Bảo dưỡng thông minh: Chìa khóa của ngành lọc dầu trong kỷ nguyên số

2 giờ trướcBài gốc

Bảo dưỡng nhà máy lọc dầu hiện đại trở thành lợi thế cạnh tranh trong ngành dầu khí. (Ảnh: theamericanenergy)

Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA), công suất lọc dầu toàn cầu năm 2023 đạt khoảng 103,5 triệu thùng/ngày. Phần lớn công suất tăng thêm dự kiến tập trung ở Trung Đông và châu Á - Thái Bình Dương, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ. Đến năm 2028, công suất lọc dầu toàn cầu được dự báo tăng thêm từ 2,6 đến 4,9 triệu thùng/ngày.

Trong bối cảnh công suất gia tăng song song với kỷ nguyên số, công tác bảo dưỡng nhà máy lọc dầu đang trở thành yếu tố tạo khác biệt mang tính chiến lược.

Trên toàn cầu, các nhà máy lọc dầu đang đối mặt với hạ tầng già cỗi, thiếu hụt lao động, chi phí vận hành tăng cao và nguy cơ dừng hoạt động ngoài kế hoạch ngày càng lớn. Một bài viết năm 2024 trên World Journal of Advanced Research and Reviews cho biết ngành bảo dưỡng lọc dầu khí phụ thuộc nặng nề vào cơ sở hạ tầng đã xuống cấp để khai thác, vận chuyển và chế biến hydrocarbon. Trong khi đó, nhu cầu toàn cầu về hóa dầu, nhiên liệu vận tải và dầu chuyên dụng lại đang tăng mạnh tại các thị trường mới nổi.

Để giữ vững năng lực cạnh tranh, các nhà vận hành phải giảm tối đa thời gian ngừng máy, bảo vệ tuổi thọ tài sản và đảm bảo độ tin cậy, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải ngày càng khắt khe. Đây là lúc bảo dưỡng nhà máy lọc dầu thông minh - với giám sát tiên tiến dựa trên phân tích dự báo, AI, robot và bản sao số - trở nên không thể thiếu.

Vì sao mô hình bảo dưỡng truyền thống không còn đủ?

Trong nhiều thập kỷ, bảo dưỡng nhà máy lọc dầu chủ yếu dựa vào kiểm tra định kỳ, giám sát thủ công và can thiệp theo lịch. Tuy nhiên, các nhà máy hiện đại đã vượt xa giới hạn của những phương pháp này. Khi số lượng nhà máy lọc dầu tăng liên tục trong những năm gần đây, các hệ thống bảo dưỡng hiện đại ngày càng giữ vai trò trung tâm.

Rủi ro sự cố gia tăng

Nhiều nhà máy lọc dầu trên thế giới được xây dựng từ hàng chục năm trước và hiện đã vận hành vượt xa tuổi thọ thiết kế ban đầu, làm tăng nguy cơ xuống cấp thiết bị, ăn mòn và sự cố bất ngờ. Riêng tại Mỹ có 132 nhà máy lọc dầu đang hoạt động với tổng công suất chưng cất khoảng 18,4 triệu thùng/ngày, nên chỉ cần gián đoạn nhỏ cũng có thể lan rộng ra toàn bộ chuỗi cung ứng và thị trường.

Vật liệu kim loại cũ, hệ thống điều khiển lạc hậu và việc trì hoãn đầu tư thay thế làm tăng khả năng dừng máy ngoài kế hoạch. Mỗi sự cố có thể gây thiệt hại hàng triệu USD và ảnh hưởng đáng kể đến việc làm cũng như nguồn thu thuế địa phương. Việc nâng cấp và chuyển sang mô hình bảo dưỡng theo tình trạng thiết bị hiện đã trở thành yêu cầu cấp thiết để giảm rủi ro và bảo vệ sản lượng.

