培訓,制定科學的技能培訓矩陣,認真執行;明確管理權責,推行屬地化管理;成立各級安全委員會,嚴格落實直線責任;開展精益安全管理,積極推行 5S 管理;做好設備設施的完好性管理;發展和完善績效考核管理,積極推行平衡計分卡制度;強化有感領導效用,營造良好的安全文化氛圍。

  當然,由于石化項目的運行是一個動態發展的過程,油品儲運工程的安全條件也會相應變化,安全需求會隨之改變,在實施安全管理時應做相應調整。

  3.2.3 BIM 在油品儲運管理中的應用思路

  石化項目油品儲運工程的建設是一個隨時間不斷深化的過程,因此應用 BIM 技術也應遵循項目全壽命周期的流程,根據項目進展和安全需要分階段創建 BIM 模型。BIM 模型建立的關鍵是應依據前文提出的建模原則,在 IFC 規則下,使構成裝置的實體部件的基本信息、操作規程、風險因素、維修處理及注意事項等信息轉化為模型語言,即 EXPRESS 語言,運用該語言可以對建模所需要的信息進行定義和描述。油品儲運工程的基本建模思路是:

  1、信息的創建。依照圖紙及相關設計要求,對油品儲運工程進行 WBS 分析,形成不同的模塊單元,依次進行編碼,各部件的模塊單元即為圖元,編碼唯一對應該圖元。如油品儲運裝置 10 號設備 0#止回閥的編碼可以表示為:S-J10-ZHF-000.

  2、信息轉換。將該編碼對應部件的數據資料進行歸集并轉換為圖元語言,形成模型的資源層信息,如幾何尺寸、材質、生產廠家、儲存位置、注意事項等信息。

  3、信息集成。所有的資源層信息按照 IFC 規則集成,搭建層次明晰的框架體系,如核心層、共享層和領域層,確立各層級間信息關聯機制,形成 3 維 BIM 模型。

  4、信息的管理。將工程的動態信息按框架體系要求錄入,尤其是環境信息和風險信息,支持 3 維模型在安全維度的集成功能,形成完備的油品儲運平臺系統。

  值得注意的是,模型中本級信息除了原始載入的信息外,還能基于共同的語言規則從模型的上一級中提取、擴展和集成數據信息,不同層級間信息可實現連通共享,更好的支持模型開展工作。與此同時,也可針對某一特定需求集成所需功能信息,生成應用子信息模型,如成本子模型、節能分析子模型等,依次附加,最終形成面向項目全壽命周期的 BIM 模型。

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