中科煉化建成了石化領(lǐng)域首個乙烯裝置數(shù)字孿生體。

1月5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目標(biāo)溫度和時間后，全流程智能控制系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)整優(yōu)化過程，實(shí)現(xiàn)了一鍵式全自動再生。

“原本需要24個小時手動完成的再生過程，現(xiàn)在只需要輸入目標(biāo)值便可自動完成，極大地減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率?！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)用中的一個實(shí)例。

全流程智能控制系統(tǒng)通過實(shí)施多回路同步控制、干燥器順序控制等優(yōu)化，大幅降低了操作工操作強(qiáng)度，顯著提高了裝置智能化操作水平，裝置日常操作量減少了90%以上。同時，裝置平均自控率由投用前的98.44%提升至99.50%以上，大大提升了乙烯裝置整體的控制精度。

全球首套 數(shù)字孿生

“2024年9月數(shù)字孿生智能乙烯工廠所有子課題上線以來，乙烯裝置指標(biāo)在中國石化集團(tuán)公司‘比學(xué)趕幫超’先進(jìn)榜已連續(xù)三個月排名第一。數(shù)智化建設(shè)賦能裝置智能生產(chǎn)，讓我們嘗到了實(shí)實(shí)在在的甜頭！”1月7日，中科煉化化工一部經(jīng)理黃文周在開年第一次部務(wù)會上高興地說。

2022年初，數(shù)字孿生智能乙烯工廠入選中國石化“十條龍”科技攻關(guān)項目。中科煉化為組長單位，石化盈科、工程建設(shè)公司、安工院、北化院、中國中化天華院等為參與單位，承擔(dān)了課題的攻關(guān)任務(wù)。經(jīng)過兩年多的時間，該項目完成了需求確認(rèn)、詳細(xì)設(shè)計、開發(fā)實(shí)施、測試驗(yàn)證、質(zhì)控檢查、上線應(yīng)用等階段性工作。2024年4月，項目在中科煉化全面上線運(yùn)用，標(biāo)志著中國石化在中科煉化建成了石化領(lǐng)域全球首套自主的數(shù)字孿生智能乙烯工廠。

該項目多項應(yīng)用取得了創(chuàng)新突破，研究形成了數(shù)字孿生智能乙烯工廠內(nèi)涵和總體架構(gòu)，提出了“成套技術(shù)成果的軟件化、工程建設(shè)交付的數(shù)字化、石化工廠運(yùn)營的智能化”的數(shù)字孿生智能乙烯工廠一體化實(shí)施路徑，突破了數(shù)字孿生智能乙烯工廠建設(shè)關(guān)鍵核心技術(shù)，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，大大提高了裝置的智能化運(yùn)行水平。

基于數(shù)字孿生、5G技術(shù)等建設(shè)的沉浸式操作培訓(xùn)系統(tǒng)、乙烯碳足跡智能核算系統(tǒng)等信息化新技術(shù)手段，在中科煉化乙烯裝置得到了應(yīng)用，信息化技術(shù)在流程工業(yè)應(yīng)用中提高到了一個全新的水平。

“中科煉化數(shù)字孿生智能乙烯工廠，是數(shù)字化交付的一個顯著成果，樹立了石化行業(yè)乙烯裝置智能化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及工業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿，推動了石化產(chǎn)業(yè)智能化生態(tài)建設(shè)?！敝锌茻捇畔⒅行慕?jīng)理蔡榮生表示。

提前預(yù)警 運(yùn)行可靠

2024年11月20日，裂解爐輻射爐膛安全監(jiān)控報警顯示7號裂解爐第4組爐管個別溫度點(diǎn)高于報警值。

內(nèi)操陳津明通過控制系統(tǒng)紅外檢查發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)火焰燃燒狀態(tài)不好，通過紅外測溫顯示爐膛內(nèi)第4組燃燒有翻卷迷霧等現(xiàn)象。現(xiàn)場進(jìn)一步查驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該爐第4組燃燒磚有損壞情況，火焰直撲爐管。專業(yè)技術(shù)人員隨即對該組燃燒器進(jìn)行了調(diào)整處理。

數(shù)字孿生智能乙烯工廠，通過裂解爐輻射爐膛安全監(jiān)控、裂解爐設(shè)備異常工況預(yù)警與報警、動靜設(shè)備性能在線計算、閥門內(nèi)漏診斷等技術(shù)對設(shè)備異常進(jìn)行提前預(yù)警，推動了設(shè)備管理由事后檢修向預(yù)知維護(hù)轉(zhuǎn)變，有效提升了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

