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    京平诚乾印刷有限公司
    印刷日期
    2021年03月10日
    印数
    10300册
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智慧化工园区的建设之道

文/

李银河

李银河

鲁西集团仪表自动化安全 管理部部长

鲁西园区最大的优势就是将智慧化与生产运营高度结合,有效利用数据,持续优化平台。

“十三五”期间,在国家“工业化与信息化融合发展”规划指引下,很多工业企业都在积极实施信息化与智能化建设。与其他行业相比,化工行业具有“高温高压高速度,易燃易爆易中毒”的特性,生产流程复杂,主要原料和产品大部分都属于危险化学品,安全环保风险高,推进智能化生产的重要性和紧迫性更为突出。

鲁西化工园区是一个集生产、储存、运输等多个危险环节于一体的集中区域,并且随着园区规模越来越大、装置不断增多,园区的安全环保工作成为公司最关心的问题。之所以建设智慧化工园区,用鲁西集团党委书记张金成的话说,“就是能让所有人晚上睡个安稳觉,不再整天提心吊胆,担心突发事故”。通过信息化技术赋能园区建设,从而提高化工生产装置的本质安全水平。

不断探索 智慧园区见成效

早在2008年,鲁西集团就开始了智慧化工园区管控平台的初步研发建设工作。作为同时拥有煤、盐、氟、硅等多条原料路线的复杂化工园区,当时在国内外同行企业中并没有可借鉴的“智慧化”经验,只能靠自己去摸索、尝试。

经过深入研究探讨,鲁西集团确立了“基于企业实际,注重应用实效”的原则,按照“园区化、集约化、一体化、智能化”的发展思路,一方面对原有生产装置实施智能化改造,另一方面确保所有新上项目全部采用自动化、数字化设备,大力推广远程智能化生产操作,减少生产现场操作人员,将所有装置的DCS数据全部上传到管控平台,逐步建立并完善生产异常预警报警系统,倡导“黑屏”操作。

几年下来,企业整体安全环保事故率大幅下降,2015年至2020年各类事故发生率同比分别下降63%、14%、28%、26%、22%,综合能耗明显降低,智慧化工园区建设初见成效。

在尝到智慧化管控的甜头后,鲁西集团将应急处置、设备管理、采购、物流、销售等生产运营的各个环节都纳入智慧平台管理。其中,鲁西物流系统被列入国家“十二五”科技支撑计划,并荣获国家科技进步奖。

2016年,国家工业和信息化部在山东聊城召开全国化工行业智能制造及智慧化工园区建设现场经验交流会,会议分享了鲁西智慧化工园区建设经验,并授予鲁西集团“中国智慧化工园区试点示范单位”荣誉称号。

会上,石化联合会副会长傅向升提出了一个值得深思的问题:为什么“中国智慧化工园区试点示范单位”会花落鲁西,而不是信息产业发达的沿海城市企业?当年,国内共布点8家企业试点,但由于技术、资金等诸多因素,其他企业纷纷半路退出,只有鲁西执着地坚持下来,并贡献出可复制推广的宝贵经验。

2019年,鲁西集团“建设智慧绿色化工园区,实现高质量发展”创新成果,荣获第十二届全国石油和化工企业管理创新成果一等奖,鲁西还参与了《GB/T39218-2020智慧化工园区建设指南》国家标准的起草。

一触即发 园区异动收眼底

鲁西集团甲酸事业部专职项目组组长郭广勇是一位老仪表人,提起鲁西的设备自动化,他很骄傲地说:“鲁西化工园区是2004年开始建设,初期建设的装置自动化投表率仅在60%左右,现在已经达到99%。”

完善基础设施,提升装置自动化水平是建设智慧化工园区的基础和前提。2008年后,园区新建装置项目,坚持采用新科技、新技术、自动化、数字化设备,园区先后安装了4G/5G网络基站、高速光纤网、无线宽带专网、物联网、视频监控网、DCS和PLC数据采集网路等,建设形成集系统监视、控制、采集、传输设备为一体的基础平台。

