“點(diǎn)石成金”的秘密

施耐德電氣攜手海南煉化共探石化行業(yè)數(shù)字化新未來(lái)——海南煉化項(xiàng)目自成立之初就受到中國(guó)石化集團(tuán)公司的高度重視，是國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)要搭建的第一套千萬(wàn)噸級(jí)的煉油裝置，也是國(guó)內(nèi)第一個(gè)采用EPC總包模式建設(shè)的煉油項(xiàng)目。除了缺乏項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)外，化工行業(yè)本身對(duì)系統(tǒng)安全也有著非常高的要求，想要建設(shè)一個(gè)安全、穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的千萬(wàn)噸級(jí)煉廠，面臨著非常大的挑戰(zhàn)，本文為大家?guī)?lái)海南煉化的數(shù)字化實(shí)踐案例。

商場(chǎng)里的貨架排排林立，馬路上的汽車川流不息。然而，駐足購(gòu)物的人們可能從未想過(guò)，市場(chǎng)上琳瑯滿目的日用品，手中盛放物品所用的塑料袋以及路上飛馳的汽車所消耗的燃料，可能都源自同一種原料，它就是有著“黑色金子”美譽(yù)的寶貴資源——石油。

石油和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)消費(fèi)的原油量高達(dá)6.51億t，無(wú)論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)，還是交通運(yùn)輸、國(guó)防建設(shè)，都離不開石油產(chǎn)品。在從粘稠的黑色液體變成豐富多彩的石油產(chǎn)品之前，石油需要經(jīng)過(guò)勘測(cè)開采、管線輸送和煉化加工等多個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié)，下游煉化則是其中“點(diǎn)石成金”的關(guān)鍵步驟。

圖1 海南煉化獲得“本質(zhì)安全環(huán)保企業(yè)”和“石油和化工行業(yè)綠色工廠”榮譽(yù)

在地理和海運(yùn)條件優(yōu)越的海南省洋浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，一座采用最新煉油化工工藝和國(guó)際最高標(biāo)準(zhǔn)的煉化廠于海岸邊傲然矗立，這座煉化廠正是中國(guó)石化海南煉油化工有限公司（海南煉化）不斷追求卓越、對(duì)標(biāo)國(guó)際一流的最佳落地實(shí)踐。

基于施耐德電氣的助力，海南煉化自2003年籌建以來(lái)，始終“零泄漏、零污染”地守護(hù)著周邊的美麗海域。未來(lái)，在實(shí)現(xiàn)工廠穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，海南煉化還將與施耐德電氣一起，共探石油煉化行業(yè)的數(shù)字化新征程。

完整方案，奠定數(shù)字化轉(zhuǎn)型的根基

2006年9月28日，是海南煉化歷史上具有里程碑意義的日子。這一天，工廠加氫裂化裝置一次投料試車成功并打通全流程，正式開始投產(chǎn)運(yùn)行! 其生產(chǎn)的石油產(chǎn)品，經(jīng)由四通八達(dá)的海上航線銷往內(nèi)地，并廣泛出口東南亞的多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，最終變成了汽車的馬力、機(jī)器的潤(rùn)滑劑以及人們生活中各種必不可少的橡膠、塑料制品……

看著如今眼前繁榮的一切，回想起當(dāng)初項(xiàng)目籌建時(shí)的種種挑戰(zhàn)，曾親歷過(guò)該項(xiàng)目整個(gè)建設(shè)過(guò)程的李立煒感慨萬(wàn)千，身為海南煉化煉油機(jī)動(dòng)部?jī)x表專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人的他回憶道：“海南煉化項(xiàng)目自成立之初就受到中國(guó)石化集團(tuán)公司的高度重視，當(dāng)時(shí)要搭建國(guó)內(nèi)第一套千萬(wàn)噸級(jí)的煉油裝置，也是國(guó)內(nèi)第一個(gè)采用EPC總包模式建設(shè)的煉油項(xiàng)目。因?yàn)槿鄙傧嚓P(guān)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，而化工行業(yè)對(duì)系統(tǒng)安全的要求又非常之高，所以我們面臨著非常大的挑戰(zhàn)。”

