霍尼韦尔过程控制与中国石油工业

[加入收藏][字号: ] [时间:2008-12-31  来源:《石油与装备》  关注度:0]
摘要:来源:《石油与装备》 总第020期   霍尼韦尔(Honeywell)是一家多元化高科技和制造企业,在全球业务涉及甚广。霍尼韦尔过程控制部隶属于霍尼韦尔自动化和控制解决方案部,是提供产品和服务解决方案的全球领导者。过程自动化部服务于工...

来源:《石油与装备》 总第020期

  霍尼韦尔(Honeywell)是一家多元化高科技和制造企业,在全球业务涉及甚广。霍尼韦尔过程控制部隶属于霍尼韦尔自动化和控制解决方案部,是提供产品和服务解决方案的全球领导者。过程自动化部服务于工业过程控制领域,包括烃加工,石油与天然气等。
  霍尼韦尔公司最早于1935年在中国开展业务。在中国的许多大城市如上海、北京、深圳都有分公司,并不断地加强本地生产和工程实施能力。霍尼韦尔具有丰富的中国本土项目经验,近年来,以其优秀的解决方案参与了石油、炼化等诸多项目,并获得了成功。
 
  先进的计划解决方案 

  中国石油天然气集团公司是中国最大的油田和天然气生产企业,它的业务范围非常广泛,包括勘探、开发与生产原油、天然气;炼油;运输油气和销售等。作为中国最大的企业之一,中石油面临巨大的挑战。整个公司IT改进策略的一部分,就是建立中石油现代化的上游,下游以及石化生产,因此中石油需要找到一个方法来提升其核心炼油能力,使其达到世界级水平。同时,需要协助提升其业务关键系统的下游炼油业务,比如总部可以利用某种先进的生产系统,指挥下属的12家大的炼化企业实施生产计划。 

  霍尼韦尔在中国一直有着良好稳定的关系,因此中石油选择霍尼韦尔为其提供先进计划系统。RPMS(先进计划系统)作为霍尼韦尔先进计划与调度套件的一部分,它可以通过制定有效的计划、全面考虑影响工厂运行的各个因素,帮助炼油厂获取最大的利润。PRMS建模系统包括先进的建模功能(可以进行混合整数规划)、创新的属性跟踪技术(可以进行多周期建模)、优化的回归属性计算技术、投资分析以及多厂建模功能。 

  利用RPMS,计划人员可以综合考虑影响工厂运行的各种约束条件,可以利用来自各种数据源的数据,快速准确地制定出最优的计划。 

  此项目首先在中国石油最大的炼油企业之一??年炼油能力达2000万吨的大连石化首先实施。引进霍尼韦尔的先进计划解决方案对中国石油整个生产运作都产生了积极、广泛的影响。它使中国石油能够更好地管理库存、原材料供应和成品分配,从而有能力为全国各地的炼化企业完善生产计划。 

  先进的过程控制技术 

  随着生产企业对节约成本和激烈市场竞争的考虑,大力推进先进控制与优化技术,对于提高我国石油化工企业的经济效益和市场竞争力具有特别重要的意义。霍尼韦尔的先进过程控制技术(简称APS)目前在中石油大连石化等单位取得了很好的效果。该公司业务逐渐在其它炼油厂、石化工厂及总部迅速展开。中国石化旗下的齐鲁石化分公司便是一个成功的项目案例。 

  齐鲁石化分公司胜利炼油厂现有重要生产装置四十多套,原油加工能力达1000万吨。2004年,胜利炼油厂再次启动实施另5套装置的先进控制开发。经过研究,霍尼韦尔决定采用多变量预估控制技术。 

  变量预估控制技术(RMPCT)是霍尼韦尔公司先进控制的核心专利技术,其内部包含了多项极具创新的技术和特点,具有很好的鲁棒性,能够在较小维护量的同时,实现其良好的控制性能。针对胜利炼油厂的实际,霍尼韦尔提出了合适的实施方案。 

  在项目实施中,霍尼韦尔首先解决了3种不同厂家的DCS在接口程序上的问题;其次在实施重油加氢装置先进控制的过程中,找到了降低DCS负荷的方法;最后还解决了控制器自动调线问题、数据采集中的非法数据处理、工艺计算等诸多问题。在经过了项目调研、功能设计、阶跃测试、详细设计、模型辨识、接口开发、系统试运行等阶段后,5套装置的先进控制分别于2005年7、8月正式投入运行。该技术既降低了操作人员的劳动强度,又提高了产品质量的控制精度,五套装置投用后年累计效益达3000万元以上,一年内收回全部投资。 

  助力首套百万吨乙烯工程 

  年乙烯生产能力是一个国家经济实力的重要体现。截至2006年底,中国乙烯已经达到967万吨/年,但仍然有60%的乙烯需要进口。根据国家规划,2010年国内乙烯产能将达到1700?1800万吨/年,产量为1450万吨/年,乙烯自给率达到58%。中国石化镇海炼化百万吨乙烯项目就是在此背景下诞生的。该工程总投资219亿元,预计2009年9月竣工,同年12月投料试车,转入商业运营。 

  中国石油化工股份有限公司对该项目给予了厚望,项目的生产工艺装置和相应的公用工程及辅助设施中,装置规模和技术水平都要求达到国际先进水平。同时,大型化、系统化、复杂化的炼化装置对生产的安全性和稳定性提出了更高的要求。这对于霍尼韦尔来说,无疑是一个挑战。 

  镇海炼化百万吨乙烯工程共计26套炼油装置及其他一些辅助设施,分4个中央控制室和23个生产控制室,控制点达5万点。针对该情况,霍尼韦尔首次推出在国内大规模应用的PKS C300控制器。 

  PKS C300控制器摒弃了传统的PID控制,而采用先进的基于模型的预估控制算法。预估控制对模型精确性要求低,可自动修正模型,控制时间越长,模型就会越精确,控制就会越稳定,越达到工艺的要求。霍尼韦尔资深专家黄天煌表示:“对于DCS控制器的发展来说,这是一种质的飞跃。”
 
  他介绍说,PKS C300控制器的设计独具匠心,它将I/O通讯卡件、以太网通讯卡件、冗余卡件等即成在一张卡件上,稳定性得到很大提升。与此配套的软件是霍尼韦尔德专有控制器操作系统??控制执行环境,简称CEE。它与以往的操作系统相比,功能更丰富,更灵活、开放。此外,为此保证安全性,霍尼韦尔为PKS C300控制器配置了控制专用防火墙。就整个控制系统来说,采用了冗余容错的网络架构,它具有自诊功能,所有网络点都是透明的,易于维护。 

  在“十一五”规划中,国家明确提出,2010年单位GDP能耗要降低到20%,主要污染物的排放量要降低10%。为此,霍尼韦尔在控制器的设计上也考虑了这方面的因素。PKS C300控制设备的散热采用了环保型设计,在安装时以斜45度角安装,不仅节省空间,而且使热干扰大大降低,节能效果明显。 

  镇海炼化百万吨乙烯的产能将带动1000多亿元的下游产业产值,对进一步优化提升中国石化的整体竞争力,辐射带动长江三角洲地区的经济发展等,具有十分重要的意义。霍尼韦尔将为其建成后实现资源及原料配置的最佳化,以及炼油与乙烯的深度联合,有效降低能耗、物耗,实现油气资源的价值最大优化而发挥重要作用。



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