晉萬超

（中谷石化集團(tuán)有限公司，廣東珠海 519050）

0 引言

在多種因素的綜合作用下，無論是剛創(chuàng)辦的煉油廠還是擴(kuò)大規(guī)模的煉油廠，都利用分階段以及分梯次的生產(chǎn)方式。這種模式使煉油廠的設(shè)備不集中，廠房里的儀器設(shè)備不能按照生產(chǎn)實(shí)踐、所屬類別以及來源分類，給生產(chǎn)帶來了麻煩，也增加了員工的工作量。雜亂的廠房使工作人員在管理的過程中無從下手，不僅降低工作效率，工作人員的積極性也大幅度降低。

1 項(xiàng)目技術(shù)目標(biāo)

1.1 控制系統(tǒng)在新型煉油廠的作用

新型煉油廠發(fā)展的基礎(chǔ)以及動(dòng)力來源于控制系統(tǒng)，若能在廠房里使用先進(jìn)的控制系統(tǒng)，企業(yè)的效率也會(huì)相應(yīng)提高。主要優(yōu)點(diǎn)：①提高石油質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，更快以及更高質(zhì)量完成生產(chǎn)；②先進(jìn)的控制系統(tǒng)在工作過程中產(chǎn)生的廢物少，資源利用率高，能起到保護(hù)環(huán)境的作用；③提高企業(yè)生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)總值，在同行中獲得更高的地位，吸引更多的人才。

1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

煉油廠控制系統(tǒng)并不是一個(gè)大的整體，而是根據(jù)煉油廠的不同需求進(jìn)行分層處理，滿足生產(chǎn)的需求。

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循的目標(biāo)：①新型控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在于新，因此應(yīng)用更加新穎的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)；②控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中并不是漫無目的，而是對(duì)癥下藥，應(yīng)根據(jù)公司的實(shí)際情況以及管理模式進(jìn)行設(shè)計(jì)；③新型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還要參考之前的設(shè)計(jì)方法，從經(jīng)驗(yàn)中分析不足，取長(zhǎng)補(bǔ)短，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新與改造。

2 主要分項(xiàng)及工作

2.1 全廠控制系統(tǒng)的集成

2.1.1 設(shè)計(jì)方案

為保證資源的共享性、安全性和節(jié)省成本，保證企業(yè)利益最大化，實(shí)現(xiàn)高效快捷的管理，提高生產(chǎn)效率，在企業(yè)內(nèi)部建設(shè)一個(gè)中心控制室，設(shè)置11 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室。在中心控制管理下，打破了以前零散的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式，使管理更加集中，提高工廠的運(yùn)營(yíng)效率。

石油公司在企業(yè)里安裝11 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室，可以有效緩解由于電纜過長(zhǎng)造成的信號(hào)不良現(xiàn)象，減少電纜的購買成本。并且機(jī)柜室設(shè)置防爆結(jié)構(gòu)，保證工人的身體健康以及工廠的安全運(yùn)行，提高安全性能。按照公司的運(yùn)營(yíng)規(guī)則，機(jī)柜室里不允許有工作人員，由于中心控制室與機(jī)柜室的距離較遠(yuǎn)，在中間建造了工程師站，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

工廠里配置統(tǒng)一型號(hào)的大規(guī)模DCS，先前許多煉油廠利用的是不同的設(shè)備，完成控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出分散狀態(tài)，而統(tǒng)一型號(hào)的設(shè)備能讓控制系統(tǒng)處于高度統(tǒng)一與集中的狀態(tài)，讓DCS 的優(yōu)點(diǎn)與長(zhǎng)處得到充分發(fā)揮，因此，使用同一系列的控制系統(tǒng)能為煉油廠帶來更大的效益。

控制系統(tǒng)在使用過程中必須要有一定的技術(shù)支持。目前，控制系統(tǒng)大多利用大規(guī)模光纜技術(shù)，如DCS，SIS 等。光纜技術(shù)使控制系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效快捷，廠房里設(shè)置的11 個(gè)機(jī)柜室和1 個(gè)中心控制室也是通過光纜技術(shù)建立緊密聯(lián)系。DCS，SIS，CCS 對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程I/O 口類別均存在差異，其對(duì)應(yīng)的多路光纜也各不相同，這種方式優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)布局，由此營(yíng)造出極具穩(wěn)定性的通信網(wǎng)絡(luò)，抗干擾能力得到了明顯改善，因此具有很強(qiáng)的可行性。

2.1.2 實(shí)施情況

前期需要展開可行性研究，同時(shí)應(yīng)做好總體方案的設(shè)計(jì)工作，最后得做出總體方案。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段需要編制一套科學(xué)文件，在其指導(dǎo)下推動(dòng)總方案的實(shí)施，以達(dá)到預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。

