石油生產(chǎn)中自動化與節(jié)能工藝技術(shù)的研究

＊宋宗祥

（山東實(shí)華安全技術(shù)有限公司 山東 257000）

引言

隨著石油生產(chǎn)自動化技術(shù)應(yīng)用水平的不斷提高，自動化和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用逐漸成為石油企業(yè)管理的焦點(diǎn)。只有最大限度地利用自動化系統(tǒng)，達(dá)到高效生產(chǎn)運(yùn)用的目的，嚴(yán)格控制系統(tǒng)自身的能源消耗達(dá)到節(jié)能生產(chǎn)，才能使石油企業(yè)利益最大化，提高企業(yè)發(fā)展的活力。

1.石油生產(chǎn)過程中自動化技術(shù)的常見類型

(1)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)集成技術(shù)

石油化工生產(chǎn)的自動化與信息集成技術(shù)密不可分。基于大數(shù)據(jù)的不同控制，信息的集成管理是當(dāng)前階段集成技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)。大規(guī)模數(shù)據(jù)管理是系統(tǒng)集成控制的基本條件，與其他產(chǎn)業(yè)不同，石油化工生產(chǎn)過程具有獨(dú)特的生產(chǎn)特性。實(shí)際生產(chǎn)過程需要處理大量的信息數(shù)據(jù)流和復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。大數(shù)據(jù)的載體有兩種類型：關(guān)聯(lián)式大數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)式大數(shù)據(jù)。為了掌握數(shù)據(jù)和信息處理的一致性和系統(tǒng)性，需要通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。大規(guī)模數(shù)據(jù)系統(tǒng)的管理功能主要通過信息分類、處理、積累等來實(shí)現(xiàn)。通過整合技術(shù)，可以綜合分析異常數(shù)據(jù)并及時(shí)反饋。

(2)基于信息決策系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)技術(shù)

基于信息決策系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)技術(shù)，包括決策的可行性分析，在石油化工的特定生產(chǎn)、運(yùn)用過程中，與其他企業(yè)經(jīng)營一樣，需要足夠的參考數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來支持決策數(shù)據(jù)技術(shù)，確保生產(chǎn)活動中科學(xué)合理的操作決策。受傳統(tǒng)的石油生產(chǎn)決策概念的影響，決策支持通常存在一些問題，如缺乏經(jīng)驗(yàn)、落后技術(shù)等，這是主觀和隨機(jī)的決策。利用信息技術(shù)作為企業(yè)決策的基礎(chǔ)，使用ERP、SCM、CRM等技術(shù)，確保產(chǎn)業(yè)信息和企業(yè)決策的有效整合，優(yōu)化決策過程，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)的自動化水平的成本控制，提高石油生產(chǎn)單位的整體利潤，達(dá)到企業(yè)科學(xué)決策的目標(biāo)。同時(shí)，利用自動化技術(shù)生成的實(shí)際成本與決策過程的計(jì)劃成本之間的綜合比較，可以更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)際收益性。一旦發(fā)現(xiàn)績效指標(biāo)偏差，決策系統(tǒng)可以自動調(diào)整，以改善企業(yè)長期規(guī)劃方案的科學(xué)性。

(3)石油化工生產(chǎn)自動化模擬技術(shù)

自動化技術(shù)在石油生產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用，可以發(fā)揮高效的模擬生產(chǎn)的作用，可以建立能夠模擬整個(gè)自動生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)模型。由于石油生產(chǎn)的鏈接包括從精煉到生產(chǎn)石油的廣泛范圍的內(nèi)容，所以處理技術(shù)更加復(fù)雜，所以實(shí)際的管理更加困難。石油自動化技術(shù)通過生產(chǎn)工序的數(shù)據(jù)模擬，嚴(yán)格管理不同的生產(chǎn)工序水平，確保各種生產(chǎn)鏈接的有效連接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化和提高石油產(chǎn)品質(zhì)量的目的。此外，石油自動化技術(shù)的應(yīng)用還包括測定、機(jī)械故障診斷及其他技術(shù)內(nèi)容。

