一种炼油化工设备可靠性及维护策略的优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及炼油化工设备的优化方法，尤其涉及一种炼油化工设备可靠性及维护 策略的优化方法。
【背景技术】
[0002] 当前，长期加工高硫高酸值劣质原油使得国内炼油装置设备腐蚀、跑冒滴漏及非 计划停工等现象频繁发生，同时，设备的大型化、精密化、运行环境苛刻化及高负荷超期服 役等因素也使得炼油化工装置长周期安全运行面临着严峻的挑战。而且，近年中国石油化 工集团公司确立了建设"世界一流"能源化工公司的发展战略目标，要求炼油板块加快发展 方式转变，率先达到"世界一流"水平。但是现有技术中炼油化工设备的检测与维修一般采 用定期检测，定期维护，或者出现故障时再对对应的设备进行维修，无法将炼油化工的所有 设备构建成一个系统进行系统可靠性、利用性和维修性能的分析评价，进而获得最优的系 统设备检测和维护方案，实施基于状态检测的预防性维修，从而减低维修成本。只能根据工 人或专家经验判断对应设备的运行状况，进而临时性的进行检测与维修，这样容易降低炼 油化工设备运行的稳定性，增多炼油化工设备的停产次数，增多非计划性的设备故障率，增 加了炼油化工设备运行的风险，提高了炼油化工设备的检测与维修成本。
[0003] 因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种炼油化工设备可靠性及维护策略的 优化方法，应用可靠性理论进行炼油化工装置的系统模拟分析，获得最优的设备检测和维 护方案，减少炼油化工设备的非计划性故障率、提高炼油化工的生产安全性，保障炼油化工 设备的长周期安全运行。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明技术方案包括：
[0006] 一种炼油化工设备可靠性及维护策略的优化方法，其包括以下步骤：
[0007] A、收集炼油化工装置或单元内所有设备在运行过程中或停车检修期间的检验测 试、维护保养及修理活动的历史数据，建立炼油化工设备的故障数据库，依据可靠性理论， 通过应用故障分布函数或分布类型对所述故障数据库内单个设备的检测维修历史数据进 行回归分析，获得单个设备的可靠性和维修性的特征参数；
[0008] 表示设备的可靠性和维修性的特征参数都与设备的故障分布有关，如果己知设备 的故障分布函数，就可以求出设备的可靠度、故障率等各种数值。即使不知道具体的分布函 数，而只知道故障分布类型，也可以通过估算求得某些可靠性的估计值。
[0009] 由：R(t)+F(t) = 1 得：及(，）=1 - /-(/) = J/ ./-
[0010] 式中：R(t)为可靠度函数，F(t)为不可靠度或累积故障概率函数，f(t)为故障概 率密度函数，f(t)是F(t)对时间的导数。
[0011] 常用的故障函数有指数分布，正态分布，威布尔分布。
[0012] ⑴指数分布
[0013] R(t) = e…
[0014] 式中λ为故障率，也是指数分布的分布参数。
[0015] 指数分布的故障概率密度函数f(t)，故障率函数λ (t)和平均寿命Θ分别为：
[0016] f(t) = λθλ(?)
[0017] λ (t) = λ
[0018]
【主权项】
1. 一种炼油化工设备可靠性及维护策略的优化方法，其包括以下步骤： A、 收集炼油化工装置或单元内所有设备在运行过程中或停车检修期间的检验测试、维 护保养及修理活动的历史数据，建立炼油化工设备的故障数据库，通过应用故障分布函数 或分布类型对所述故障数据库内单个设备的检测维修历史数据进行回归分析，获得单个 设备的可靠性和维修性的特征参数； B、 在完成单个设备的评价后，建立所述炼油化工装置或单元的系统可靠性数学模拟 模型，可靠性数学模拟模型为可靠性框图，并收集所述炼油化工装置或单元的相关经济参 数； C、 利用所述炼油化工装置或单元的系统可靠性数学模拟模型，输入所述单个设备的 可靠性和维修性的特征参数和所述炼油化工装置或单元的相关经济参数，进行炼油化工 装置或单元的系统模拟分析，获得所述炼油化工装置或单元的系统可靠性、利用性和维修 性的特征参数，确定所述炼油化工装置或单元的系统故障发生的概率、系统的可用性、系统 的年均停工时间和停工次数、系统的年均效益和成本及造成所述炼油化工装置或单元的系 统的经济损失的设备排序等，进而获得优化后的系统设备的检测及维修顺序、频率、成本的 检维修方案，获得优化后的系统设备的采购数量、采购周期及备件库存量之备件库存方案， 进而调整所述炼油化工装置或单元的系统设备管理方案。
2. 根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，上述步骤A具体的包括：上述检验测 试、维护保养及修理活动的历史数据包括设备的故障时间、故障模式、故障原因、停工时间、 维修时间、维修类型、维修名称、维修内容、维修成本、维修更换元件列表、现有维护方案、维 修频率、检测类型、检测成本更换与大修状态。
3. 根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，上述步骤A具体的包括：上述可靠性 和维修性的特征参数包括设备的故障模式、故障原因、故障率、可靠度、平均故障间隔时间、 平均修复时间及威布尔分布参数。
4. 根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，上述步骤B具体的包括：上述相关经 济参数包括：炼油化工装置或单元的系统计划内停工天数、计划内停工造成的经济损失、计 划外停工造成的经济损失、降负荷生产利润损失、产品降级损失、开备机耗电量增加成本、 大检修成本。
5. 根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，上述步骤A具体的还包括：可靠性和 维修性的特征参数由以下方程式得出： 由：R ⑴ +F ⑴=!得：爾/》=1 -，(/) = _(； /V.k// 指数分布 R(t)=， 指数分布的故障概率密度函数f(t)，故障率函数λ (t)和平均寿命Θ分别为： f(t) = λθλω λ (t) = λ
正态分布 正态分布的故障概率密度函数f(t)，可靠度函数R(t)，故障率函数λ (t)分别为：
式中a>〇, f3>〇，t彡0,对应的故障概率密度函数f(t)，可靠度函数R(t)，故障率函数 λ (t)分别为：
当β = 1时，威布尔分布简化为指数分布，BP
MTTF = α 当β = 2时，威布尔分布简化为瑞利分布，即
当β〈1时，故障率呈下降趋势；β = 1时，故障率为常数；β >1时，故障率呈上升趋势。 其中：R(t)为可靠度函数，F(t)为累积故障概率函数，f(t)dt为故障概率密度函数，λ (t) 为故障率函数；R为可靠度，F为不可靠度或故障的概率，λ为故障率，β为威布尔分布参 数，Θ为平均寿命。
【专利摘要】本发明公开了一种炼油化工设备可靠性及维护策略的优化方法，收集炼油化工装置内设备的检测维修历史数据，应用故障分布函数回归分析历史数据获得单个设备的可靠性和维修性特征参数；然后建立所述炼油化工装置的系统可靠性数学模拟模型，并收集所述装置的相关经济参数；利用所述系统可靠性数学模拟模型,进行炼油化工装置的系统模拟分析，获得所述装置的系统可靠性、利用性和维修性特征参数，进而获得优化后的系统设备的检测及维修顺序、频率、成本等检维修方案，获得优化后的系统设备的采购数量、采购周期及备件库存量等备件库存方案，从而调整所述装置的设备管理策略。减少炼油化工设备的非计划性故障率，为炼油化工装置的长周期安全运行提供保障。
【IPC分类】G06Q10-04
【公开号】CN104636826
【申请号】CN201510039499
【发明人】许述剑, 刘小辉, 李延渊, 邱志刚, 方煜
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月27日