先進(jìn)控制為企業(yè)節(jié)能增效

苗占東

先進(jìn)過程控制（Advanced Process Control，簡(jiǎn)稱APC）是信息化建設(shè)不可缺少的技術(shù)。APC采用科學(xué)、先進(jìn)的控制理論和控制方法，以工藝過程分析和數(shù)學(xué)模型計(jì)算為核心，以工廠控制網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)為信息載體，充分發(fā)揮DCS和常規(guī)控制系統(tǒng)的潛力，由原來的常規(guī)控制過渡到多變量模型預(yù)估控制，工藝生產(chǎn)控制更加合理。

APC在國(guó)內(nèi)石化企業(yè)的應(yīng)用已開展了10多年。近幾年來，經(jīng)過信息系統(tǒng)管理部、煉油事業(yè)部、化工事業(yè)部、煉化企業(yè)和承建單位的共同努力，中國(guó)石化APC建設(shè)開始步入良性軌道，取得了可喜的成績(jī)。

2008年～2009年，信息部組織驗(yàn)收了燕山乙烯、濟(jì)南常減壓、洛陽(yáng)常減壓、茂名2號(hào)焦化和1號(hào)焦化、長(zhǎng)嶺催化、廣州重整等共20套裝置先進(jìn)控制項(xiàng)目。先進(jìn)控制在這些裝置投用后，裝置的控制水平得到很大提高，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并且降低了能耗，提高了裝置效益。

齊魯石化煉油廠8套主要煉油裝置實(shí)施APC技術(shù)以后，改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式，提升了裝置的控制水平，使得裝置操作更加平穩(wěn)，主要質(zhì)量指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了卡邊控制。其中2號(hào)催化裝置投用先進(jìn)控制后，摻渣比提高2.2個(gè)百分點(diǎn)，液化氣收率增加0.2個(gè)百分點(diǎn)，汽油收率增加0.27個(gè)百分點(diǎn)，干氣和焦炭收率合計(jì)降低了0.25個(gè)百分點(diǎn)；140萬噸/年延遲焦化裝置在投用先進(jìn)控制后，輕油收率增長(zhǎng)0.51%，柴油收率增長(zhǎng)0.55%；10萬噸/年線型低密度聚乙烯裝置投用APC后，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行考核，產(chǎn)品收率提高2%，每年可增加產(chǎn)量2.5%以上。

九江石化焦化裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)于2009年3月正式投用，系統(tǒng)投用后，能自動(dòng)過渡焦炭塔預(yù)熱、切換等過程并抵御過程中的干擾。通過優(yōu)化分餾塔溫度分布以及吸收穩(wěn)定裝置的流量和溫度分布，達(dá)到了節(jié)能和提高高價(jià)值產(chǎn)品收率的目的。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，先進(jìn)控制投用后，僅通過柴油產(chǎn)量增加、加熱爐熱效率提高以及液化氣產(chǎn)量的增加這三項(xiàng)，每年就可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益達(dá)數(shù)百萬元。

鎮(zhèn)海煉化連續(xù)重整裝置先進(jìn)控制于2006年9月全部投用。投用后，預(yù)加氫反應(yīng)爐煙氣氧含量和分餾塔底液位穩(wěn)定性大大提高，減少了裝置的操作波動(dòng)性。重整裝置穩(wěn)定塔T701頂液化氣產(chǎn)品中C5含量控制在2～3.8%，保證了液化氣產(chǎn)品質(zhì)量合格率（C5控制≯4%），實(shí)現(xiàn)了液化氣產(chǎn)品質(zhì)量上限卡邊控制。重整反應(yīng)“四合一”爐燃料氣單耗明顯下降，控制器投用以后，在滿足重整反應(yīng)前提下，控制器根據(jù)原料性質(zhì)變化，及時(shí)調(diào)整風(fēng)門，控制加熱爐煙氣氧含量，提高加熱爐熱效率，減少燃料氣消耗9.32%以上。

從近幾年APC應(yīng)用情況看，APC建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)為：（1）APC作為企業(yè)挖潛增效一種先進(jìn)的控制手段，希望在條件好的裝置上普遍實(shí)施APC，其應(yīng)用對(duì)象將由中小裝置逐步推廣到大型裝置（如乙烯等）。（2）APC技術(shù)應(yīng)用將由生產(chǎn)裝置擴(kuò)展到生產(chǎn)罐區(qū)，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)油品調(diào)和。（3）在單裝置穩(wěn)定運(yùn)行APC的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)多裝置區(qū)域協(xié)調(diào)優(yōu)化。

APC建設(shè)和應(yīng)用在取得一定成績(jī)的同時(shí)，也遇到了一些問題。一是有的裝置工藝不正常、現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備故障或配套技術(shù)不到位，自動(dòng)化率低，不能滿足APC建設(shè)要求。二是企業(yè)參與項(xiàng)目的技術(shù)人員不穩(wěn)定，一方面會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度，另一方面，會(huì)在APC現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中出現(xiàn)情況銜接障礙，信息溝通不對(duì)稱。三是企業(yè)考核與激勵(lì)機(jī)制不健全，造成APC使用人員積極性不高，影響APC的投用率。四是企業(yè)維護(hù)人員缺乏，導(dǎo)致APC出現(xiàn)問題后不能得到及時(shí)處理，造成APC不能長(zhǎng)期使用。

為了避免這些問題并防止造成負(fù)面影響，有必要采取以下措施：（1）APC建設(shè)涉及專業(yè)面較寬，需要多方人員的積極協(xié)作，須成立跨部門協(xié)調(diào)小組。（2）健全激勵(lì)機(jī)制，獎(jiǎng)罰分明。（3）進(jìn)一步加強(qiáng)APC技術(shù)支持與運(yùn)維服務(wù)中心各方面建設(shè)。（4）建設(shè)好監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)已上線的APC進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，加強(qiáng)跟蹤考核。（5）定期為企業(yè)提供APC技術(shù)培訓(xùn)。