在乙烯裝置配電間，軌道巡檢機(jī)器人每天智能巡檢1134個點(diǎn)位，監(jiān)控電流、電壓、斷路器運(yùn)行狀態(tài)以及配電室溫度和濕度等情況，實(shí)現(xiàn)了乙烯裝置配電設(shè)備全天候巡檢、配電室異常狀況的監(jiān)測預(yù)警，對故障的早期預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)90%以上，有效降低了由于配電柜設(shè)備突發(fā)故障導(dǎo)致的乙烯裝置非計劃停工。

實(shí)時監(jiān)控 保障安全

在中科煉化的乙烯裝置中，直接作業(yè)環(huán)節(jié)的智能化安全管控、突發(fā)事件預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動、機(jī)器人綜合應(yīng)用及智能巡檢等技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，大幅提高了現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能化管控水平。

2024年10月24日，化工一部安全工程師李彬收到了安全生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)來的預(yù)警短信：“一名施工人員在乙烯裝置蒸汽凝液系統(tǒng)作業(yè)時未佩戴安全帽，存在違章行為?！彼⒓吹浆F(xiàn)場督促整改，對施工單位進(jìn)行停工教育。

直接作業(yè)環(huán)節(jié)的智能化安全管控技術(shù)，在高危作業(yè)安全管控中能有效降低員工的違章違規(guī)行為，有效減少消除人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)，防范事故發(fā)生和減少事故損失。

2024年11月30日，李彬收到了智能巡檢機(jī)器人報警信息提醒，顯示現(xiàn)場有可燃?xì)饨橘|(zhì)泄漏。經(jīng)現(xiàn)場核實(shí)發(fā)現(xiàn)，為操作人員在采集乙烯樣品時觸發(fā)接頭松動。李彬及時對操作人員進(jìn)行了提醒?！捌綍r這種情況很難發(fā)現(xiàn)，但巡檢機(jī)器人能夠發(fā)現(xiàn)人工難以發(fā)現(xiàn)的隱患。”李彬說。

機(jī)器人智能巡檢技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了乙烯裝置冷區(qū)儀表讀數(shù)識別、設(shè)備溫度異常檢測、氣體泄漏機(jī)器識別，實(shí)現(xiàn)了隱患排查以及設(shè)備監(jiān)測的“智能化、精細(xì)化、信息化”。

在線優(yōu)化 精準(zhǔn)創(chuàng)效

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)與智能控制系統(tǒng)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)。在線實(shí)時優(yōu)化系統(tǒng)以裝置原料、產(chǎn)品和公用工程等價格為基礎(chǔ)，通過實(shí)時優(yōu)化調(diào)整乙烯裝置的關(guān)鍵參數(shù)，提高了裝置高附加值產(chǎn)品收率，實(shí)現(xiàn)了裝置效益的最大化。

“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)?！被ひ徊抗に囀腋呒壷鞴茏T偉洪說，“比如，當(dāng)前丁二烯、苯產(chǎn)品價格高。在線優(yōu)化系統(tǒng)顯示，通過降低石腦油深度調(diào)整，提高加氫尾油加工量，效益會更好。在特定的優(yōu)化條件下，我們就會調(diào)整原料結(jié)構(gòu)及裂解爐深度以實(shí)現(xiàn)效益最優(yōu)?！?/p>

在線優(yōu)化系統(tǒng)每2小時優(yōu)化一次計算數(shù)據(jù)，相當(dāng)于給乙烯裝置裝上了一個超強(qiáng)大腦，朝著效益最大化方向，實(shí)時優(yōu)化調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)。

2024年4月項目投用以來，中科煉化乙烯裝置燃動能耗、產(chǎn)量、損失率等指標(biāo)取得了歷史最優(yōu)水平，顯示了該項目顯著提高了乙烯裝置的資源高效利用、生產(chǎn)控制優(yōu)化、設(shè)備可靠運(yùn)行和安全環(huán)保低碳水平。同時，項目攻克了核心工業(yè)軟件國產(chǎn)化難題，有力支撐了乙烯生產(chǎn)過程安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了乙烯生產(chǎn)的提質(zhì)增效，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

責(zé)任編輯：鄭 丹

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