圖2 海南煉化與施耐德電氣的精誠(chéng)合作已走過(guò)10多年歷程

在此之前，如果一個(gè)煉化廠需要多套煉油裝置，用戶往往會(huì)選擇單套分批建設(shè)的模式，不同項(xiàng)目中可能會(huì)部署不同品牌的控制系統(tǒng)，結(jié)果造成的局面就是一個(gè)大型煉化廠里存在多個(gè)廠商的自動(dòng)化產(chǎn)品。這就像是自動(dòng)化產(chǎn)品的“萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)”，不但大大增加了系統(tǒng)開發(fā)、維護(hù)和管理的難度，同時(shí)也為系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通和后期的升級(jí)改造增添了很多麻煩，更讓集中監(jiān)控全場(chǎng)數(shù)據(jù)這樣的數(shù)字化運(yùn)維場(chǎng)景顯得遙不可及。

出于對(duì)成本和運(yùn)維的雙重考慮，用戶逐漸開始轉(zhuǎn)為聯(lián)合裝置整體招標(biāo)的模式，海南煉化項(xiàng)目正是其中的典型，在行業(yè)內(nèi)頗具示范意義。正因如此，EPC方和業(yè)主方需要一家工程實(shí)力強(qiáng)勁，能夠提供完整的過(guò)程控制（DCS）、安全系統(tǒng)的主自動(dòng)化系統(tǒng)供應(yīng)商來(lái)為其保駕護(hù)航。

“施耐德電氣在石油化工行業(yè)具備豐富的工程經(jīng)驗(yàn)及大量的成功業(yè)績(jī)，于是，我們開始了與施耐德電氣的長(zhǎng)期合作。”海南煉化負(fù)責(zé)人對(duì)施耐德電氣給予了高度認(rèn)可。

施耐德電氣基于EcoStruxure架構(gòu)的油氣行業(yè)整體解決方案不但保障了海南煉化安全、可靠、穩(wěn)定以及高效的生產(chǎn)運(yùn)行，而且其統(tǒng)一品牌的自動(dòng)化系統(tǒng)也為工廠未來(lái)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)奠定了良好的根基。

雙重保險(xiǎn)，助力實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行

對(duì)任何一座煉化廠來(lái)說(shuō)，安全穩(wěn)定都是其第一要?jiǎng)?wù)。只有在機(jī)器、設(shè)備、資產(chǎn)和人員安全得到充分保障的基礎(chǔ)上，工廠才能沒(méi)有“后顧之憂”地生產(chǎn)符合市場(chǎng)需求的各種產(chǎn)品。施耐德電氣穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和專業(yè)及時(shí)的服務(wù)，就像是給項(xiàng)目上了“雙保險(xiǎn)”，助力海南煉化實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3 施耐德電氣面向油氣化工行業(yè)的EcoStruxure助力海南煉化安全穩(wěn)定運(yùn)行

在此項(xiàng)目中，施耐德電氣旗下的上海福克斯波羅有限公司(Foxboro)為海南煉化提供了全套的分散控制系統(tǒng) Foxboro I/A (DCS)、安全儀表系統(tǒng)Tricon(SIS)、火災(zāi)報(bào)警和氣體檢測(cè)系統(tǒng)Tricon (FGS)、壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)Tricon （TMC）以及低壓配電系統(tǒng)。

憑借可靠、成熟、先進(jìn)、實(shí)用以及擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)oxboro的Tricon安全系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于眾多重要的石化項(xiàng)目，已經(jīng)幫助世界上先進(jìn)的過(guò)程工廠實(shí)現(xiàn)了超過(guò) 10 億h的安全運(yùn)行。在海南煉化的工廠里，安全儀表系統(tǒng)可以對(duì)廠里的安全和關(guān)鍵單元提供連續(xù)的安全聯(lián)鎖和保護(hù)，進(jìn)行工藝監(jiān)視，并在必要時(shí)安全停車；火災(zāi)報(bào)警和氣體檢測(cè)系統(tǒng)則能使得工廠免于火災(zāi)和有毒、有害及可燃?xì)怏w的威脅，還可以提供火氣保護(hù)和緊急關(guān)斷功能。高可靠性使得特殊維護(hù)不再成為日常必需，最終在保護(hù)資產(chǎn)和人員安全的前提下降低工廠的全生命周期運(yùn)營(yíng)成本。

