自控率优化项目在呼石化全厂的应用

孟亚强 王美燕 宋建平 贺菁 温丽

摘 要：自500万t工程项目建设投产以来，全厂装置DCS控制系统自动控率普遍较低，导致操作工工作强度大、产品合格率和装置平稳率低、能耗高等。为此我们提出了优化项目，并取得良好的效果。

关键词：自控率;PID;控制方案;平稳率

1 自控率优化项目所解决的问题和所达到的技术水平

①能够在任意时间读取全厂自控率、平稳率，并排序和评比;②提升企业信息化程度，节省人力成本，提高工作效率;③促进了工艺相关人员提升对装置自控率、平稳率关注度;④为开展自控率、平稳率考核等工作提供基础条件;⑤提升装置整体自动化程度，间接提高生产效益、节能降耗。

2 项目实施及改造内容

本项目主要通过建立DCS系统和MES通讯接口，搭建全厂自控平稳率监控系统，针对控制回路进行PID参数优化、控制方案和系統优化，包括组态变更、报警梳理和完善。

2.1 安装平稳率监控系统

本项目平稳率监控系统服务器安装在生产管控中心二楼OPC管理室内，数据来自于MES信息化管理系统PHD数据库。采用Browser/Server网络结构模式，建立在广域网上，基于应用层http协议web，用户可通过浏览器登录到平稳率监控系统，Browser/Server模式最大优点是运行维护比较简单，能实现不同人员在不同地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据。

2.2 控制方案优化（列举部分）

苯抽提抽提蒸馏塔溶剂进料量

原控制逻辑存在的问题：抽提蒸馏塔溶剂进料量FIC4003单自动控制，当抽提蒸馏塔上部温度变化时，需要调整溶剂进料量，若不及时调整，易导致抽提塔温度不稳定。

修改和优化方案：经过分析，在抽提蒸馏塔上部主要根据TI4015和TIA4013对溶剂的流量进行调节。故将显示点改为控制回路，并选择后再与FIC4003串级控制关系。

2.3 PID参数优化（列举部分）

针对全厂生产装置DCS控制系统进行PID参数优化和调整，提高控制精度，改善控制效果。经过优化后控制效果明显得到改善，生产流程趋于平稳。以下是几个优化前后的PID块控制效果趋势比对。

常压装置--常二线汽提塔液位LIC3019

优化前液位波动为15%，优化后液位波动幅度在设定值±2%左右。

2.4 报警梳理

针对全厂装置测点回路逐一进行报警参数优化和梳理，在保证报警点合理的前提下修改报警参数，将不重要的设备报警取消或禁止。实施后各装置报警数量大幅降低，且报警数量不因工艺的变化而明显变化。

3 自控率优化项目所取得的效果

3.1 全公司自控率大幅提升

通过实施优化，装置自控率从66.1 %，提升到96%，提高装置控制回路的控制质量，关键回路标准偏差降低30%以上。同时提高装置生产平稳率，降低目的产品收率的波动，提高馏出口产品合格率、优化产品结构、提升产品品质。

3.2 工艺报警次数明显减少

实施优化前各装置DCS系统工艺报警非常多，导致常规报警信息列表连续被刷新，工艺操作人员无法在第一时间内获取最新重要报警或发现重大异常，从而影响事故快速反应时间，存在重大安全隐患。通过报警优化梳理后各装置和单元报警次数明显减少，操作员能及时发现新报警，并及时处理，安全和平稳运行得到有效保障。以7天为统计周期，数据如下（列举部分装置）：

3.3 物料平衡得到有效保障

以气分装置丙烯精馏塔底丙烷含量（工艺指标≥98%）化验数据分析数据为例，2015年12月至2016年1月<98%的为30次，2016年12月至2017年1月<98%的为4次。

3.4 操作工的劳动强度明显下降

以气分装置为例，据统计2016年5月1日至7日平均操作次数是156.7次/天，2017年1月12日至18日平均操作次数是8.7次/天，优化后七天内的平均每天操作次数大约为优化前的5.6 %。

3.5 综合能耗下降

炼化企业装置能耗是全厂能耗最重要的组成部分，经过实施优化，全厂装置综合能耗得到有效改善。以二联合汽油加氢装置为例自2015年11月至2017年1月装置每吨处理量消耗瓦斯从0.021t下降到0.018t。

综上所述，本项目投用以后，取得了良好的效果。自控率和生产平稳度大幅提升，控制精度达到新高度，从而保证了安全联锁系统的投用率，安全、平稳生产得到了有效保障。同时明显提高装置处理量和产品收率，提升产品质量，减少运行人员的劳动强度，实现装置平稳运行和优化高效运行目标，优化后每年产生的经济效益列举部分装置：常压25.4万元，汽油加氢和醚化318万元，催化裂化168万元，重整84万元，气分149.4万元;全厂合计综合效益744.8万元。