先进控制为企业节能增效

苗占东

先进过程控制（Advanced Process Control，简称APC）是信息化建设不可缺少的技术。APC采用科学、先进的控制理论和控制方法，以工艺过程分析和数学模型计算为核心，以工厂控制网络和管理网络为信息载体，充分发挥DCS和常规控制系统的潜力，由原来的常规控制过渡到多变量模型预估控制，工艺生产控制更加合理。

APC在国内石化企业的应用已开展了10多年。近几年来，经过信息系统管理部、炼油事业部、化工事业部、炼化企业和承建单位的共同努力，中国石化APC建设开始步入良性轨道，取得了可喜的成绩。

2008年～2009年，信息部组织验收了燕山乙烯、济南常减压、洛阳常减压、茂名2号焦化和1号焦化、长岭催化、广州重整等共20套装置先进控制项目。先进控制在这些装置投用后，装置的控制水平得到很大提高，保证了产品质量，降低了操作人员的劳动强度并且降低了能耗，提高了装置效益。

齐鲁石化炼油厂8套主要炼油装置实施APC技术以后，改变了传统的生产管理模式，提升了装置的控制水平，使得装置操作更加平稳，主要质量指标实现了卡边控制。其中2号催化装置投用先进控制后，掺渣比提高2.2个百分点，液化气收率增加0.2个百分点，汽油收率增加0.27个百分点，干气和焦炭收率合计降低了0.25个百分点；140万吨/年延迟焦化装置在投用先进控制后，轻油收率增长0.51%，柴油收率增长0.55%；10万吨/年线型低密度聚乙烯装置投用APC后，经过现场运行考核，产品收率提高2%，每年可增加产量2.5%以上。

九江石化焦化装置先进控制系统于2009年3月正式投用，系统投用后，能自动过渡焦炭塔预热、切换等过程并抵御过程中的干扰。通过优化分馏塔温度分布以及吸收稳定装置的流量和温度分布，达到了节能和提高高价值产品收率的目的。统计结果显示，先进控制投用后，仅通过柴油产量增加、加热炉热效率提高以及液化气产量的增加这三项，每年就可以产生经济效益达数百万元。

镇海炼化连续重整装置先进控制于2006年9月全部投用。投用后，预加氢反应炉烟气氧含量和分馏塔底液位稳定性大大提高，减少了装置的操作波动性。重整装置稳定塔T701顶液化气产品中C5含量控制在2～3.8%，保证了液化气产品质量合格率（C5控制≯4%），实现了液化气产品质量上限卡边控制。重整反应“四合一”炉燃料气单耗明显下降，控制器投用以后，在满足重整反应前提下，控制器根据原料性质变化，及时调整风门，控制加热炉烟气氧含量，提高加热炉热效率，减少燃料气消耗9.32%以上。

从近几年APC应用情况看，APC建设发展趋势为：（1）APC作为企业挖潜增效一种先进的控制手段，希望在条件好的装置上普遍实施APC，其应用对象将由中小装置逐步推广到大型装置（如乙烯等）。（2）APC技术应用将由生产装置扩展到生产罐区，实现在线自动油品调和。（3）在单装置稳定运行APC的基础上，逐步实现多装置区域协调优化。

APC建设和应用在取得一定成绩的同时，也遇到了一些问题。一是有的装置工艺不正常、现场仪表设备故障或配套技术不到位，自动化率低，不能满足APC建设要求。二是企业参与项目的技术人员不稳定，一方面会影响整个项目进度，另一方面，会在APC现场实施过程中出现情况衔接障碍，信息沟通不对称。三是企业考核与激励机制不健全，造成APC使用人员积极性不高，影响APC的投用率。四是企业维护人员缺乏，导致APC出现问题后不能得到及时处理，造成APC不能长期使用。

为了避免这些问题并防止造成负面影响，有必要采取以下措施：（1）APC建设涉及专业面较宽，需要多方人员的积极协作，须成立跨部门协调小组。（2）健全激励机制，奖罚分明。（3）进一步加强APC技术支持与运维服务中心各方面建设。（4）建设好监控平台，对已上线的APC进行远程实时监控，加强跟踪考核。（5）定期为企业提供APC技术培训。