自控率優(yōu)化項目在呼石化全廠的應(yīng)用

孟亞強 王美燕 宋建平 賀菁 溫麗

摘 要：自500萬t工程項目建設(shè)投產(chǎn)以來，全廠裝置DCS控制系統(tǒng)自動控率普遍較低，導致操作工工作強度大、產(chǎn)品合格率和裝置平穩(wěn)率低、能耗高等。為此我們提出了優(yōu)化項目，并取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：自控率;PID;控制方案;平穩(wěn)率

1 自控率優(yōu)化項目所解決的問題和所達到的技術(shù)水平

①能夠在任意時間讀取全廠自控率、平穩(wěn)率，并排序和評比;②提升企業(yè)信息化程度，節(jié)省人力成本，提高工作效率;③促進了工藝相關(guān)人員提升對裝置自控率、平穩(wěn)率關(guān)注度;④為開展自控率、平穩(wěn)率考核等工作提供基礎(chǔ)條件;⑤提升裝置整體自動化程度，間接提高生產(chǎn)效益、節(jié)能降耗。

2 項目實施及改造內(nèi)容

本項目主要通過建立DCS系統(tǒng)和MES通訊接口，搭建全廠自控平穩(wěn)率監(jiān)控系統(tǒng)，針對控制回路進行PID參數(shù)優(yōu)化、控制方案和系統(tǒng)優(yōu)化，包括組態(tài)變更、報警梳理和完善。

2.1 安裝平穩(wěn)率監(jiān)控系統(tǒng)

本項目平穩(wěn)率監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器安裝在生產(chǎn)管控中心二樓OPC管理室內(nèi)，數(shù)據(jù)來自于MES信息化管理系統(tǒng)PHD數(shù)據(jù)庫。采用Browser/Server網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，建立在廣域網(wǎng)上，基于應(yīng)用層http協(xié)議web，用戶可通過瀏覽器登錄到平穩(wěn)率監(jiān)控系統(tǒng)，Browser/Server模式最大優(yōu)點是運行維護比較簡單，能實現(xiàn)不同人員在不同地點，以不同的接入方式訪問和操作共同的數(shù)據(jù)。

2.2 控制方案優(yōu)化（列舉部分）

苯抽提抽提蒸餾塔溶劑進料量

原控制邏輯存在的問題：抽提蒸餾塔溶劑進料量FIC4003單自動控制，當抽提蒸餾塔上部溫度變化時，需要調(diào)整溶劑進料量，若不及時調(diào)整，易導致抽提塔溫度不穩(wěn)定。

修改和優(yōu)化方案：經(jīng)過分析，在抽提蒸餾塔上部主要根據(jù)TI4015和TIA4013對溶劑的流量進行調(diào)節(jié)。故將顯示點改為控制回路，并選擇后再與FIC4003串級控制關(guān)系。

2.3 PID參數(shù)優(yōu)化（列舉部分）

針對全廠生產(chǎn)裝置DCS控制系統(tǒng)進行PID參數(shù)優(yōu)化和調(diào)整，提高控制精度，改善控制效果。經(jīng)過優(yōu)化后控制效果明顯得到改善，生產(chǎn)流程趨于平穩(wěn)。以下是幾個優(yōu)化前后的PID塊控制效果趨勢比對。

常壓裝置--常二線汽提塔液位LIC3019

優(yōu)化前液位波動為15%，優(yōu)化后液位波動幅度在設(shè)定值±2%左右。

2.4 報警梳理

針對全廠裝置測點回路逐一進行報警參數(shù)優(yōu)化和梳理，在保證報警點合理的前提下修改報警參數(shù)，將不重要的設(shè)備報警取消或禁止。實施后各裝置報警數(shù)量大幅降低，且報警數(shù)量不因工藝的變化而明顯變化。

3 自控率優(yōu)化項目所取得的效果

3.1 全公司自控率大幅提升

通過實施優(yōu)化，裝置自控率從66.1 %，提升到96%，提高裝置控制回路的控制質(zhì)量，關(guān)鍵回路標準偏差降低30%以上。同時提高裝置生產(chǎn)平穩(wěn)率，降低目的產(chǎn)品收率的波動，提高餾出口產(chǎn)品合格率、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品品質(zhì)。

3.2 工藝報警次數(shù)明顯減少

實施優(yōu)化前各裝置DCS系統(tǒng)工藝報警非常多，導致常規(guī)報警信息列表連續(xù)被刷新，工藝操作人員無法在第一時間內(nèi)獲取最新重要報警或發(fā)現(xiàn)重大異常，從而影響事故快速反應(yīng)時間，存在重大安全隱患。通過報警優(yōu)化梳理后各裝置和單元報警次數(shù)明顯減少，操作員能及時發(fā)現(xiàn)新報警，并及時處理，安全和平穩(wěn)運行得到有效保障。以7天為統(tǒng)計周期，數(shù)據(jù)如下（列舉部分裝置）：

3.3 物料平衡得到有效保障

以氣分裝置丙烯精餾塔底丙烷含量（工藝指標≥98%）化驗數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)為例，2015年12月至2016年1月<98%的為30次，2016年12月至2017年1月<98%的為4次。

3.4 操作工的勞動強度明顯下降

以氣分裝置為例，據(jù)統(tǒng)計2016年5月1日至7日平均操作次數(shù)是156.7次/天，2017年1月12日至18日平均操作次數(shù)是8.7次/天，優(yōu)化后七天內(nèi)的平均每天操作次數(shù)大約為優(yōu)化前的5.6 %。

3.5 綜合能耗下降

煉化企業(yè)裝置能耗是全廠能耗最重要的組成部分，經(jīng)過實施優(yōu)化，全廠裝置綜合能耗得到有效改善。以二聯(lián)合汽油加氫裝置為例自2015年11月至2017年1月裝置每噸處理量消耗瓦斯從0.021t下降到0.018t。

綜上所述，本項目投用以后，取得了良好的效果。自控率和生產(chǎn)平穩(wěn)度大幅提升，控制精度達到新高度，從而保證了安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的投用率，安全、平穩(wěn)生產(chǎn)得到了有效保障。同時明顯提高裝置處理量和產(chǎn)品收率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，減少運行人員的勞動強度，實現(xiàn)裝置平穩(wěn)運行和優(yōu)化高效運行目標，優(yōu)化后每年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益列舉部分裝置：常壓25.4萬元，汽油加氫和醚化318萬元，催化裂化168萬元，重整84萬元，氣分149.4萬元;全廠合計綜合效益744.8萬元。