吳金梅 王 雷 李 理

“2024年9月份，數(shù)字孿生智能乙烯工廠所有子課題上線以來(lái)，乙烯裝置指標(biāo)在集團(tuán)公司‘比學(xué)趕幫超’先進(jìn)榜已連續(xù)三個(gè)月排名第一。通過(guò)數(shù)智化賦能裝置生產(chǎn)，我們真正嘗到了甜頭?！?024年12月28日，中科煉化化工一部經(jīng)理黃文周在部務(wù)會(huì)上通報(bào)道。

2022年年初，中科煉化數(shù)字孿生智能乙烯工廠入選中國(guó)石化“十條龍”科技攻關(guān)項(xiàng)目，科技研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、軟件開(kāi)發(fā)等多家單位協(xié)同攻關(guān)，開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障診斷、實(shí)時(shí)優(yōu)化、決策支持等應(yīng)用研發(fā)。經(jīng)過(guò)兩年多的努力，首次實(shí)現(xiàn)了乙烯裝置工藝、設(shè)備、操作、安全、環(huán)保全域智能運(yùn)行，大大提升了裝置運(yùn)行水平。自2024年4月份項(xiàng)目投用以來(lái)，乙烯裝置燃動(dòng)能耗、產(chǎn)量、損失率等指標(biāo)取得歷史最優(yōu)水平。

智能控制，員工操作更便捷

2024年12月20日，中科煉化乙烯裝置裂解氣液相干燥器根據(jù)再生周期，需要進(jìn)行再生操作?；ひ徊慨?dāng)班主操陳洪登一鍵輸入再生的目標(biāo)溫度及時(shí)間，全流程智能控制系統(tǒng)（IPC）精準(zhǔn)調(diào)整優(yōu)化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)一鍵式全自動(dòng)再生。

“原本需要24個(gè)小時(shí)手動(dòng)完成的再生過(guò)程，現(xiàn)在只需輸入目標(biāo)值，計(jì)算機(jī)便可自動(dòng)完成，大大減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?！标惡榈茄陲棽蛔?nèi)心的自豪。

這是中科煉化乙烯裝置全流程智能控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例之一。全流程智能控制通過(guò)實(shí)施多回路同步控制、干燥器順序控制等優(yōu)化步驟，顯著提升了裝置智能化操作水平，裝置日常操作量減少90%。同時(shí)，裝置平均自控率由投用前的98.44%提升至99.50%，大大提升了乙烯裝置整體控制精度。

在線優(yōu)化，裝置創(chuàng)效更精準(zhǔn)

2024年10月，在實(shí)現(xiàn)全流程智能控制的基礎(chǔ)上，中科煉化將在線優(yōu)化系統(tǒng)（RTO）與智能過(guò)程控制系統(tǒng)（IPC）聯(lián)動(dòng)。在線優(yōu)化系統(tǒng)以裝置原料、產(chǎn)品和公用工程等價(jià)格為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整乙烯裝置的關(guān)鍵參數(shù)，提高裝置高附加值產(chǎn)品的收率，實(shí)現(xiàn)裝置效益最大化。

“在保證安全平穩(wěn)生產(chǎn)的前提下，裝置效益最大化是我們的追求。每天我都會(huì)查看在線優(yōu)化系統(tǒng)，掌握裝置增效優(yōu)化方向，以便調(diào)整裝置生產(chǎn)。當(dāng)前丁二烯、苯產(chǎn)品價(jià)格高，在線優(yōu)化系統(tǒng)顯示，通過(guò)降低石腦油深度調(diào)整參數(shù)，提高加氫尾油加工量，可以產(chǎn)生更多效益?！?024年12月25日，化工一部工藝室高級(jí)主管譚偉洪站在系統(tǒng)顯示屏前，目光專(zhuān)注地說(shuō)道。在線優(yōu)化系統(tǒng)每?jī)尚r(shí)優(yōu)化一次計(jì)算數(shù)據(jù)，相當(dāng)于給乙烯裝置裝上了一個(gè)超強(qiáng)大腦，以效益最大化為目標(biāo)，可實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)。

