黃東江，曹?chē)?guó)軍，姬學(xué)廷，趙喜平

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第一采氣廠，陜西靖邊 718500）

1 智能化在凈化廠生產(chǎn)管理中必要性

1.1 智能化管理的必要性

貫徹油田公司、采氣一廠關(guān)于推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展和深化人事勞動(dòng)分配制度改革會(huì)議精神，不斷提升工廠的數(shù)字化管理水平，優(yōu)化管理流程，減控外包業(yè)務(wù)規(guī)模，提高生產(chǎn)效率；降低勞動(dòng)成本，盤(pán)活內(nèi)部用工總量，提高工作效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性；縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，達(dá)到節(jié)能、降耗、減排的作用，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，消除安全隱患。堅(jiān)持建設(shè)與管理、應(yīng)用與維護(hù)并重，堅(jiān)持應(yīng)用管理的統(tǒng)領(lǐng)性、整體性、可操作性，統(tǒng)籌各方面、各層次、各要素，集中有效資源，實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展；堅(jiān)持分步實(shí)施原則，突出重點(diǎn)、急用先建、以用促建，杜絕重復(fù)建設(shè)。

1.2 智能化在生產(chǎn)中的必要性

凈化廠原料氣及酸氣系統(tǒng)含H2S、CO2等酸性氣體，天然氣輸送下游用戶時(shí)，需要對(duì)原料天然氣中的酸性氣體脫除。其原因是酸性氣體腐蝕設(shè)備，導(dǎo)致管壁減薄，因此，在輸送前，應(yīng)將其脫除，使其達(dá)外輸要求，其次，要將原料天然氣中的水脫除，究其原因，是為防止液態(tài)的水結(jié)冰堵塞管道。同時(shí)，在脫除酸性氣體作業(yè)時(shí)，氣體隨時(shí)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)較大，從安全環(huán)保方面考慮，減少員工在工業(yè)場(chǎng)所的暴露時(shí)間，降低人員傷害風(fēng)險(xiǎn)，就是提升本質(zhì)安全管理。

目前凈化廠員工年齡結(jié)構(gòu)整體偏大，生產(chǎn)任務(wù)中，人工巡檢點(diǎn)多、覆蓋面廣且工作量大，占用大量人力資源，通過(guò)新技術(shù)創(chuàng)新管理模式，優(yōu)化組織機(jī)構(gòu)和隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，提高勞動(dòng)效率。

2 運(yùn)行背景現(xiàn)狀

2.1 設(shè)備運(yùn)行管理

（1）設(shè)備全生命周期管理數(shù)字化程度不高。

（2）故障設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)提前分析預(yù)警。

（3）設(shè)備管理可視化程度不高。

2.2 安全風(fēng)險(xiǎn)管控

（1）常規(guī)作業(yè)自動(dòng)化程度不高。

（2）員工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控難度大。

2.3 員工勞動(dòng)強(qiáng)度

（1）員工巡檢工作量大。

（2）手動(dòng)填報(bào)資料任務(wù)重。

2.4 節(jié)能節(jié)水管理

（1）節(jié)能節(jié)水?dāng)?shù)據(jù)采用手工填報(bào)。

（2）能耗分析計(jì)算不夠精確。

3 智能化管理模式

3.1 功能

3.1.1 可視化設(shè)備建模

采用3D 建模技術(shù)，對(duì)裝置進(jìn)行分區(qū)域建設(shè)模塊。

3.1.2 可視化設(shè)備臺(tái)賬管理

通過(guò)在智能化管理中建立設(shè)備臺(tái)賬及資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)并綁定，實(shí)現(xiàn)設(shè)備臺(tái)賬的可視化及模型和屬性數(shù)據(jù)的互查、雙向檢索定位。

3.1.3 可視化巡檢管理

根據(jù)巡檢要求，將巡檢任務(wù)從制定、級(jí)別分配、傳達(dá)下發(fā)、崗點(diǎn)接收、操作員工執(zhí)行巡回檢查、形成閉環(huán)上報(bào)、分級(jí)考核等全部工作都可以遠(yuǎn)程控制從而實(shí)現(xiàn)巡檢過(guò)程可視化、簡(jiǎn)捷化、規(guī)范化、智能化管理，使各級(jí)人員可以隨便發(fā)現(xiàn)各級(jí)隱患。

3.2 安全風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)化控制

凈化廠天然氣處理規(guī)模大、任務(wù)重，對(duì)工藝設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、人身安全和環(huán)境保護(hù)要求較高。同時(shí)凈化廠生產(chǎn)的特點(diǎn)為易燃、易爆和含有劇毒硫化氫氣體的生產(chǎn)場(chǎng)所，一旦發(fā)生泄漏和爆炸事故，會(huì)造成人員傷害，后果嚴(yán)重。智能化技術(shù)的應(yīng)用改善了工作環(huán)境，讓員工遠(yuǎn)離高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)場(chǎng)所，大幅削減夜班工作頻次，減輕人工作業(yè)強(qiáng)度。

