新闻资讯 · 2022年 8月 29日

【Telegram中文版】智能化给乙烯生产装上“超强大脑”【Telegram中文官网】

冯作文 科技日报记者 颉满斌

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前不久,中国石油集团公司组织专家对兰州石化长庆乙烷制乙烯项目智能化工厂建设工作进行验收,56个项目中的33个项目已完成验收。已投用的项目为专业管理发挥了较好的作用,成为提升乙烯生产效率的“超强大脑”。

“长庆乙烷制乙烯智能化工厂建设项目的各系统陆续上线应用,呈现出生产运行更为优化,设备管理更为有序,安全环保管控更加有力,IT技术应用更为可靠的特点,在建设绿色、智能、效益型一流乙烯示范企业征程上迈出了坚实的步伐。”兰州石化公司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,他从手机上安装的“长庆乙烷制乙烯智能化工厂报警管理系统”发送的短信中,得知厂里生产安全平稳、报警事件为零。

用短信向管理人员发送生产信息,是兰州石化榆林化工有限公司智能化工厂建设成果之一。兰州石化榆林化工有限公司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。

“机电仪”是化工生产的关键要素,也是实现装置“长周期”平稳生产的根本保障。机电仪一体化平台实现设备可视化综合监控、计划检维修调度协同、综合统计和关键绩效指标(KPI)分析的智能化闭环管理,提升设备管理的感知监控能力、预测能力、分析优化能力、协同能力,实现实时巡检、预知性维修等智能化应用。

兰州石化榆林化工有限公司整合智能电网、智能仪表、设备状态监测等系统,实现对设备的在线监测和诊断。设备管理人员无需频繁切换系统即可实时掌握全厂设备的健康状况,通过手机短信实时接收相关信息,提高管理效率。全厂7000余台智能仪表远程调校和阀门监测,每5分钟一次远程巡检和故障诊断,定位效率由小时级提升至分钟级,大幅降低了巡检频次。

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进行设备调试。工作间隙,他不时登上“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。

当前,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10亿多条有效数据,对乙烯、高密、全密、丁烯-1等主要装置生产运行状态分析有了第一手资料。

据兰州石化榆林化工有限公司执行总经理何超介绍,数据库的建立将为生产一体化运营创造条件,突破系统与专业之间的壁垒,实现对生产、动静电仪、质量等关键业务域的一体化监测、一站式数据分析,为精准操作,精益运行提供依据和支撑。

全流程智能控制(IPC)采用大数据技术建立控制模型,深度融合装置工艺技术和控制技术,通过对乙烯装置380个控制回路、全密度88个控制回路和“顽固PID回路”进行优化设计,实现自动控制。仅乙烯装置在装置开工之初就做到控制COT温度均方差小于1度,智能负荷函数控制实现一键式提降负荷,智能控制模块使提降温度过程变得轻松可控,真正实现精准操作向精益运行的升级。

一体化运营平台的优势不止于此。以数据汇聚消除数据孤岛,将感知智能上移,使管理者洞察全局;各智能系统下沉,实现控制与执行智能化,从结构上提升生产运营水平。

智能化给乙烯生产装上“超强大脑”

大数据的应用,让一线员工操作更加精准高效。付晓东 摄

数字孪生 开启“三维数字化工厂”之门

数字孪生的神奇之处就在施工单位完成物理工厂建成移交之时,同步移交一座孪生的虚拟数字工厂。电脑上打开这个虚拟工厂的三维模型,无需到现场去核对确认,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,更加精准。

“兰州石化榆林化工有限公司在智能化工厂建设中,通过对数字孪生应用开发,搭建各专业管理一体化体系,帮助企业创建敏捷型工厂,以更低成本、更高效率实现‘安稳长满优’生产目标。”兰州石化自动化研究院副院长庞亚宾说。

兰州石化榆林化工有限公司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。数字形成看不见的基因和经络,打破内部信息壁垒,全面提升数据资源应用广度和共享服务水平。

在对数字孪生的应用开发后,三维数字化工厂形成包括设备、设施、数据、资产、仓库等为中心的多维可视化工作空间,有信息技术助力,为实现设备设施数据资产统一管理和共享提供了可能。

兰州石化榆林化工有限公司23套主要生产装置和设施,通过数字孪生开发应用,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,实现“以工厂对象为核心,一站式查询”,极大地提高员工查询数据的效率,节省跨部门、跨系统、到处找资料的时间。

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确定一条管线信息。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,让他很快就对计划作业有了初步的风险辨识,并为制定作业方案提供了依据。

智能化给乙烯生产装上“超强大脑”

技术人员检查智能化硬件运行状况。付晓东 摄

知识图谱 让知识“随需而用”

兰州石化榆林化工有限公司智能化工厂建设项目中“炼化领域知识图谱”及软件构建,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,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。

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。本体引擎、文本分析引擎、搜索引擎、文档转换引擎、百科引擎、规则引擎、机器学习&深度学习引擎等7大原子能引擎,让使用者如虎添翼,在专业领域如鱼得水,游刃有余。

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,成为专业技术人员毕生学习的功课和增强能力的工具。

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,建立基于知识图谱的统一知识共享平台,并对规程、图纸、工艺数据、规章制度、故障等多类知识,提供了搜索和推荐等多类应用场景,让知识“随需而用”,提升企业的运营效率与业务创新能力。