在項(xiàng)目實(shí)施階段，需要引入大量軟件，以有針對(duì)性的做好生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的管理工作，提升信息集成化程度，可以通過實(shí)時(shí)的方式進(jìn)行操控。

以上述內(nèi)容為基礎(chǔ)，生產(chǎn)調(diào)度室內(nèi)可以獲悉整個(gè)廠區(qū)的生產(chǎn)情況，同時(shí)明確原料的使用與分布狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)更好的展開調(diào)度工作。

2.2 控制系統(tǒng)信號(hào)制方案

2.2.1 設(shè)計(jì)方案

全面分析常見的3 種信號(hào)制方案，并充分考慮到當(dāng)前石油煉油廠高投資、高收益、高風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)影響大的基本運(yùn)行特性，與之相關(guān)的各類裝置均需要處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。為此，采用了4～20 mA 疊加HART 通信信號(hào)制。在本文探討的項(xiàng)目中，為DCS適配一定量的I/O 卡口，廠區(qū)內(nèi)各類儀表也采用這種方式。相比之下，無論是SIS 還是CCS，均不具備HART 通信I/O 卡，對(duì)此，采用分離采集信號(hào)的方式，完成信號(hào)至服務(wù)器的高效傳輸作業(yè)，最終到達(dá)工程師站，以便做出后續(xù)的分析與管理。

2.2.2 實(shí)施情況

借助工程師站，可以充分獲取各類智能設(shè)備所涉及的數(shù)據(jù)，且能以自動(dòng)讀取的方式進(jìn)行，并實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)與管理作業(yè)。系統(tǒng)可以對(duì)連接狀態(tài)作出分析，并得出相應(yīng)的診斷信息。可以對(duì)儀表做診斷處理。預(yù)先設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)值，出現(xiàn)異常后自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，出現(xiàn)短路或是斷路情況時(shí)，也會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。能以定時(shí)的方式進(jìn)行診斷。此外還擁有預(yù)測(cè)維護(hù)管理的功能，但需要建立在各類診斷信息的基礎(chǔ)上，由此預(yù)測(cè)出所需的維護(hù)時(shí)間及相關(guān)內(nèi)容，這在很大程度上縮減了工程量，提升工程效益。在本文項(xiàng)目中，引入了大量的智能儀表，采用的AMS 形式也處于行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。

2.3 儀表及控制系統(tǒng)防雷工程

2.3.1 設(shè)計(jì)方案

考慮到系統(tǒng)所在區(qū)域內(nèi)有頻繁的雷擊天氣，因此有必要采取綜合防護(hù)措施。以各類儀表及控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采取可行的防雷處理，為之適配相應(yīng)的防護(hù)設(shè)備。采用水分層次等電位的方法，顯著改善傳統(tǒng)方式遺留的接地問題。

控制系統(tǒng)引入先進(jìn)的光纜技術(shù)，基于光纖信號(hào)傳輸方式，可以顯著提升抗干擾性能，由此提升整個(gè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行特性，確保其具有高度的穩(wěn)定性。引入多路光纜，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜與中心控制室的高效連接，路徑可靠性明顯提升，系統(tǒng)具有良好的抵御雷擊能力。

有針對(duì)性地引入電涌防護(hù)器（圖1），一方面可以起到雷電防護(hù)作用，另一方面可以避免電涌防護(hù)器濫用。

圖1 電涌防護(hù)器

2.3.2 實(shí)施情況

實(shí)施防雷工程，完成大規(guī)模防雷工作，在防雷工程技術(shù)領(lǐng)域具有突破性意義。至今，該項(xiàng)目已使用兩年半時(shí)間，其間未出現(xiàn)任何雷擊故障。

3 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

在我國石化行業(yè)中，中國石油煉油項(xiàng)目具有很強(qiáng)的代表性，彰顯出整個(gè)行業(yè)的自動(dòng)化水平，該項(xiàng)目工藝流程合理，裝置可以處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，由此打造出了一個(gè)具有全視野、高效化的操作平臺(tái)，營(yíng)造出良好的操作環(huán)境；以全廠物料為基礎(chǔ)，展開信息處理與統(tǒng)計(jì)工作；引入大量的先進(jìn)儀表，為企業(yè)今后的持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也成為企業(yè)效益的基本保障。

該項(xiàng)目已經(jīng)投入使用兩年半，改進(jìn)后產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，創(chuàng)造了豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

大型煉油工程項(xiàng)目取得了顯著的成果，順利達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，為后續(xù)相關(guān)項(xiàng)目引導(dǎo)方向，由此提升我國石油化工的整體發(fā)展水平，打造出高度自動(dòng)化的控制方案，推動(dòng)我國石油煉油工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。