“平臺+APP 優秀實踐,中控公用工程優化助力京博石化降本增效

來源: 中控 時間: 2021-01-27 作者:

隨著全球工業數字化轉型時代的來臨,數據化、智能化發展進程已全面滲透傳統工業產業鏈。同時,國際局勢的復雜多變與常態化防疫促使高成本、高耗能的石化企業迫切地期望通過數字化轉型實現降本增效。

山東京博石油化工有限公司(以下簡稱“京博石化”)是一家以石油化工為主業,集石油煉制與后續深加工為一體的大型民營企業,技術創新實力居石油化工行業先進水平。作為地煉行業的標桿,京博石化非常重視自身的信息化建設,數字化能力和應用水平均位于石化企業前列。

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中控技術憑借在公用工程優化領域長期的技術積累與成熟的解決方案,以機理建模、數據挖掘、人工智能等關鍵技術為支撐,對京博石化燃料氣、氫氣系統運行開展全流程在線分析與診斷評估,依托工業互聯網平臺為京博石化量身定制,發布了國內首個公用工程優化APP。APP構建了集實時監控、統計分析、管網模擬、操作優化、調度優化等多個功能模塊,讓京博石化實現了對燃料氣、氫氣系統的精細化管控與協同優化高效運行,達到了節能降耗、挖潛增效的目標。


消除數據孤島,挖掘數據價值,讓管理者掌握生產過程中的每個細節

公用工程優化APP充分利用工業互聯網平臺強大的數據整合能力所建立的數據湖,打破不同平臺之間的數據壁壘,構建了覆蓋全廠各裝置、各產耗點的氫氣、瓦斯監控模塊,從氫氣、燃料氣系統總圖擴展到各車間、各裝置氫氣、高低壓瓦斯排放點。公用工程優化APP集合了各裝置實時數據、化驗分析數據、裝置關鍵運行指標、環保指標等信息,讓生產人員都能擁有“千里眼、順風耳”,實時掌握公用系統的每一個環節,提高對現場的感知能力。

平臺+APP 優秀實踐,中控公用工程優化助力京博石化降本增效

搭建3D數字化管網,有機結合機理模型,讓介質輸送過程可視化

為了解決公用介質在輸送過程中的管理與監測問題,公用工程優化APP管網模擬模塊以氫氣、燃料氣產耗實時數據、化驗分析數據、管網拓撲結構參數為基礎,構建了基于物性計算、流動、傳熱耦合的在線計算機理模型。實現了對管網中任意管段流量、流速、氫純度、關鍵雜質組分含量、熱值、烴類液化狀態等參數的軟測量,動態跟蹤管網運行狀態及介質流向與分布狀況,問題管段與異常工況的自動報警與定位功能;實現管網結構參數的便捷查詢、維護等功能,為評估診斷、優化操作、降低系統波動提供了決策依據。依托工業互聯網平臺深厚的可視化模型管理能力,以數字孿生的方式將全廠燃料氣、氫氣管網以三維立體方式呈現,讓調度人員不必親臨現場也能準確掌握全廠管道以及重點管件的分布情況與介質輸送狀態, “足不出戶”也能精準指揮。

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統籌公用介質調配,深挖制氫節能潛力,精準制定優化產氫策略

基于工業互聯網平臺的工業大數據分析,深入挖掘數據價值,同時,利用平臺所提供完整的人工智能優化算法工具,實現更佳的工況分析。公用工程優化APP操作優化模塊以制氫總成本更低為目標,以各臨氫裝置氫氣需求及氫氣、燃料氣管網為約束,構建氫氣、燃料氣系統協同操作優化模型,在線推送各制氫裝置更佳的原料配比、更佳的產氫負荷優化分配方案,降低外購天然氣量以及單位產氫能耗。讓每個下達的調度指令都能做到“穩、準、優”。

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打造調度專家系統,升級經驗傳承方式,助力調度快速決策精準下達

為了實現氫氣、燃料氣系統運行總成本低的目標,公用工程優化APP依靠工業互聯網平臺深厚的大數據基礎和強大的人機交互能力,開發了調度優化模塊,將調度經驗與機理建模、數據分析算法相結合,將調度經驗模型化,并關聯實時工況進行快速求解,建立氫氣、燃料氣系統協同調度優化模型,在線推送系統產耗裝置異常、產耗不平衡工況下的氫氣、燃料氣的產耗優化分配方案,液態烴、天然氣的更佳補充方案。提升調度人員對燃料氣管網運行狀態的預判能力,降低了階段性產耗不平衡帶來的氫氣浪費與燃料補充量,提升了系統運行平穩性,實現了多種公用介質系統的快速聯動,“精確制導”。

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引入多維度評價體系,挖掘公用系統潛力,智慧決策更加高效

公用工程APP提供了系統運行評價,通過不同的維度指標衡量各個系統的運行情況并給予評價,不同指標對標同行業的平均水平與更高水準,全廠各裝置能效的滾動排行榜,激發降本增效的動力,為領導決策提供可靠依據。

平臺+APP 優秀實踐,中控公用工程優化助力京博石化降本增效

公用工程優化APP投用期間,項目組針對京博石化氫氣、燃料氣系統運行現狀與問題,提出了十余項優化改造建議,多已立項實施中,累計可為京博石化帶來近2000萬元/年的效益。APP的投用提升了生產人員對于公用系統的集中管控,真正做到“事前”模擬計算、分析預判,“事中”分級監控、聯動預警,“事后”統計考核、原因追溯。


工業互聯網平臺通過頂層設計,消除多個煙囪式的垂直應用,統一企業級工業大數據,增強生產數據、管理數據、運營數據之間的融合聯動,減少了用戶對不同平臺的使用和維護成本;同時,平臺提供了一整套工業大數據集成、分析、挖掘和可視化展示的IT 工具集和模板庫,大大降低了開發者的使用門檻,提升了工程實施效率;此外,開放的數據服務、計算服務、存儲服務和安全服務,可以充分發揮用戶的主觀能動性,更好地貼近客戶的實際需求。平臺+APP的模式使得APP和數據實現快速遷移,讓公用工程優化APP的大規模推廣成為可能,未來我們將繼續以工業互聯網平臺為依托,進一步深化應用,將功能擴展到蒸汽、水、氮氣、風等系統,打造涵蓋全廠所有公用介質的集管控與優化于一體的公用工程優化APP系列,更好地為用戶創造價值。


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