2.石油化工生產(chǎn)的自動化程序控制

(1)自適應(yīng)的石油生產(chǎn)控制程序

自適應(yīng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)是一種反饋控制程序，該程序具備自動調(diào)整機(jī)器的功能。結(jié)合石油化工生產(chǎn)的實(shí)際生產(chǎn)情況，自適應(yīng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)按照設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)工作，提供產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量保證。目前，自動適應(yīng)系統(tǒng)的主要應(yīng)用范圍包括航空航天、自動化設(shè)備和導(dǎo)彈控制程序，但工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用仍存在不成熟的現(xiàn)象。傳統(tǒng)的自適應(yīng)系統(tǒng)具備通過自動設(shè)定、參照模型和其他技術(shù)來識別控制程序的動態(tài)特性。然而，由于自適應(yīng)程序訓(xùn)練的復(fù)雜性和識別過程中強(qiáng)烈的信號與平滑操作的矛盾，模型收斂性低，程序操作的穩(wěn)定性不能達(dá)到相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)。

(2)石油化工生產(chǎn)優(yōu)化控制程序

石油生產(chǎn)優(yōu)化控制管理程序是現(xiàn)代控制系統(tǒng)不可或缺的部分，在航空航天、軍事生產(chǎn)等領(lǐng)域更加成熟。通過了解控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)和各種參數(shù)，來確定生產(chǎn)和控制目標(biāo)，可以選擇最佳系統(tǒng)控制模式來控制整個(gè)系統(tǒng)，保證最佳系統(tǒng)狀態(tài)。最佳控制的理論基礎(chǔ)來源于動態(tài)管理理論和最優(yōu)管理原理，通過控制函數(shù)變分法來實(shí)現(xiàn)。目前，在石油生產(chǎn)和其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的最佳控制應(yīng)用水平不斷提高，可以在溫度、壓力和其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動控制。

3.石油化工產(chǎn)業(yè)自動化控制水平提升的有效途徑

(1)強(qiáng)化程序集成化管理，打造自動化系統(tǒng)管理平臺

為了進(jìn)一步提升石油化工企業(yè)的核心市場競爭力，需要提高石油化工生產(chǎn)自動化技術(shù)的應(yīng)用水平，確保設(shè)備在生產(chǎn)計(jì)劃到達(dá)后，能夠具備完整的生產(chǎn)決策能力。因此，對于企業(yè)來說，強(qiáng)化信息管理機(jī)構(gòu)的構(gòu)建，采用系統(tǒng)管理不同生產(chǎn)鏈接的集成系統(tǒng)確保生產(chǎn)規(guī)模，并同步構(gòu)建自動控制程序是重要的方向。為了提高石油企業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)用、決策和管理的綜合水平，需要建立動態(tài)的、有組織的、實(shí)時(shí)的管理平臺來綜合管理大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)人員。

(2)提升石油化工總線自動化技術(shù)，強(qiáng)化智能信息處理能力

目前，石油生產(chǎn)領(lǐng)域中石油化工總線自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣。隨著實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)逐漸積累，提高了生產(chǎn)鏈的安全性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)場總線管理經(jīng)常在高頻大規(guī)模項(xiàng)目中使用，通過遠(yuǎn)程操作、在線檢測、維護(hù)等功能，可以及時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容，確保生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)石油企業(yè)整體高效穩(wěn)定改善。同時(shí)，應(yīng)用石油化工總線自動化技術(shù)也可以促進(jìn)石油生產(chǎn)管理與控制的整合過程。具體而言，在生產(chǎn)現(xiàn)場，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的數(shù)字信息傳遞功能，通過優(yōu)化、提高大數(shù)據(jù)的知識控制系統(tǒng)，進(jìn)行用于控制信息和非控制信息的收集、加工作業(yè)。而且，為了提高生產(chǎn)裝置的智能水平，使用遠(yuǎn)程操作可以在線調(diào)整、遠(yuǎn)程故障診斷、設(shè)備維護(hù)等。

