给乙烯生产装上“超强大脑”——兰州石化长庆乙烷制乙烯项目智能化工厂建设纪实

2022-09-05 09:00

给乙烯生产装上“超强大脑”
——兰州石化长庆乙烷制乙烯项目智能化工厂建设纪实
新甘肃·甘肃日报记者蔡文正通讯员冯作文
近日，兰州石化长庆乙烷制乙烯项目智能化工厂顺利通过中国石油天然气集团有限公司组织的线上验收专家评审。目前，33个项目已完成验收投入使用，成为提升乙烯生产效率的“超强大脑”。
兰州石化长庆乙烷制乙烯项目是国家级乙烷裂解制乙烯示范工程，由80万吨/年乙烯装置、40万吨/年全密度聚乙烯装置、40万吨/年高密度聚乙烯装置和3万吨/年丁烯-1(己烯-1)装置和其他配套工程构成。该项目于2019年6月28日开工建设，2021年8月3日建成投产。该项目投产至今，实现总盈利4.5亿元，已成为中国石油炼化分公司和兰州石化公司新的利润增长点。
为了切实将长庆乙烷制乙烯项目打造成全国领先、具有国际竞争力的绿色、智能、效益型国家乙烷制乙烯示范工程，兰州石化公司超前谋划，对标国际乙烷裂解制乙烯先进技术，充分利用信息技术优势，在智能化工厂建设上及早布局，目前，智能化工厂总体建设任务基本完成。
该项目由兰州石化榆林化工有限公司承建和运营。“长庆乙烷制乙烯智能化工厂建设项目的各系统陆续上线使用，使生产运行更优化，设备管理更有序，安全环保管控更有力，IT技术应用更可靠，为建设绿色、智能、效益型一流乙烯示范企业奠定了坚实基础。”兰州石化榆林化工有限公司执行董事、党委书记谢恒说。
　　整合系统
　　实现在线监测诊断
秦大伟是兰州石化榆林化工有限公司安全环保部工程师。8月15日上班路上，他即从手机上“长庆乙烷制乙烯智能化工厂报警管理系统”发送的短信中，获知厂里生产安全平稳、无报警事件。
用短信向管理人员发送乙烯生产信息，是智能化工厂建设的一大成果。智能化工厂建设以自动化控制、互联网、物联网、新型传感器、云计算和信息系统为支撑，将自动化生产、一体化应用、精细化管理、可视化监控、合理化调度有机整合，建成覆盖生产管控、设备管理、HSE管理、能源管理等主要业务的新型闭环优化运营模式，为兰州石化长庆乙烷制乙烯项目的生产经营提供全面感知、分析预测、优化生产、协同执行四种能力。
兰州石化长庆乙烷制乙烯项目智能化工厂建设过程中，整合了智能电网、智能仪表、设备状态监测等系统，实现对乙烯生产设备的在线监测和诊断。设备管理人员通过手机系统即可实时掌握全厂乙烯生产设备的健康状况，接收到相关信息，提高管理效率。目前，全厂7000余台智能仪表可进行远程调校和阀门监测，进一步确保了长庆乙烷制乙烯项目生产装置的平稳运行。
　　数据库建设
　　突破专业和系统“壁垒”
8月16日，在榆林化工有限公司工程师站，仪表工程师郭程昕与智能阀门供应商正在对一台乙烯生产监测设备进行调试。工作间隙，郭程昕不时登录“仪表资产管理系统”了解全厂7000余台智能仪表的运行情况，判断设备运行状态。
目前，兰州石化榆林化工有限公司已经定义15个大类的静态数据，主要包括塔、容器、反应器、泵、换热器、风机等设备，共集成lims系统、设备智能化、智能巡检系统、DCS系统等8个信息系统，采集10亿余条有效数据，可对乙烯、高密、全密、丁烯-1等主要装置生产运行状态进行分析，可随时对当前的乙烯生产状况进行线上监测。
兰州石化榆林化工有限公司执行总经理何超介绍，数据库的建立将实现生产、动静电仪、质量等关键业务领域一体化监测、一站式数据分析，为精准操作、精益运行提供有力支撑，确保了乙烯生产过程平稳有序。
　　智能化体系
　　开启“三维数字化工厂”大门
在40万吨/年高密度聚乙烯装置机柜间，高密度聚乙烯运行部副主任杨召启打开“三维数字化工厂”系统确定一条高密度聚乙烯生产所需物料的运送管线信息。管线距离地面的高度、最近的阀门、输送的物料等信息一目了然，这有助于他研判乙烯生产过程中的风险，从而制定作业方案。
从电脑上打开虚拟工厂的三维模型，无需到乙烯生产现场去核对确认，随着鼠标的移动和点击，管线、阀门、温度、压力等相关信息应有尽有，乙烯生产过程中的信息采集更加精准。
“在智能化工厂建设中，通过搭建各专业管理一体化体系，可以以更低成本、更高效率实现乙烯生产目标。”兰州石化自动化研究院副院长庞亚宾说。
智能化工厂采用业界最新数字化移交理念，制定完整数字化移交标准规范，使数字化工厂形成覆盖生产、设备、安全管理等全领域、全热点的高质量数据体系，全面提升数据资源应用广度和共享服务水平，使其能进一步提高乙烯等产品的生产效率。
目前，兰州石化榆林化工有限公司23套主要生产装置和设施，形成三维数字化工厂模型，清晰精准地标明设备、管道、仪表、控制阀门等工厂对象4万余个，装置模型元件320万个，极大提高了员工查询数据的效率，节省跨部门、跨系统找资料的时间，将更多的时间和精力投入到乙烯生产中。
　　知识图谱
　　让知识获取更加便捷
智能化工厂建设项目中的“炼化领域知识图谱”及软件构建，可实现对内部知识有效管理和知识智能化应用，方便了管理及专业技术人员资料查找。
全密度聚乙烯运行部工艺技术员吴迪，在乙烯裂解气压缩机现场接受培训后，正是通过“炼化领域知识图谱”寻找相关的资料，进一步了解工艺知识，从而快速熟悉乙烯生产流程。
知识图谱系统是基于人工智能和云计算技术形成的知识管理全过程解决方案。7大功能模块知识图谱管理、专题知识管理、文档知识管理、FAQ知识管理、知识社区、搜索门户、一呼百应等涵盖了化工领域方方面面，从制度法规、规范标准，到专业书籍、专题知识，几乎应有尽有。近10万基础概念的通用本体，5000多个炼化领域概念，220多个属性的领域本体，成为专业技术人员增强本领的工具，也成为乙烯等产品生产的好帮手。
炼化领域知识图谱系统的建设，实现了企业知识的有效组织和智能化应用。通过对散落知识和数据的汇集、加工、组织、应用，建立知识共享平台、推荐等多类应用场景，让知识“随需而用”，极大地提高了员工的工作生产效率。
据统计，智能化工厂投用后，兰州石化长庆乙烷制乙烯项目生产乙烯等产品的装置平稳率达100%，自控投用率达99%以上，裂解炉COT温差控制在1摄氏度以内，报警管理数据分析效率达90%以上，PID参数实现自主整定优化，SIS仪表管理有效提升。经初步测算，预计每年节省12500吨标准煤。

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