我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，同時(shí)也是世界最大的化肥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，但大型氮肥生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外引進(jìn)，寧夏石化年產(chǎn)45萬(wàn)噸合成氨/80萬(wàn)噸尿素大化肥項(xiàng)目是中國(guó)石油在國(guó)內(nèi)首套采用全部國(guó)產(chǎn)化自主技術(shù)建設(shè)的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，工藝技術(shù)全部實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，單套生產(chǎn)能力國(guó)內(nèi)最大，打破了國(guó)外企業(yè)在大化肥行業(yè)的技術(shù)壟斷，是我國(guó)化肥工業(yè)的一個(gè)重要里程碑。

項(xiàng)目背景

寧夏石化大化肥項(xiàng)目整體自控率較高，由于裝置規(guī)模大、生產(chǎn)過(guò)程工藝復(fù)雜，存在多變量、強(qiáng)耦合、大滯后、大慣性、強(qiáng)干擾等過(guò)程控制問(wèn)題，部分關(guān)鍵指標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、穩(wěn)定、精準(zhǔn)控制。面臨當(dāng)前各種挑戰(zhàn)，寧夏石化作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，亟需應(yīng)用數(shù)字化、智能化手段進(jìn)一步提升運(yùn)維水平、降低能耗，走出一條現(xiàn)代工業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展之路。和利時(shí)在化工領(lǐng)域有著完整的自動(dòng)化及數(shù)字化解決方案。

該項(xiàng)目由雙方攜手，通過(guò)對(duì)復(fù)雜控制單元實(shí)施APC先進(jìn)控制，提升合成氨、尿素生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化水平，改善生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)性能，從而達(dá)到增強(qiáng)裝置主要過(guò)程參數(shù)的控制品質(zhì)、減少關(guān)鍵變量的運(yùn)行波動(dòng)幅度、減少能源和設(shè)備損耗、節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行成本、最大限度地發(fā)揮裝置的生產(chǎn)能力、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低操作強(qiáng)度，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)裝置“安全、穩(wěn)定、連續(xù)、自動(dòng)、優(yōu)化”的最終愿景。

項(xiàng)目實(shí)施情況

Hia APC（以下簡(jiǎn)稱(chēng) APC）先進(jìn)控制軟件是北京和利時(shí)工業(yè)軟件有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：工軟公司）開(kāi)發(fā)的面向工業(yè)過(guò)程的先進(jìn)控制軟件，專(zhuān)業(yè)處理工業(yè)過(guò)程中多變量、強(qiáng)耦合、大時(shí)滯、帶約束等復(fù)雜的過(guò)程控制問(wèn)題，軟件集成多變量預(yù)測(cè)控制、模糊控制、Smith控制、自適應(yīng)控制、智能控制等先進(jìn)控制技術(shù)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的OPC 接口，APC可與DCS系統(tǒng)進(jìn)行連接，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施在線優(yōu)化控制，全面提高裝置自動(dòng)化水平，降低操作強(qiáng)度，減少關(guān)鍵變量的運(yùn)行波動(dòng)幅度、能源和設(shè)備的損耗，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行成本，最大限度地發(fā)揮裝置的生產(chǎn)能力，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益，為低碳未來(lái)增添強(qiáng)大動(dòng)力。

APC先進(jìn)控制系統(tǒng)成功投運(yùn)后，整體裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)，轉(zhuǎn)化一段爐出口溫度、水碳比、氫氮比、合成塔觸媒層溫度以及尿素裝置氨碳比關(guān)鍵工藝參數(shù)得到了自動(dòng)精準(zhǔn)控制，標(biāo)準(zhǔn)偏差平均降幅約57%。2022年5月27日，在眾多廠區(qū)行業(yè)專(zhuān)家的見(jiàn)證下，APC控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目驗(yàn)收成功并取得優(yōu)異的投運(yùn)評(píng)價(jià)：

1、轉(zhuǎn)化一段爐出口溫度APC投用后溫度波動(dòng)范圍收緊，控制目標(biāo)溫度降低，優(yōu)化控制效果明顯。

2、水碳比APC投用后比值波動(dòng)幅度降低26.8%，優(yōu)化控制效果明顯。

3、合成塔一床溫度、二床溫度APC系統(tǒng)投用后溫度波動(dòng)范圍明顯收窄，投用后溫差降低10℃，優(yōu)化控制效果明顯。

4、尿素氨碳比分析值原來(lái)由質(zhì)檢中心取樣分析轉(zhuǎn)為軟測(cè)量，投用后經(jīng)過(guò)與質(zhì)檢中心的取樣分析結(jié)果對(duì)比，基本一致，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制要求。

5、尿素氨碳比APC控制器以氨碳比軟測(cè)量值為被控目標(biāo)，APC系統(tǒng)投用后氨碳比波動(dòng)范圍明顯收窄，優(yōu)化控制效果明顯。

項(xiàng)目投運(yùn)至今，和利時(shí)APC先控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，優(yōu)化控制效果明顯，寧夏石化公司對(duì)和利時(shí)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品技術(shù)表示了充分肯定，并對(duì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)優(yōu)良的工作作風(fēng)、過(guò)硬的技術(shù)水平給予高度贊揚(yáng)。

實(shí)踐磨礪真知，創(chuàng)新引領(lǐng)未來(lái)。該項(xiàng)目的成功實(shí)施，是寧夏石化全面錨定國(guó)際一流目標(biāo)，貫徹?cái)?shù)字化發(fā)展理念的最佳落地實(shí)踐。和利時(shí)作為智能制造的賦能者將與更多領(lǐng)域工業(yè)用戶(hù)一起探索獨(dú)具中國(guó)特色的工業(yè)新未來(lái)！