王 鹏
(呼伦贝尔金新化工有限公司,内蒙古 呼伦贝尔 021001)
化工自动化控制是一种现代化的生产技术,以化工过程为控制对象,帮助监控化工生产过程,启用设置好的管理程序,搭配控制算法和控制方案,实现自动化控制管理,加快工业化发展。自动化控制无需人工参与,直接使被控对象或过程按照预定程序自动运行,从而对化工过程中的温度、压力、流量、液位等模拟量进行控制。自动化技术目前广泛应用于工业、农业、交通等方面,是一种现代化的管理技术,也是化工企业的发展趋势。
1.1 提高生产效率
传统的化工生产主要是操作人员对设备进行操作,为了保证生产的精确度,会花费操作人员大量的精力,再加上人工操作容易出现失误,会影响设备的运行,使得化工生产的整体效率受到限制。而化工生产自动化运用自动化装置,在很大程度上替代了人工操作,不仅能防止失误情况的发生,同时能够减少设备不必要损耗,让化工生产能保持在最佳的状态,从而最大程度提高生产速度和产品质量,减少成本支出,达到提高生产效率的目的。呼伦贝尔金新化工有限公司(以下简称金新化工)在2022上半年开展了提高自动化率的专项课题,通过单回路整定PID、复杂控制回路探求、顺序控制回路投用等手段,使各个装置自动化率有了显著提高,整定前后对比数据见图1。
图1 金新化工自动化率提升前后数据对比
1.2 确保安全生产
化工生产具有易燃、易爆、易中毒、高温、高压、易腐蚀等特点,生产过程中存在极大的安全隐患,不仅会危害操作人员的身体健康,还容易引发安全事故,因而对自动化控制生产过程的要求特别迫切。而通过自动化生产,避免了操作人员在高危环境下工作,借助自动化控制系统就能实现对化工生产过程的监控,在保障操作人员人身安全的同时,确保了化工生产的安全。金新化工在安全层面采用了霍尼韦尔SIS系统,可以达到SIL3安全等级,配置见表1。
表1 SIS系统配置统计
1.3 延长设备寿命
在化工生产期间,操作人员一旦操作不当,就会对设备造成损坏,容易影响化工生产的正常进行,同时增加设备的维修成本,浪费大量的人力、物力、财力,还会使得相关设备的使用寿命缩短。化工生产自动化控制,让设备能够最优化运作,最大程度减少故障问题的发生,在一定程度上减少不必要的成本支出,同时延长设备的使用年限。
2.1 安全装置
随着自动化技术的不断进步,化工生产过程中安全装置的应用愈发广泛。由于化工压力容器和物料的高度危险性,为防止或减少事故发生,在化工装置设计建设中安装了许多安全装置。化工生产的安全装置包括旁通阀、紧急切断阀、安全阀以及防爆膜等,在发现存在安全隐患时,这些安全装置会自动启动相应措施,最大程度降低企业的损失,同时保证操作人员的生命安全。
2.2 设备监测
运用自动化控制系统,能够对化工生产期间的设备情况进行有效监测,实时观察其工作状况与相关参数,判断其是否发生故障,并制定科学的维修方案,定期对设备安全进行评估,将可能存在的隐患及时处理。通过设备监测,不仅有助于提升化工生产效率,还能够保障化工企业的安全生产效益,具有十分重要的意义。
2.3 报警装置
目前,在化工自动化生产过程中,由于装置参数异常,容易发生各种安全事故,严重时会造成财产损失与人员伤亡,因此需要对温度、压力、流量等重要参数进行监测报警。金新化工采用霍尼韦尔先进的PKS控制系统,对各个装置实时监控,实现对各个装置重要参数的报警与联锁,一旦因为温度、压力、流量等参数变化而出现危险,能通过相应的报警快速提示主操人员,在到达设定的联锁值后自动联锁动作,让设备第一时间到达安全状态。生产人员能够第一时间做出应对措施,尽快实施补救,防止危险的扩大,保证生产的安全。
2.4 先进的生产信息管理系统
目前,金新化工通过PHD服务器采集将现场装置重要参数引入生产信息管理系统,主要实现了以下功能。
2.4.1报警优化与预防
通过现场数据采集,并通过分析生产数据系统,列出各个装置报警次数前三名的位号,有效地为工艺技术人员提供了数据支持,并通过报警次数与时长分析报警原因,从而达到优化报警、稳定生产的目的。各装置报警时长前三名见图2。
图2 各装置报警时长前三名(2022-06-22)
2.4.2设备运行与维护状态分析
通过现场数据采集、分析运行周期(见图3),设备维护人员清晰地了解设备的运行状态,提示设备维护人员及时保养设备,预防性检修延长了设备运行周期。
图3 设备运行状态分析
2.4.3数据共享
通过数据共享,实现在生产数据系统随时查看各装置运行天数、产量等重要数据,为管理者与生产技术人员提供了高效的数据支持。各装置2022年产量数据见图4。
图4 各装置2022年产量数据
在金新化工生产过程中,不仅要保证生产的效率,还应做好安全方面的管理,而运用自动化控制系统,实现了化工生产的自动化与信息化,同时防止安全事故的发生,确保化工生产的安全,从而推动企业的良性发展。
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