浅谈石油化工仪表控制系统的应用及发展

2022-09-11

一、引言

在现代工业中, 石油化工与天然气生产在工业生产中相伴相生, 它们相互提供半成品与原料, 最终实现最大化经济效益和社会效益。而现阶段的自动化控制技术也开始从过去传统单一结构运作模式转变成网络化、集成化与智能化共同发展的新型运作模式, 提高了石油化工仪表的各项功能, 还强化了自动化仪表的适应性, 使之能够有效满足石油化工提出的要求。

二、石油化工仪表在石油化工企业中的应用

石油化工仪表在石油化工企业中的应用中, 通过采用在线气相或液相色谱仪、在线油品质量分析仪以及其他的物理特性分析仪, 能够有效的实现对产品质量的管理。在炼油调和系统上, 通过采用当前最为先进的在线多路近红外光谱分析仪, 更是促进着炼油质量的提升。同时, 在石油生产的过程中, 通过使用各种先进的仪表, 能够对产品的质量进行实时监控, 而在生产完成之后再使用各种仪表检测产品的质量, 这在不同的检测中就能更好的保证产品的质量, 并避免了在生产的过程中不合格产品的出现。为了更好的保证仪器的使用效果, 石油化工仪表在使用的过程中还需要对仪表不断的进行维护, 减少仪表的维修成本, 提高仪表的控制质量。

目前, 诸多先进控制技术已发展成熟, 如多变测量、鲁棒PID控制等的成功应用。先进控制有如下特点: (1) 先进控制是以模型为策略。如当前的模型推断控制、模型预测控制等, 模糊智能控制的发展越来越受青睐; (2) 可以应用于复杂过程的控制。如多变量耦合、大时滞等; (3) 依托于计算机高速的计算能力, 实现先进控制, 如先进控制可以在DCS/FCS中实现。目前, 国外在该领域的研发比较成熟, 有美国生产的控制器DMC/PLUS、日本生产的控制器SMOC等。而国内的主要研究力量是浙江大学和清华大学, 已经取得一定的成就。目前, 先进控制已在中石油和中石化的几十套装置中运行成功。且主要有:延迟焦化、柴油加氢、催化裂化、聚丙烯等, 并已取得了较为显著的经济效益。

三、石油化工仪表控制系统未来发展的趋势

1. 为适应市场要求, 现场总线控制系统得到了突飞猛进的发展。

全数字式现场总线型变送器结构简单, 分辨力、稳定性、可靠性和可互操作性都非常强, 石油化工过程控制领域的应用范围将也得到扩展。随着国内外商业贸易的发展, 对商品交割计量精确度的要求不断提高, 石化出厂计量应用的质量流量计精确度为±0.1%或更高。

2. 对加强产品质量管理, 促进线分析仪表控制系统在企业的应用是石化企业势在必行的任务。

石化工业仪表控制系统的广泛推广, 主要包括在线油品质量分析仪, 在线气相或液相色谱仪及其他物理特性分析仪等。

3. 石化企业炼油调合系统最新应用的在线多路近红外 (NIR) 光谱分析仪, 在市场上收到良好评价。

最新研究的低成本汽油质量指标快速测定仅在部分油厂等已经成功应用。软测量技术的进步对石化企业部分分析检测方面起到了很大的作用。

4. 在线联机监控系统的应用。

通过传感器可以实时监控热交换器和加热炉的工作情况, 具有诊断和预测维护保养能力的仪表与系统, 可使现有设备的生产潜力增长1%~3%, 同时可降低非计划的维护保养费用10%~30%。

5. 安全控制系统的应用。

现在的石化企业对设备要求比较高, 要求设备的安全性、可靠性和有效性达到一定水平, 因为这些企业的装置不是小规模的, 在生产的时候工艺非常繁杂, 容易出现事故, 而且都是一些高危事故。所以安全控制技术对于石化企业来说是十分重要的。

四、仪表控制系统发展与趋势

石油化工企业传统使用的仪表主要都是气动的, 主要是用来进行实时检测的。近年来随着电气技术的迅猛发展, 石化企业中的气动仪表逐渐全部被电动仪表取代。相对于传统仪表装置, 电动仪表检测精度更高, 信号传输距离远, 结合计算机集散控制系统可实现实时监控。

仪表控制系统在我国石化企业应用发展已经有很多年, 经验告诉我们, 仪表控制系统如果得到合理运用, 对我国石油化工企业的推动作用是极其巨大的。但与此同时, 在运用的过程中, 我们要不断地总结和反馈, 选择最适合国内石化企业发展的模式, 因地制宜, 合理使用仪表控制系统。

1. 建立集散控制新系统。

目前使用的集散控制系统, 面向狭隘、接口缺乏标准、人性化不足, 因此我们必须革新该系统的相关功能应用, 使其结构开放型, 系统操作能面向过程和用户。新系统具有如下特点:性能高、功能强、操作性好、软件资源丰富、容易维护、可靠性高、安全性高。

2. 建立安全保护机制。

事物的发展往往都有两面性, 在仪表控制系统健康快速发展的同时, 在日常生产中, 一些不经意的操作小错误会打断整个企业的生产流程, 造成严重的经济损失。所以在应用仪表控制系统的同时必须加入安全保护反馈系统, 对易于出现故障的仪表环节加强监督和检查, 防患于未然, 为仪表控制系统在石油化工企业中的应用提供更优质的环境。

3. 智能化、信息化建设方向。

信息化建设是工业发展的必然要求, 智能化是电气行业发展的大趋势, 所以想更合理的在石油化工企业运用仪表控制系统, 针对仪表控制系统的智能化、信息化建设是必须紧抓的工程。仪表控制、安全仪表和信息管理系统一体化是未来石化企业使用的安全控制系统的发展方向。智能化安全仪表控制系统的前景非常广阔。

结束语

在石油化工企业现代化发展的进程中, 重视各项生产仪表, 不仅能有效地提高产品质量、降低运行成本, 而且装置运行也能做到可靠安全, 带来十分明显的经济效益。以强化企业本身的自动化控制技术, 提高市场竞争力, 最终取得最大化经济效益与社会效益, 这对于我国石油化工企业的可持续发展来说具有一定的推动作用。

摘要：随着全球科技的迅猛发展, 自动化仪表控制系统也得到了很大的改善, 正逐步向智能化、数字化及网络微型化的方向发展。但是, 就我国目前的石油化工仪表控制系统来说, 还需要得到进一步的完善, 从而为提高石化企业的经济效益和运行的安全性打下良好的基础。本文将对石油化工仪表控制系统的应用及发展进行简要论述。

关键词：石油化工,仪表,控制系统,应用,趋势