近日,中煤陕西能源化工集团有限公司人机一体化智能系统示范工厂获评“2023年度人机一体化智能系统示范工厂”。为推进企业智能化发展和数字化转型,中煤陕西能源化工集团有限公司(简称中煤陕西公司)开展全产业链、全生命周期顶层优化设计,厚植数字基因,将数字化、网络化、智能化技术与生产经营深层次地融合,织密织牢安全风险防控网,打造新新一代智能工厂,为行业提供可借鉴的“中煤方案”。
作为陕西首批煤制烯烃项目之一,中煤陕西公司煤制烯烃项目一期最重要的包含205万吨/年煤制甲醇、30万吨/年聚乙烯、30万吨/年聚丙烯装置等,2014年7月建成投产。项目建设之初,中煤陕西公司坚持大型项目智能化、项目管理现代化、产业协同一体化等理念,努力打造“本质安全、稳产高效、绿色低碳、卓越运营”的智能绿色工厂。
近年来,该项目煤制烯烃装置连续运行时间长、负荷高、生产稳定,烯烃单位产品综合能耗、双烯耗甲醇单耗、聚烯烃耗水等指标均处于国内同类企业领先水平。这其中,数字化转型、智能化技术对公司降本增效的贡献不可小觑。
气化装置是煤制烯烃的“龙头”,工艺操作复杂控制难度较大。中煤陕西公司煤化工厂区甲醇中心副经理刘长伟和记者说,2021年,他们在1台气化炉试点应用先进控制管理系统(APC),收集氧煤比、炉温、合成气组分、液位联动等关键参数后建模并实行自动控制操作、调整,减少人工误判断,避免工艺波动,使生产运行更加平稳。APC应用以来,气化装置平稳性得到极大提升,比氧耗(SOC)和比煤耗(SCC)分别下降1.23%和0.58%,单台气化炉减少煤耗4%,年节资300余万元,减少二氧化碳(CO₂)排放约1万吨。
“目前,我们已对4台气化炉实施APC改造,预计至明年上半年将完成对8台气化炉的改造。”刘长伟说,通过对气化炉进行智能化改造,1名员工可监控2台气化炉的运行,极大降低了员工劳动强度,减少了操作失控风险。
“气化炉工艺参数复杂,定期需停炉更换检修。5月份,我们建立了气化炉全生命周期健康监测评分系统,将来自分布式控制系统(DCS)的100多项工艺参数植入后台自动监测系统,实行分值化科学管控,确保装置平稳连运。”刘长伟对记者说。此外,甲醇中心技术人员还自主开发电子报表报警对比系统,取代了纸质版报表,不仅能实时记录,而且参数异常时会自动报警。
早在煤制烯烃项目一期建设伊始,中煤陕西公司就坚持高起点起步、高标准要求,使用先进的智能化技术装备和现代手段,提升安全管理水平。
2014年7月,煤制烯烃项目建成运行时,中煤陕西公司员工现场巡检就配备了电子巡检仪。如今,这个智能终端巡检设备已更新升级,不仅可通话、巡检,排查设备风险和安全风险隐患,还具备影像拍摄、视频监控、报警等功能。员工在现场发现隐患后,可以“图片+文字”形式通过智能终端实时上传后台,让隐患无处遁形。
“智能终端和人员定位系统的应用,不但可以确保生产运行稳定,减少人为干扰及误操作风险,还可保护人员安全。”中煤陕西公司煤化工厂区烯烃中心工艺工程师刘国华说。记者透过该公司中央控制室大屏幕,能查看到员工或车辆在装置现场的实时活动轨迹。一旦员工或车辆闯入电子围栏,或一段时间内没有动作,智能终端就会报警,员工也可一键呼救报警。现在,每名员工进入生产现场都必须佩戴人员定位卡,操作工人手一台智能终端,实现了各装置区应用全覆盖。
据了解,智能终端和人员定位系统采用“惯性追踪+北斗定位+蓝牙”等组合技术,通过人员实时位置信息、历史轨迹回放、红线区域人员工时统计等,采取客户端和移动端两种方式查看,实现智能化管控;根据人员定位系统可统计每日在厂实际人数,对生产现场作业人员缺员、超员、滞留等情况及时报警推送进行辨识,若遇紧急状况开展应急救援时可精确快速查找人员位置。
记者注意到,中煤陕西公司煤化工厂区门口安装了一台高清摄像头。“这是员工精神情况智能监测和情绪健康情况综合分析系统。”中煤陕西公司信息管理部经理马春雷和记者说,摄像头能捕捉进入现场的每个人的面部表情,发现疲劳、愤怒、生气等精神情况异常时后台实时提醒,并设置状态康复室进一步监测,最大限度减少人的不安全因素。
另外,该公司正在建设煤化工网络安全技术实验室,开展煤化工行业工控网络安全风险隐患与脆弱性建模和分析、威胁识别及预警、安全防护和加固等关键技术探讨研究与应用,为煤化工生产的全部过程与装备的网络安全提供技术支撑。
今年以来,中煤陕西公司加快推进煤化工二期项目建设。期间,中煤陕西公司提出了数字化设计体系构想。
“这个体系以推动化工公司实现本质安全、质量卓越、绿色低碳、效益一流为目标,从各个维度出发持续实施全业务、全要素、全链条的顶层优化设计。”李俊杰说。以工业互联网思维为基础,该公司积极构建“工业互联网+智慧运维”“工业互联网+安全技术服务”及NCSS管理新模式,充分运用数字化设计思想体系,通过深度挖掘数据价值,拓展业务应用场景,打造“云—网—边—端”全面协同的煤化工安全生产管控一体化平台,让安全生产精细化管理更加智慧。
李俊杰表示,通过优化全生命周期顶层设计,二期项目将快速推进新一代信息技术赋能安全生产管理,深挖业务痛点和应用场景,持续探索少人化、无人化、智能化应用场景构筑,全面实施员工非接触式健康监测,构筑化工过程数字化安全管理新模式。
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