炼化装置泵群智能巡检,湖南石化自主开发、行业首创——
工号3645001,新员工“安安”是机器人
华声在线全媒体记者 刘永涛 马如兰
【应用简介】
中石化湖南石油化工有限公司(简称“湖南石化”)与合肥华升泵阀股份有限公司,合作开发炼化装置泵群智能巡检机器人及平台。该机器人集导航、定位、避障功能于一体,具备自主智能移动巡检功能;通过多传感融合,机械臂智能点检作业,可全方位获取炼化装置机泵状态信息;集数据平台监控与状态诊断于一体,能实时排查故障,发出状态预警。
工作中的智能巡检机器人“安安”
中国石化专家认为,湖南石化自主开发的行业内首台炼化装置泵群智能巡检机器人,有效代替人工巡检,提高巡检效率及生产安全管理水平。该项成果助力石化装置巡检的数字化转型和智能化升级,达到国内领先水平。
【应用场景】
湖南石化炼油二部,储罐林立,炼塔高耸,管道纵横交错,仿佛“钢铁丛林”。
10月30日,在3号催化装置泵区,这一炼化装置的“心脏”,一个智能巡检机器人穿梭在错综复杂的仪器仪表前,不时探“头”探“脑”仔细检查,旁边却无人操控。
机如其名——
“听摸查看嗅比”,“十八般武艺”守护安全
3号催化装置泵区一角,随着柜门打开,专职巡检员、智能巡检机器人“安安”款款走出。
智能巡检机器人“安安”款款走出
“安安”身高120厘米,体重175公斤,像一辆小型“婴儿车”,看起来其貌不扬,实则本领高强。
机械臂上,数据采集仪、各类传感器、温度振动检测仪、防爆热成像摄像机、防爆无线充电模组等一应俱全。行走依靠四轮八驱、视觉辅助定位移动。
湖南石化炼油二部副经理陈宝林介绍,依托这些高科技传感器,“安安”拥有“听、摸、查、看、嗅、比”多感官检测能力,像“保健医生”一样,对运行机泵和生产装置“望、闻、问、切”,同时对机泵运行的声音、振动、温度等多个运行指标实时“诊断”分析,确保机泵健康运行。
“安安”巡检泵群设备
“安安”走完巡检流程,“十八般武艺”逐一登场——机械臂对轴承箱测振测温;红外摄像监测设备对异常高温或泄漏着火实时监测报警;高保真拾音器检测机泵噪音,判断是否运行异常;实时监测有毒有害、易燃易爆气体泄漏……
一轮巡检结束,“安安”回到全封闭防爆柜内无线充电。
“安安”充电所在的全封闭防爆柜
此时的“安安”看起来好像在休息,其实并没有闲着。它的大数据“心脏”与各个工作平台互联互通,将巡检得到的情况及运行轨迹,输送至智能巡检机器人控制室。各类报警信息与现场监测的关键数据在后台汇集,进行智能算法数据比对,分析设备运行状态。
湖南石化智能巡检机器人控制室
2023年,在一次巡检中,“安安”通过高清摄像头发现设备P204有汽油泄漏现象,立即将数据传输回系统后台。
后台算法精确识别泄漏点,身处巡查现场的“安安”顿时警铃大作,启动声光报警。工作人员迅速到位,处理泄漏,成功把事故扼杀在萌芽状态。
“安安”机如其名,24小时在岗,无论“白+黑”,还是“刮风下雨”都能不知疲惫上岗,确保扫描区域4000多平方米的设备安全。对于监测到的每一个细微数据异常,“安安”都自动推送至技术人员;技术人员检查确认,为炼化装置安全生产上好“双保险”。
持证“上岗”——
提高巡检效率,1年节约生产费用200万元
2021年,市面上机器人种类繁多,但应用于易燃易爆风险复杂工作环境的石化巡检机器人还是空白。
2021年5月24日,湖南石化承担《炼化装置泵群智能巡检机器人平台》课题研发任务。结合催化装置机泵设备管理要求,开展泵群机器人巡检管理平台研发。
历时3年,经历一次次现场调试及工业化应用,“安安”从第一代巡检功能测试机、第二代双臂式巡检机器人、第三代通用型单臂式巡检机器人,成长为第四代四轮八驱功能型巡检机器人,功能和样貌不断迭代升级、完善优化。
专家对“安安”联合“考试 ”
2023年11月,“安安”通过中国石化集团专家联合“考试”,获得岗位巡检技术资质,正式持证“上岗”,成为湖南石化新“员工”,工号3645001。