Khoảng trống nhân lực và kỹ năng

Lực lượng lao động trong ngành lọc dầu và dầu khí nói chung đang già hóa. Ngành cần đội ngũ nhân sự có kỹ năng số và kiểm tra hiện đại, trong khi khoảng trống năng lực ngày càng rõ khi triển khai các hệ thống giám sát tình trạng tiên tiến. Nhiều phân tích gần đây cho thấy tình trạng thiếu hụt nhân tài, khi lực lượng giàu kinh nghiệm nghỉ hưu còn lớp kế cận lại quá ít.

Nguồn nhân lực hạn chế đồng nghĩa thiếu lao động có kỹ năng về khoa học dữ liệu, thiết bị đo lường và kiểm tra từ xa. Sự thay đổi này đẩy chi phí nhân công trong các đợt đại tu lên cao, gây khó khăn cho công tác nhân sự khi dừng máy và buộc doanh nghiệp phải phụ thuộc nhiều hơn vào nhà thầu bên ngoài và tự động hóa để duy trì tri thức tổ chức và bảo đảm vận hành an toàn. Vì vậy, các chương trình đào tạo lại và chuyển giao tri thức mang tính chiến lược là yếu tố then chốt.

Tiêu chuẩn an toàn, môi trường và vận hành ngày càng nghiêm ngặt

Các cơ quan quản lý trên toàn cầu đang yêu cầu báo cáo chi tiết hơn về phát thải và sự cố, đồng thời đòi hỏi những biện pháp giảm rủi ro có thể chứng minh được, như chương trình phát hiện - sửa chữa rò rỉ và quy trình bảo dưỡng được ghi nhận đầy đủ. Tại Mỹ, Chương trình Báo cáo Khí nhà kính của Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) buộc các nhà máy lọc dầu phải báo cáo lượng phát thải CO₂ tương đương và các dữ liệu liên quan. Những yêu cầu chặt chẽ hơn về báo cáo và cấp phép này làm gia tăng gánh nặng vận hành cho các nhà lọc dầu.

Song song đó, các cơ quan quản lý và thị trường cũng ghi nhận, thậm chí thưởng, cho những doanh nghiệp chứng minh được việc giảm rò rỉ, đốt bỏ khí và cường độ năng lượng. Vì vậy, các chương trình bảo dưỡng hiện đại giúp giảm rò rỉ, rút ngắn thời gian đại tu và cắt giảm phát thải không chỉ để tuân thủ quy định mà còn trở thành lợi thế cạnh tranh chiến lược.

Bảo dưỡng nhà máy lọc dầu thông minh

Bảo dưỡng thông minh kết hợp công nghệ tiên tiến, phân tích dữ liệu và tự động hóa, đưa quản lý tài sản từ cách làm phản ứng thụ động sang mô hình dự báo, theo thời gian thực và dựa trên dữ liệu.

Thay vì chờ thiết bị hỏng mới sửa, các nhà vận hành đã áp dụng hệ thống dự báo và khuyến nghị để phát hiện sự cố trước khi xảy ra, từ đó sửa chữa sớm và duy trì vận hành liên tục. Trong nhà máy lọc dầu, mỗi giờ dừng máy có thể gây thiệt hại tới 500.000 USD, nên việc giảm thời gian ngừng hoạt động mang ý nghĩa kinh tế rất lớn.

Các mô hình dự báo sử dụng dữ liệu rung động, bất thường áp suất, dấu hiệu ăn mòn và lịch sử hỏng hóc để dự đoán sự cố, còn phân tích khuyến nghị đề xuất phương án xử lý, phụ tùng và thời điểm tối ưu. Cách tiếp cận này đang giúp giảm mạnh các đợt dừng máy ngoài kế hoạch của máy nén, bơm, tháp chưng cất và bộ trao đổi nhiệt.