提前預(yù)警，設(shè)備運(yùn)行更可靠

2024年12月20日，裂解爐輻射爐膛安全監(jiān)控預(yù)警顯示，7號(hào)裂解爐第4組爐管個(gè)別溫度點(diǎn)高于預(yù)警值，內(nèi)操陳津明通過(guò)控制系統(tǒng)紅外檢查發(fā)現(xiàn)，爐膛內(nèi)火焰燃燒狀態(tài)不佳，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步查驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第4組燃燒磚有損壞痕跡。他立刻通知專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)該組爐管進(jìn)行了調(diào)整處理。

數(shù)字孿生智能乙烯工廠通過(guò)裂解爐輻射爐膛安全監(jiān)控、裂解爐設(shè)備異常工況預(yù)警、動(dòng)靜設(shè)備性能在線計(jì)算、閥門(mén)內(nèi)漏診斷等手段，對(duì)設(shè)備異常進(jìn)行提前預(yù)警，推動(dòng)設(shè)備管理由事后檢修向預(yù)知維護(hù)轉(zhuǎn)變，有效提升設(shè)備運(yùn)行可靠性。

此外，在乙烯裝置電氣間，他們還引入軌道巡檢機(jī)器人進(jìn)行智能巡檢，每天巡檢1134個(gè)點(diǎn)位，監(jiān)控電流、電壓、斷路器運(yùn)行狀態(tài)及配電室溫度、濕度等情況，對(duì)故障的早期預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)90%，有效降低由于配電柜設(shè)備突發(fā)故障引起乙烯裝置非計(jì)劃停工的概率。

實(shí)時(shí)監(jiān)控，安全生產(chǎn)有保障

在中科煉化的乙烯裝置中，一系列依托數(shù)字孿生和5G技術(shù)構(gòu)建的信息化新技術(shù)手段得到廣泛應(yīng)用，其中包括安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)，以及乙烯碳足跡智能核算系統(tǒng)等。

這些技術(shù)手段的運(yùn)用，極大地提升了生產(chǎn)流程的精細(xì)化管理與智能化操控水平。

“一名施工人員在乙烯裝置蒸汽凝液系統(tǒng)作業(yè)時(shí)，未佩戴安全帽……”

近日，化工一部安全工程師李彬收到安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)來(lái)的預(yù)警短信，立即到現(xiàn)場(chǎng)督促整改，對(duì)施工單位進(jìn)行停工教育。

直接作業(yè)環(huán)節(jié)的智能化實(shí)時(shí)管控、突發(fā)事件預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、機(jī)器人智能巡檢等技術(shù)在乙烯裝置的應(yīng)用，加大了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表異常問(wèn)題、機(jī)泵等設(shè)備異常報(bào)警、跑冒滴漏和人的不安全行為的識(shí)別力度，實(shí)現(xiàn)了隱患排查，以及設(shè)備監(jiān)測(cè)的智能化、精細(xì)化、信息化管理，有效防范了事故發(fā)生。

中科煉化數(shù)字孿生智能乙烯工廠作為數(shù)字化交付的一項(xiàng)突出成果，推動(dòng)了石化產(chǎn)業(yè)智能化生態(tài)建設(shè)邁向新的階段。

數(shù)字孿生智能乙烯工廠技術(shù)架構(gòu)

智能控制板塊

主體：裂解氣液相干燥器、全流程智能控制系統(tǒng)（IPC）

作用：一鍵式全自動(dòng)再生，操作量減少90%，自控率提升至99.50%

在線優(yōu)化板塊

主體：在線優(yōu)化系統(tǒng)（RTO）

作用：以效益最大化為目標(biāo)，每?jī)尚r(shí)優(yōu)化計(jì)算數(shù)據(jù)，調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)增產(chǎn)增效

提前預(yù)警板塊

主體：裂解爐輻射爐膛安全監(jiān)控、軌道巡檢機(jī)器人

作用：設(shè)備異常提前預(yù)警，故障早期預(yù)警準(zhǔn)確率90%，減少非計(jì)劃停工

實(shí)時(shí)監(jiān)控板塊

主體：安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

作用：識(shí)別各類(lèi)異常，實(shí)現(xiàn)智能化安全管控，防范事故發(fā)生

（文字由AI生成）