IPC为“稳开工保运行”添羽翼

  9月6日,在兰州石化榆林化工有限公司中央控制室,岗位员工坐在操作台前,仔细观察着平稳运行的80万吨/年乙烷制乙烯装置,一切井然有序。

  自8月2日80万吨/年乙烷制乙烯装置投料开车,至8月6日40万吨/年高密度聚乙烯装置、8月11日40万吨/年全密度聚乙烯装置先后生产出合格产品。短短9天,兰州石化榆林化工有限公司长庆乙烷制乙烯项目三大主要生产装置生产全流程打通,实现一次开车成功。除了高效的智慧系统、扎实的准备工作、有力的专家保障、先进的生产工艺和技能精湛的员工以外,全流程智能控制系统(IPC)立下了汗马功劳。

  优化开停工运行

  8月2日上午,投料开车状态中的80万吨/年乙烷制乙烯装置,由于上游乙烷气供应不足,处于半负荷运行状态,给即将开工的新装置带来严峻考验。操作台前,岗位员工一改以往装置开工时手忙脚乱的样子,通过采用国内自主开发的IPC稳步推进。

  据介绍,IPC由数据挖掘、智能建模、智能PID控制、多变量智能控制、智能优化、烽燧控制、专家系统等多项智能控制技术构建成网络矩阵,具有自我学习、自我优化功能,能够系统性解决装置控制问题,尤其在开、停工和生产波动时作用显著。目前,该系统已在国内多个大型化工装置实际应用中取得良好效果。

  该公司将IPC与其他智能化项目深度融合,充分发挥集散控制系统(DCS)潜力,使生产装置真正实现了智能化。作为长庆乙烷制乙烯项目负责人之一,北京世纪隆博科技有限责任公司王文新博士说:“在这个项目中,我们一共做1000多个控制回路,采用IPC智能控制装置开车过程,精准控制率达到98%以上。”

  从王文新提供的统计数据来看,80万吨/年乙烷制乙烯装置共有控制回路415个,真正实现了全流程智能控制。在装置开工过程中,有效避免了人为误操作,生产指令更清晰,岗位操作更精准,生产运行更精细,系统状况更精密,各项生产指标达到最优。

  精准控制裂解温度

  裂解炉是乙烯装置的龙头,也是生产系统的核心。乙烷裂解过程是一个复杂的多变量过程,传统的裂解炉操作需要操作工具备丰富的操作经验、敏锐的反应能力和精准的操作方法。但即便如此,人为因素也可能导致误操作。

  作为一名乙烯厂裂解岗位内操工、80万吨/年乙烷制乙烯装置开工专家,周辉首次接触到IPC,就对其便捷的可操作性和出色的控制作用赞叹不已。周辉介绍,IPC裂解炉多变量智能控制包含裂解炉出口温度(COT)控制、支路温度均衡、负荷控制、智能烘炉控制、炉膛负压和氧含量、汽包液位控制、故障诊断与安全、本质安全阀位约束,是裂解炉APC先进控制的升级版,赋予DCS解决问题的能力。操作工操作指令限定在IPC设定好的关键参数和变量约束区间内,实现COT精准控制和支路温度均衡,确保COT在±1℃波动,支路间温差度控制在1.5℃内波动,并可自动平稳提降负荷。

  “打开裂解炉操作界面便可以清晰地看到,生产运行中若没有IPC控制,裂解炉高低温差在20℃左右摇摆,难以有效控制。当IPC启用后,裂解温度保持在设定值833℃之上,最高只有0.2℃的偏差,温控效果显著。”裂解岗位内操工刘学鹏说。

  综合效益实现最大化

  兰州石化榆林化工有限公司大型乙烯生产装置是我国首套采用中国石油自主研发的乙烷裂解制乙烯技术建成的。从装置投料开车和生产运行情况来看,技术的先进性、系统的稳定性和生产的可靠性在国内处于领先水平,并且将开车过程产生能的耗物耗降到了最低,实现了经济效益的最大化。

  “装置开车过程中会产生大量的能耗物耗,装置长周期平稳运行是实现综合效益最大化的基础。IPC的成功应用如虎添翼,为装置整个生产系统长周期平稳运行提供了强有力的技术支撑。”兰州石化榆林化工有限公司副总经理马永利表示。

  据介绍,相同规模化工装置开工,生产调整期一般在1个月以上,能耗物耗惊人。借助IPC,兰州石化榆林化工有限公司可及时捕捉装置生产运行工况的变化,真正实现精准操作、精细控制、精益管理,短短两周时间,乙烯装置整个生产系统运行平稳,实现了开得起、稳得住的初步目标,为长周期、高效益运行创造了条件。


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