(3)提升管理數(shù)據(jù)信息安全性，重視生產(chǎn)自動化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在現(xiàn)代儀器控制系統(tǒng)領(lǐng)域中，現(xiàn)場總線技術(shù)、智能核心技術(shù)、無線電技術(shù)和其他先進(jìn)技術(shù)正在廣泛應(yīng)用，相應(yīng)的信息量正在增加。對于石油化工企業(yè)，網(wǎng)絡(luò)安全也是專家和學(xué)者普遍關(guān)注的問題。因此，隨著今后石油化學(xué)自動化技術(shù)的發(fā)展，信息安全問題和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案也會備受關(guān)注。數(shù)字系統(tǒng)和自動化技術(shù)的高效應(yīng)用，已經(jīng)成為工業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”運(yùn)用的重要基礎(chǔ)。

4.石油生產(chǎn)的節(jié)能技術(shù)分析

(1)石油生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用措施

在石油生產(chǎn)現(xiàn)場建立了多種用水的收集和處理程序，達(dá)到了水資源可以逐步再利用的目的。在綜合利用現(xiàn)場水資源和非傳統(tǒng)水資源的同時(shí)，還應(yīng)制定水質(zhì)安全衛(wèi)生檢測和保障措施。用電的主要設(shè)備應(yīng)配備節(jié)能方案，并提前明確用電要求。針對不同區(qū)域設(shè)置不同的能耗指標(biāo)，定期檢查測試，如有問題及時(shí)糾正。石油生產(chǎn)現(xiàn)場的布置必須符合我國有關(guān)規(guī)定的要求，并盡力保證規(guī)劃的布置是有效的。在石油生產(chǎn)組織設(shè)計(jì)中，應(yīng)減少現(xiàn)場作業(yè)區(qū)設(shè)備數(shù)量，科學(xué)有效地安排生產(chǎn)工序。結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)和陽光條件，適當(dāng)安排到貨和使用時(shí)間。減少運(yùn)輸與連接距離，避免浪費(fèi)和能源消耗。有秩序地調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度和使用新施工技術(shù)，消除傳統(tǒng)石油生產(chǎn)過程中消耗較多的能源；建立節(jié)能生產(chǎn)責(zé)任體系；設(shè)立專業(yè)的技術(shù)人員，控制不同階段的用油總量，制定油品控制措施，并在現(xiàn)場及時(shí)檢查油品機(jī)械，防止油品泄漏的發(fā)生；定期維護(hù)和檢查工作工具，降低機(jī)器的燃油消耗。

(2)提高石油生產(chǎn)資源利用率的措施

要及時(shí)了解和掌握石油生產(chǎn)現(xiàn)場的資源使用情況，動態(tài)監(jiān)測現(xiàn)場的生產(chǎn)情況。根據(jù)最低標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃臨時(shí)項(xiàng)目的占用空間，生產(chǎn)場地的總平面布局要緊湊，盡量避免被遺棄的土地。臨時(shí)設(shè)施用地的有效利用率保證在90%以上。建設(shè)場地的布局應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理。石油生產(chǎn)資源保護(hù)措施必須有一個(gè)完整管理體系，要熟悉石油生產(chǎn)水文和地質(zhì)條件的要求。在節(jié)省石油生產(chǎn)資源的基礎(chǔ)上，要注重對石油生產(chǎn)周邊環(huán)境的生態(tài)保護(hù)。

5.結(jié)束語

綜上所述，石油化工生產(chǎn)過程中自動化技術(shù)的開發(fā)水平與企業(yè)的生產(chǎn)效率、化學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量、化學(xué)生產(chǎn)的節(jié)能密切相關(guān)。因此，技術(shù)的提升和執(zhí)行水平對于我國產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)變是非常實(shí)用的。通過結(jié)合石油生產(chǎn)領(lǐng)域自動化技術(shù)的應(yīng)用形式和控制模式的研究，相關(guān)石化企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)自動化技術(shù)的集成水平，加強(qiáng)信息安全保護(hù)、加大節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，推動石油生產(chǎn)行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。