3.3 節(jié)能節(jié)水智能化分析

“天然氣凈化廠能量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)管理軟件”界面友好直觀、操作方便快捷且軟件體積較小，其不但能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)石油化工過(guò)程涉及的單位能耗及其占比進(jìn)行綜合分析，同時(shí)還可以采用“問(wèn)題表格法”對(duì)整個(gè)裝置中的各個(gè)換熱器進(jìn)行夾點(diǎn)溫度、最小公用工程用量計(jì)算，以有效輔助換熱網(wǎng)絡(luò)的合理分析與系統(tǒng)節(jié)能，此軟件支持變流股輸入，極大拓寬了程序的使用范圍。除這些以外，它在操作上還具有優(yōu)化功能，比如，在天然氣凈化裝置中，原料天然氣處理是定值，按照氣井組成的原料天然氣含量，在脫除原料天然氣中含有硫化氫水分的基礎(chǔ)上，根據(jù)GB/T 17747.3—2011《天然氣壓縮因子的計(jì)算 第3部分：用物性值進(jìn)行計(jì)算》，根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出摩爾流量，由此，可以根據(jù)不同類(lèi)型的胺液和醇，計(jì)算不同類(lèi)原料天然氣在脫硫、脫水中所需要的溶液量及其循環(huán)量，根據(jù)結(jié)果擇優(yōu)錄用，可達(dá)到提質(zhì)增效、節(jié)能降耗的目的。

3.3.1 主窗口

當(dāng)單擊確定按鈕進(jìn)入“天然氣凈化廠能量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)管理軟件”后，新打開(kāi)窗口，可以分別為多個(gè)模塊組成，組成每個(gè)模塊有分別的按鈕，按鈕可以分別設(shè)為“退出”、“能耗分析”等，每個(gè)按鈕根據(jù)生產(chǎn)管理應(yīng)用不同，其分布內(nèi)容不同，按照按鈕將其所有的信息需求，全部布置在內(nèi)，其中，“退出”按鈕可以直接關(guān)閉當(dāng)前的窗口。

3.3.2 “能耗分析”子窗口

單擊主窗口中的“能耗分析”按鈕后，可以打開(kāi)能耗分析連接窗口，計(jì)算出整個(gè)裝置的實(shí)際能源消耗量、單位能耗及其占比。

3.3.3 “夾點(diǎn)分析”子窗口

單擊主窗口中的“夾點(diǎn)分析”按鈕后即可進(jìn)入該子窗口，根據(jù)“問(wèn)題表格法”來(lái)確定換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)位置，用戶輸入冷、熱物流的進(jìn)出口溫度、熱容流率和最小傳熱溫差后，軟件會(huì)根據(jù)輸入信息自動(dòng)劃分子網(wǎng)，確定夾點(diǎn)溫度以及最小公用工程用量。

3.2.4 “參數(shù)優(yōu)化”子窗口

單擊主窗口中的“參數(shù)優(yōu)化”按鈕后即可進(jìn)入該子窗口，在給定天然氣處理氣量、組分含量以及脫硫、脫水單元天然氣進(jìn)/出口含量（或脫硫/水率）的基礎(chǔ)上，根據(jù)GB/T 17747.3—2011《天然氣壓縮因子的計(jì)算第3部分：用物性值進(jìn)行計(jì)算》計(jì)算原料天然氣的摩爾流量，針對(duì)MEA、DEA、DGA、DIPA、MDEA 和混合溶液等不同類(lèi)型的脫硫、脫水溶液得到優(yōu)化后的脫硫溶液循環(huán)量和脫水溶液循環(huán)量，并利用TEG 貧液含量（或TEG 富液含量）得到TEG 貧液中的質(zhì)量流量、TEG 富液中的TEG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（或TEG 貧液中的TEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以及TEG 富液中的質(zhì)量流量。

4 盤(pán)活勞力資源，提高工作效率

4.1 智能移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)應(yīng)用

已完成日常巡檢、專(zhuān)項(xiàng)巡檢、常規(guī)作業(yè)、危險(xiǎn)作業(yè)4個(gè)主體模塊開(kāi)發(fā)，其中日常巡檢、專(zhuān)項(xiàng)巡檢、常規(guī)作業(yè)3個(gè)模塊已在我廠順利運(yùn)行，危險(xiǎn)作業(yè)模塊在11月已完成資料錄入和前期測(cè)試。

目前凈化廠移動(dòng)智能平臺(tái)各模塊運(yùn)行平穩(wěn)，通過(guò)將安全附件專(zhuān)項(xiàng)檢查、作業(yè)維護(hù)、隱患排查等崗位員工的日常操作便捷化，實(shí)現(xiàn)了工作任務(wù)自動(dòng)定制推送、自動(dòng)提醒、作業(yè)審批掃碼完成、作業(yè)過(guò)程實(shí)時(shí)跟蹤，工作記錄自動(dòng)生成，極大地縮短了員工巡檢時(shí)間、減少了每日車(chē)間主任、技術(shù)人員派工時(shí)間、同時(shí)取消了每日大量作業(yè)票打印工作，提升了作業(yè)效率。