除了軟硬件產(chǎn)品，施耐德電氣作為主自動(dòng)化供應(yīng)商，還為海南煉化提供了涵蓋系統(tǒng)集成、項(xiàng)目管理和執(zhí)行、第三方采購(gòu)以及技術(shù)服務(wù)支持等環(huán)節(jié)在內(nèi)的交鑰匙工程服務(wù)。尤其是項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)后期的技術(shù)和服務(wù)支持，得到了客戶的高度評(píng)價(jià)。

在2017年11月至2018年2月海南煉化的檢修改造工作期間，面對(duì)檢修內(nèi)容多、難度大以及任務(wù)急的重任，施耐德電氣委派多名工程師奔赴服務(wù)現(xiàn)場(chǎng)，全力以赴為客戶排憂解難，加班加點(diǎn)幫客戶解決棘手技術(shù)難題。最終保障了DCS系統(tǒng)的安全運(yùn)行，使得檢修任務(wù)圓滿完成。

從2006年整體投運(yùn)至今，海南煉化已經(jīng)成為知名的“本質(zhì)安全環(huán)保企業(yè)”和“石油和化工行業(yè)綠色工廠”。此外，海南煉化的工廠輕質(zhì)油收率、環(huán)保指標(biāo)、能源消耗指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)效益等多項(xiàng)指標(biāo)也均在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，用綠色環(huán)保和安全高效煉就了石化行業(yè)的典范。

攜手合作，共探數(shù)字化新未來(lái)

作為國(guó)家重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，我國(guó)石油化工行業(yè)正經(jīng)歷著從化工大國(guó)向化工強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。煉化是石油企業(yè)增加價(jià)值、增長(zhǎng)利潤(rùn)的中心環(huán)節(jié)，同樣面臨著前所未有的新挑戰(zhàn)，因此亟需應(yīng)用新的數(shù)字化手段進(jìn)一步提升運(yùn)維水平、降低能耗。

海南煉化董事長(zhǎng)卞鳳鳴對(duì)此表示：“數(shù)字化是煉化行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這個(gè)過(guò)程涉及到包括工廠設(shè)計(jì)、建造、安裝以及運(yùn)營(yíng)在內(nèi)的全流程全產(chǎn)業(yè)鏈，而不僅僅只是生產(chǎn)端的工作。”換言之，最理想的數(shù)字化工廠應(yīng)該從設(shè)計(jì)之初就具備良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

AVEVA數(shù)字化解決方案可以幫助石化企業(yè)在虛擬世界里創(chuàng)建覆蓋從工藝流程模擬到設(shè)計(jì)、施工再到生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)以及管理在內(nèi)的全流程的數(shù)字化雙胞胎，確保從設(shè)計(jì)到調(diào)試再到運(yùn)行整個(gè)過(guò)程中的一致性，實(shí)現(xiàn)石化企業(yè)全生命周期的閉環(huán)管理，并通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)手段在故障發(fā)生前防患于未然，從而最終提升工廠的整體建設(shè)和運(yùn)營(yíng)效率。

如今，施耐德電氣正與海南煉化一起，開始探索如何使用數(shù)字仿真技術(shù)創(chuàng)建“虛擬工廠”。

當(dāng)前，以海南煉化為代表的石油化工已經(jīng)成為海南的支柱產(chǎn)業(yè)，海南煉化與施耐德電氣的精誠(chéng)合作也已走過(guò)10多年的歷程。未來(lái)，雙方將繼續(xù)沿著創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型以及綠色發(fā)展的方向共同探索轉(zhuǎn)型升級(jí)之路，并在深邃的海洋里高效、可持續(xù)地挖掘黑色寶藏，為人類持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值。