IIoT và giám sát thời gian thực

Internet Vạn vật Công nghiệp (IIoT) phát huy hiệu quả nhờ hệ thống cảm biến giám sát nhiệt độ, rung động và rò rỉ do ăn mòn theo thời gian thực. Việc giám sát liên tục ngày càng quan trọng với các phân xưởng rủi ro cao như cracking xúc tác hay hydro xử lý. IIoT cũng hỗ trợ thu thập dữ liệu giám sát phát thải liên tục, giúp tuân thủ các quy định môi trường mới nhất. Nhiều doanh nghiệp hiện đưa dữ liệu cảm biến của nhà máy lên nền tảng đám mây để vận hành tập trung, nâng cao khả năng kiểm soát tình hình tại nhiều cơ sở cùng lúc.

Robot và thiết bị bay không người lái trong kiểm tra

Robot và drone đang trở thành công cụ thiết yếu cho việc kiểm tra an toàn và nhanh chóng các ống khói đốt, lò hơi, bể chứa và đường ống - những hạng mục trước đây thường phải dựng giàn giáo, dừng máy hoặc vào không gian hạn chế. Chẳng hạn, Flyability cho biết drone Elios của họ đã rút ngắn thời gian kiểm tra bồn chứa tại các tổ hợp FPSO của Texo từ 7-10 ngày xuống còn khoảng 2 ngày mỗi bồn. Ở nơi khác, robot bò có thể kiểm tra ăn mòn dưới lớp cách nhiệt mà không cần tháo dỡ. Những công cụ thông minh này giúp nâng cao hiệu quả công việc, giảm chi phí vận hành và hạn chế rủi ro cho người lao động.

Bản sao số để tối ưu hóa tài sản

Các nhà máy lọc dầu có thể được bảo dưỡng và đánh giá thông qua công nghệ bản sao số. Công nghệ này sử dụng dữ liệu cảm biến theo thời gian thực để mô phỏng hiệu suất, phát hiện sự cố và thử nghiệm các phương án bảo dưỡng, qua đó nâng cao hiệu quả năng lượng và giảm rủi ro vận hành nhờ mô hình hóa kịch bản tốt hơn. Tập đoàn dầu khí bp cho biết, chỉ trong năm đầu áp dụng, các giải pháp bản sao số đã giúp họ tăng thêm 30.000 thùng dầu. Nhờ bản sao số, nhà máy có thể mô phỏng trình tự dừng máy, đánh giá hiệu suất hoặc thay đổi cấu hình thiết bị trong môi trường ảo trước khi áp dụng ngoài thực tế, từ đó giảm chi phí thử–sai.

Nền tảng cộng tác dựa trên đám mây

Các nền tảng đám mây tập hợp dữ liệu bảo dưỡng, quy trình kiểm tra, hồ sơ nhà thầu và thay đổi kỹ thuật trên toàn bộ mạng lưới nhà máy lọc dầu toàn cầu. Hệ thống quản lý bảo dưỡng trên đám mây giúp hoàn thành lệnh công việc nhanh hơn và cải thiện rõ rệt khả năng phối hợp giữa các bộ phận, đặc biệt trong quản lý tồn kho. Đồng thời, nền tảng này còn tập trung hóa việc báo cáo tuân thủ, ngày càng quan trọng khi cơ quan quản lý yêu cầu công bố thông tin môi trường và an toàn thường xuyên hơn.

Các nhà máy lọc dầu đang đứng trước thời điểm mà hiện đại hóa là chìa khóa để vừa đáp ứng nhu cầu dầu thô ngày càng tăng, vừa cam kết phát triển bền vững. Trong bối cảnh thị trường biến động, yêu cầu an toàn cao hơn và chi phí vận hành leo thang, việc nhìn lại cách tiếp cận bảo dưỡng là cần thiết. Ứng dụng AI, bản sao số, cảm biến IIoT, phân tích dự báo và robot là hướng đi tất yếu của ngành; những doanh nghiệp đón đầu công nghệ sẽ chiếm lợi thế.

Nh.Thạch

AFP

Nguồn PetroTimes : https://petrotimes.vn/bao-duong-thong-minh-chia-khoa-cua-nganh-loc-dau-trong-ky-nguyen-so-737692.html