我國是農(nóng)業(yè)大國，同時也是世界最大的化肥生產(chǎn)國和消費國，但大型氮肥生產(chǎn)技術(shù)長期依賴國外引進(jìn)，寧夏石化年產(chǎn)45萬噸合成氨/80萬噸尿素大化肥項目是中國石油在國內(nèi)首套采用全部國產(chǎn)化自主技術(shù)建設(shè)的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，工藝技術(shù)全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化，單套生產(chǎn)能力國內(nèi)最大，打破了國外企業(yè)在大化肥行業(yè)的技術(shù)壟斷，是我國化肥工業(yè)的一個重要里程碑。

項目背景

寧夏石化大化肥項目整體自控率較高，由于裝置規(guī)模大、生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，存在多變量、強(qiáng)耦合、大滯后、大慣性、強(qiáng)干擾等過程控制問題，部分關(guān)鍵指標(biāo)無法實現(xiàn)自動、穩(wěn)定、精準(zhǔn)控制。面臨當(dāng)前各種挑戰(zhàn)，寧夏石化作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，亟需應(yīng)用數(shù)字化、智能化手段進(jìn)一步提升運維水平、降低能耗，走出一條現(xiàn)代工業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展之路。和利時在化工領(lǐng)域有著完整的自動化及數(shù)字化解決方案。

該項目由雙方攜手，通過對復(fù)雜控制單元實施APC先進(jìn)控制，提升合成氨、尿素生產(chǎn)裝置的自動化水平，改善生產(chǎn)過程的動態(tài)性能，從而達(dá)到增強(qiáng)裝置主要過程參數(shù)的控制品質(zhì)、減少關(guān)鍵變量的運行波動幅度、減少能源和設(shè)備損耗、節(jié)約生產(chǎn)運行成本、最大限度地發(fā)揮裝置的生產(chǎn)能力、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低操作強(qiáng)度，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)裝置“安全、穩(wěn)定、連續(xù)、自動、優(yōu)化”的最終愿景。

項目實施情況

Hia APC（以下簡稱 APC）先進(jìn)控制軟件是北京和利時工業(yè)軟件有限公司（以下簡稱：工軟公司）開發(fā)的面向工業(yè)過程的先進(jìn)控制軟件，專業(yè)處理工業(yè)過程中多變量、強(qiáng)耦合、大時滯、帶約束等復(fù)雜的過程控制問題，軟件集成多變量預(yù)測控制、模糊控制、Smith控制、自適應(yīng)控制、智能控制等先進(jìn)控制技術(shù)。通過標(biāo)準(zhǔn)的OPC 接口，APC可與DCS系統(tǒng)進(jìn)行連接，對實際生產(chǎn)過程實施在線優(yōu)化控制，全面提高裝置自動化水平，降低操作強(qiáng)度，減少關(guān)鍵變量的運行波動幅度、能源和設(shè)備的損耗，節(jié)約生產(chǎn)運行成本，最大限度地發(fā)揮裝置的生產(chǎn)能力，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益，為低碳未來增添強(qiáng)大動力。

APC先進(jìn)控制系統(tǒng)成功投運后，整體裝置運行更加平穩(wěn)，轉(zhuǎn)化一段爐出口溫度、水碳比、氫氮比、合成塔觸媒層溫度以及尿素裝置氨碳比關(guān)鍵工藝參數(shù)得到了自動精準(zhǔn)控制，標(biāo)準(zhǔn)偏差平均降幅約57%。2022年5月27日，在眾多廠區(qū)行業(yè)專家的見證下，APC控制系統(tǒng)開發(fā)項目驗收成功并取得優(yōu)異的投運評價：

1、轉(zhuǎn)化一段爐出口溫度APC投用后溫度波動范圍收緊，控制目標(biāo)溫度降低，優(yōu)化控制效果明顯。

2、水碳比APC投用后比值波動幅度降低26.8%，優(yōu)化控制效果明顯。

3、合成塔一床溫度、二床溫度APC系統(tǒng)投用后溫度波動范圍明顯收窄，投用后溫差降低10℃，優(yōu)化控制效果明顯。

4、尿素氨碳比分析值原來由質(zhì)檢中心取樣分析轉(zhuǎn)為軟測量，投用后經(jīng)過與質(zhì)檢中心的取樣分析結(jié)果對比，基本一致，滿足實時控制要求。

5、尿素氨碳比APC控制器以氨碳比軟測量值為被控目標(biāo)，APC系統(tǒng)投用后氨碳比波動范圍明顯收窄，優(yōu)化控制效果明顯。

項目投運至今，和利時APC先控系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全可靠，優(yōu)化控制效果明顯，寧夏石化公司對和利時優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品技術(shù)表示了充分肯定，并對項目團(tuán)隊優(yōu)良的工作作風(fēng)、過硬的技術(shù)水平給予高度贊揚。

實踐磨礪真知，創(chuàng)新引領(lǐng)未來。該項目的成功實施，是寧夏石化全面錨定國際一流目標(biāo)，貫徹數(shù)字化發(fā)展理念的最佳落地實踐。和利時作為智能制造的賦能者將與更多領(lǐng)域工業(yè)用戶一起探索獨具中國特色的工業(yè)新未來！