石油化工属于高危行业,装置易燃易爆。其中,泵区机泵相当于炼化装置的“心脏”,负责将各种流体介质输送到不同单元,给全系统源源不断提供动力。
湖南石化工作人员向记者介绍“安安”的功能
“泵区是整个装置风险最高的一块,它一直在转动,零部件间的磕碰、火花都可能导致易燃易爆、有毒有害介质泄漏。”湖南石化设备管理部转动设备室副主任涂家华介绍,巡回检查是石化企业安全运行的关键保障,机泵出现异常或故障,将直接影响全厂生产的连续性和稳定性,重则发生安全事故。
曾经,3号催化装置泵区需365天24小时不间断人工巡查,除了2名2班倒的巡查工,还需机械、电气、仪表等专业8名维保人员按时巡查。
“安安”上岗,该泵区巡检效率提高30%,信息流转率提高200%,将每小时1次的人工巡查频次降低为6小时1次,1年可节约各类维保、修理等生产费用约200万元。
“机器人巡检还能减轻巡查工暴露在高危环境下的风险,同时避免人工巡检的失误,减少安全事故,保障装置平稳运行。”涂家华告诉记者,“依托智能化手段,我们将逐步减少人工巡查,向少人化、无人化巡查,构建全方位智能化工厂的终极目标进军。”
智能应用——
机器人大展身手,炼化企业作业依靠人工的“画风”加速转变
9月,中国石化炼油事业部组织系统内11家单位的专家,审查讨论湖南石化“炼化装置泵群智能巡检机器人”项目应用方案和机器人技术规范,多家石化企业对“安安”抛出“橄榄枝”。专家们认为,“安安”适用于各炼化装置泵群的巡检,将为石化行业带来较好的经济和社会效益,建议推广应用。
“拥抱数智化,将极大推动石化行业安全生产与生产效率提升。”湖南石化设备管理部经理、智能机器人课题负责人刘海春说。
中国石化专家对“安安”开展科技成果鉴定
近年来,不止巡检,在湖南石化,生产过程优化、安全风险预警、设备预防性维修与在线监控、能耗指标控制、产品精准调和等方面,像“安安”一样的智能机器人大展身手,炼化企业作业依靠人工的“画风”加速转变——
“飞檐走壁”的爬壁除锈机器人,利用超高压水的打击力,快速剥离冲刷储罐内壁杂质与防腐涂层锈迹。作业现场无火花、无粉尘污染,不损伤储罐钢板,高效环保。1个月即可完成油品罐区1台1万立方米储罐内壁的除锈、刷漆作业,比人工除锈效率高30%以上;
加氢班工作人员佩戴的智能头盔,可将执行监护作业的实时声音画面传达到中控室、外操室,同步保存现场监控画面到云端,班长可通过系统下达指令,双方实时交流沟通,提高作业效率;
3号常减压装置加热炉,采用先进的自动优化控制系统,动态优选最佳路线和最优参数组合,实现加热炉连续稳定高效运行,还大大降低人工操作强度……
智能化空间无限。湖南石化执行董事、党委书记王妙云表示,湖南石化将加速推进5G智慧工地、炼化装置泵群智能巡检机器人、长岭II站无人值守机器人等技术的研发及应用,提高生产效率,降低运行成本,赋能企业持续快速高质量发展。
【智言慧语】
为石化产业注入强大智能
湖南理工学院副校长 徐振祥
石化是岳阳的支柱产业,占湖南省石化产业产值60%,热塑性弹性体、己内酰胺、环氧树脂、环氧丙烷四大特色产品在亚洲乃至全球独具优势。
构建现代化石化产业体系、抢占行业竞争制高点,离不开数智技术赋能。
石化行业大力推动高危险、高强度、高负荷等场景下“机器替人”应用探索,由点及面、层层展开,加速构筑天空地面一体、固定移动协同、有形无形结合的智能机器人立体应用体系,是绿色化、智能化、高端化、安全化发展的必然要求。
在湖南石化的应用场景中,智能巡检机器人自主巡检泵区,实时监测设备状态,如温度、压力、振动等,及时发现异常并通过AI预警,有效预防安全事故,提高生产效率和质量。
随着机器学习、深度学习、人工智能等技术的发展,机器人将具备更智能的感知、决策和执行能力,更精准的定位和导航能力,更灵活的姿态控制和更高效的人机交互界面,有望更好地适用不同场景。
注入强大智能,做优石化产业。我们需要持续优化创新生态,力促创新链、产业链、人才链互融互进,推动石化行业上规模上水平,助力湖南建设成我国中部地区重要的石化产业创新示范基地。