自控率優化項目在呼石化全廠的應用

孟亞強 王美燕 宋建平 賀菁 溫麗

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

關鍵詞：自控率;PID;控制方案;平穩率

1 自控率優化項目所解決的問題和所達到的技術水平

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

2 項目實施及改造內容

本項目主要通過建立DCS系統和MES通訊接口，搭建全廠自控平穩率監控系統，針對控制回路進行PID參數優化、控制方案和系統優化，包括組態變更、報警梳理和完善。

2.1 安裝平穩率監控系統

本項目平穩率監控系統服務器安裝在生產管控中心二樓OPC管理室內，數據來自于MES信息化管理系統PHD數據庫。采用Browser/Server網絡結構模式，建立在廣域網上，基于應用層http協議web，用戶可通過瀏覽器登錄到平穩率監控系統，Browser/Server模式最大優點是運行維護比較簡單，能實現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據。

2.2 控制方案優化（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，需要調整溶劑進料量，若不及時調整，易導致抽提塔溫度不穩定。

修改和優化方案：經過分析，在抽提蒸餾塔上部主要根據TI4015和TIA4013對溶劑的流量進行調節。故將顯示點改為控制回路，并選擇后再與FIC4003串級控制關系。

2.3 PID參數優化（列舉部分）

針對全廠生產裝置DCS控制系統進行PID參數優化和調整，提高控制精度，改善控制效果。經過優化后控制效果明顯得到改善，生產流程趨于平穩。以下是幾個優化前后的PID塊控制效果趨勢比對。

常壓裝置--常二線汽提塔液位LIC3019

優化前液位波動為15%，優化后液位波動幅度在設定值±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優化和梳理，在保證報警點合理的前提下修改報警參數，將不重要的設備報警取消或禁止。實施后各裝置報警數量大幅降低，且報警數量不因工藝的變化而明顯變化。

3 自控率優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量，關鍵回路標準偏差降低30%以上。同時提高裝置生產平穩率，降低目的產品收率的波動，提高餾出口產品合格率、優化產品結構、提升產品品質。

3.2 工藝報警次數明顯減少

實施優化前各裝置DCS系統工藝報警非常多，導致常規報警信息列表連續被刷新，工藝操作人員無法在第一時間內獲取最新重要報警或發現重大異常，從而影響事故快速反應時間，存在重大安全隱患。通過報警優化梳理后各裝置和單元報警次數明顯減少，操作員能及時發現新報警，并及時處理，安全和平穩運行得到有效保障。以7天為統計周期，數據如下（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%）化驗數據分析數據為例，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，據統計2016年5月1日至7日平均操作次數是156.7次/天，2017年1月12日至18日平均操作次數是8.7次/天，優化后七天內的平均每天操作次數大約為優化前的5.6 %。

3.5 綜合能耗下降

煉化企業裝置能耗是全廠能耗最重要的組成部分，經過實施優化，全廠裝置綜合能耗得到有效改善。以二聯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。自控率和生產平穩度大幅提升，控制精度達到新高度，從而保證了安全聯鎖系統的投用率，安全、平穩生產得到了有效保障。同時明顯提高裝置處理量和產品收率，提升產品質量，減少運行人員的勞動強度，實現裝置平穩運行和優化高效運行目標，優化后每年產生的經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。