4.1.1 日常巡檢模塊

（1）使用情況

全廠五個(gè)車(chē)間已全部投入使用，紙質(zhì)版巡檢資料及六級(jí)巡檢制度已取消。生產(chǎn)車(chē)間10：00、16：00由白班人員使用智能移動(dòng)終端巡檢2次，22：00、6：00由夜班人員巡檢2次；保障車(chē)間設(shè)備維護(hù)及儀表維護(hù)崗人員每日巡檢1次。

同時(shí)，凈化廠對(duì)日常巡檢表中的巡檢項(xiàng)目進(jìn)行了優(yōu)化整合，將全廠1 484條巡檢項(xiàng)目，減少至1 178條，減少了306條。

（2）使用效果

員工巡檢頻次由6次降至4次（取消凌晨巡檢），每次巡檢項(xiàng)目數(shù)量由1 484項(xiàng)減少至1 178項(xiàng)，全天巡檢項(xiàng)目減少4 000多項(xiàng)，取消紙質(zhì)版巡檢表63份，巡檢方式方便快捷，杜絕大量紙質(zhì)版資料打印整理工作，工作效率顯著提高。

4.1.2 專(zhuān)項(xiàng)巡檢模塊

通過(guò)優(yōu)化專(zhuān)項(xiàng)巡檢內(nèi)容，整合專(zhuān)項(xiàng)巡檢資料，將巡檢項(xiàng)目降低至原有項(xiàng)目的46.7%。專(zhuān)項(xiàng)巡檢定時(shí)任務(wù)派發(fā)，使不同巡檢項(xiàng)的不同巡檢時(shí)間推送程序化，避免記憶混亂。專(zhuān)項(xiàng)巡檢智能化，取消了大量紙質(zhì)版巡檢資料打印、整理工作，提升了工作效率。

4.1.3 常規(guī)作業(yè)模塊

使用效果：借助智能移動(dòng)終端，員工清楚地了解當(dāng)天的工作任務(wù)、工作標(biāo)準(zhǔn)及安全注意事項(xiàng)，掃碼完成工作任務(wù)的激活與作業(yè)票審批。工作過(guò)程自動(dòng)反饋，形成記錄，各級(jí)管理者利用系統(tǒng)可輕松掌握當(dāng)天的工作完成情況及存在問(wèn)題。

4.1.4 危險(xiǎn)作業(yè)模塊

目前，危險(xiǎn)作業(yè)模塊在一凈還未正式推行。凈化廠做好前期準(zhǔn)備工作，根據(jù)工程師已建好的危險(xiǎn)作業(yè)模塊模板，將凈化廠的高危作業(yè)票內(nèi)容、作業(yè)點(diǎn)、氣體檢測(cè)儀等資料提前錄入移動(dòng)智能平臺(tái)。配合移動(dòng)智能終端，對(duì)危險(xiǎn)作業(yè)流程進(jìn)行前期測(cè)試，并將測(cè)試過(guò)程中的問(wèn)題匯總上報(bào)。

4.2 集中集成平臺(tái)（智能信息化平臺(tái)）應(yīng)用

經(jīng)統(tǒng)計(jì)全廠各運(yùn)行車(chē)間需填寫(xiě)的報(bào)表多達(dá)58項(xiàng)，并且所有數(shù)據(jù)采用傳統(tǒng)的人工填寫(xiě)方式。為徹底解決全廠報(bào)表繁多、人工填寫(xiě)報(bào)表錯(cuò)填、漏填、效率低等諸多問(wèn)題，前期對(duì)全廠的基礎(chǔ)資料及各類(lèi)管理平臺(tái)進(jìn)行整合，通過(guò)開(kāi)展大量數(shù)據(jù)采集、平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、報(bào)表繪制、點(diǎn)位核對(duì)等工作，構(gòu)建了凈化廠智能信息化管理平臺(tái)，目前數(shù)據(jù)填報(bào)和報(bào)表自動(dòng)生成模塊已投運(yùn)。

4.2.1 使用情況

目前凈化廠集中集成平臺(tái)已正式上線運(yùn)行，通過(guò)信息化管理平臺(tái)與自控系統(tǒng)Deltav 數(shù)據(jù)庫(kù)交互對(duì)接，實(shí)現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)、維護(hù)保養(yǎng)記錄與信息化平臺(tái)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了所有報(bào)表一鍵生成；數(shù)據(jù)直接由中控室填寫(xiě)、車(chē)間審核后上報(bào)至采氣一廠各部門(mén)科室，解決了各崗位員工在日常工作過(guò)程中的數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流，將所有紙質(zhì)版資料電子化，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公。

4.2.2 使用效果

利用集中集成平臺(tái)初步實(shí)現(xiàn)了凈化廠數(shù)據(jù)、信息的共享公用，報(bào)表自動(dòng)生成在減少員工工作量、提高工作效率的同時(shí)提高了報(bào)表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免人為輸入、統(tǒng)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的失誤。將數(shù)據(jù)上報(bào)工作化繁為簡(jiǎn)，剔除冗余的中間環(huán)節(jié)，并將數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，進(jìn)一步提高凈化廠智能化水平，降低員工工作量，解決人員緊缺問(wèn)題。