中國(guó)石油化工股份有限公司中原油田天然氣處理廠三廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三氣廠”），擁有技術(shù)領(lǐng)先的天然氣處理裝置。其先后建設(shè)的兩期裝置日處理伴生氣總計(jì)約220萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米，主要生產(chǎn)干氣、乙烷、丙烷、丁烷和天然氣油等高附加值產(chǎn)品，目前裝置的國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)方面均取得重大突破，成為國(guó)內(nèi)天然氣處理行業(yè)的標(biāo)桿項(xiàng)目，展現(xiàn)出極強(qiáng)的“典型示范”引領(lǐng)作用。

項(xiàng)目背景及方案

天然氣處理裝置工藝控制精度高，多塔串聯(lián)，普遍存在多變量、強(qiáng)耦合、大滯后、大慣性、強(qiáng)干擾等過(guò)程控制難題，且生產(chǎn)過(guò)程中涉及多個(gè)復(fù)雜變量，包括原料氣組分、溫度、壓力和流量等，多重因素相互作用，使得控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施變得更加復(fù)雜。上述裝置的控制難點(diǎn)依托常規(guī)的PID控制策略或是基于DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制方案，均難以達(dá)成理想控制效果，為此，三氣廠與和利時(shí)聯(lián)合成立項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，力克難關(guān)，成功開(kāi)發(fā)出三氣廠天然氣處理裝置APC先進(jìn)控制優(yōu)化全局方案。

方案依托HiaAPC先進(jìn)控制平臺(tái)，通過(guò)對(duì)天然氣裝置工藝特性的深入分析，包括多變量耦合關(guān)系、非線(xiàn)性特征及潛在干擾因素的研究，結(jié)合大量運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建高精度控制模型，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)原料氣組分波動(dòng)、進(jìn)氣溫度變化等動(dòng)態(tài)變量的精準(zhǔn)調(diào)控。通過(guò)調(diào)整控制策略、優(yōu)化操作參數(shù)及持續(xù)改進(jìn)等系列措施，顯著減少裝置能耗，確保裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)、安全，同時(shí)操作強(qiáng)度得到進(jìn)一步降低，為用戶(hù)帶來(lái)良好經(jīng)濟(jì)效益。

項(xiàng)目實(shí)施效果

圖/APC投用前

圖/APC投用后

價(jià)值呈現(xiàn)

◆經(jīng)濟(jì)效益

裝置處理每萬(wàn)方原料氣消耗燃?xì)饨档?.8%；

◆一期裝置

PID有效回路自控率達(dá)到100.00%，APC投用率達(dá)到99.00%以上；

操作頻次降低65.00%以上；

關(guān)鍵參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差平均降幅64.35%以上；

◆二期裝置

PID有效回路自控率達(dá)到100.00%，APC投用率達(dá)到99.00%以上；

操作頻次降低80.20%；

關(guān)鍵參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差平均降幅65.55%；

該項(xiàng)目圓滿(mǎn)竣工驗(yàn)收并取得突破性成效，憑借良好的實(shí)施效果及專(zhuān)業(yè)的服務(wù)水平獲得業(yè)主方的高度贊譽(yù)并收到書(shū)面表彰函。

三氣廠天然氣處理裝置先進(jìn)控制示范項(xiàng)目的成功落地，不僅實(shí)現(xiàn)了裝置運(yùn)行效能的里程碑式跨越，更標(biāo)志著三氣廠在推進(jìn)智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)取得全新突破。

項(xiàng)目產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益、綠色效益三重效益，必將為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能，更是用實(shí)踐為國(guó)家"雙碳"戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)踏出一條"數(shù)字賦能+工藝優(yōu)化"深度融合的創(chuàng)新路徑。