运行指挥中心是整个智慧化工园区的生产管控中枢,通过大屏幕就能够实时看到园区每套生产装置的生产运行情况,对园区实施全天候、全方位、多角度管控。园区共有62路高空视频监控,6601路生产装置监控,通过布置现场监测点来实时记录现场的电表、测温点、调节阀的变化信息,这些就是保障生产运行的眼睛,能够提前预警预报风险隐患,把事故消除在萌芽状态。

园区内报警系统完善,报警渠道多、范围广 ,实施分级管控,重大危险源,重要设备、重点工艺、关键参数和环境影响等均设置报警阈值,一旦超标,大屏立即提示。除了传统的现场声光报警外,会根据报警自动分类,有针对性地将情况信息通过短信、微信等形式发送到不同专业、不同层次人员的手机上。报警必须分析确认后才可消除,监测数据和视频监控直接上传到聊城市应急管理局,接受社会的监督。

园区内外排水实施三级防控系统,一旦超出阈值就会触发短信通知、绘制污染地图,同时快速辨识潜在的环境风险源。园区周边五公里之内,大气环境设置四级预警,通过大气超级站数据回传,只要有任何污染气体因子超标现象,园区调度立即就能发现,并自动启动各级相应的安全环保应急预案。从接到生产报警到应急预案启动,这一系列动作最多只需要5分钟。

精准即传 多端集成数据链

智慧化工园区必须要有完善的数据库作支撑。数据库的建设是智慧园区管控的关键,特别是面对老旧装置、特殊的控制系统,以及涉及国外工艺技术等情况,如何实现各类数据的全面、准确、安全地深化集成和应用?鲁西集团针对这一问题进行了长时间的摸索攻关。

园区建立了完善的实时数据库系统,实现DCS生产控制系统、电力系统、环境监测、火灾系统等数据的采集上传入库。DCS生产控制系统数据通过OPC传输协议,采集进入数据库;电力行业数据,利用标准的modbus、DL104等规约,对数据进行采集上传,环境监测数据通过标准modbus通讯协议采集入库。采集数据网关设备具有隔离功能,与生产控制网络完全隔离。在数据库安全设计方面,采用数据库镜像技术,由源数据库服务器镜像至应用服务器,两者采用单向隔离网闸,保证数据只能由源端向应用端单向传输,所有业务均访问镜像服务器保证数据安全。

目前,鲁西化工园区的生产数据采集量达到35万点,可以做到所有生产数据完整、全面地从现场直接进入数据库,数据采集传输实时性强。在山东省认定的第一批17个化工园区中,除鲁西集团以外的其他企业,只能做到定时抓取或推送数据。作为由单一企业主导的化工园区,鲁西化工园区生产数据采集的统一性和联动性更强,2012年以来的所有数据都能可查询、可分析、可利用。到2019年10月底,园区各装置生产报表已经全部实现自动化采集,满足管理需求的同时,极大提高了工作效率。

持续优化 智能管理全覆盖

围绕细化管理、服务指导园区安全生产稳定运行这条主线,以实用、先进为出发点,不断优化完善功能,鲁西集团先后自主开发了集安全、环保、生产、应急、能源、电商、物流、安防等多项管理体系于一体的智慧化园区管控平台。

依靠这一智慧管控平台,鲁西集团对所有园区危化品承运车辆实行全部定位,对危化品物流集约管控。所有相关的社会运输资源都已经利用物流信息平台实现自动配载,每辆车走什么路线,在哪里停驻,是否超速和疲劳驾驶都能被全程监控。

鲁西集团还在全国推行首家工业品电子商务平台“鲁西商城”,从下单支付到物流结算,园区近千万吨化工化肥产品全部100%线上交易。产品价格公开透明,年交易金额超过百亿元。

销售和采购,一体两面,在采购变革中,鲁西与阿里巴巴、京东等电商合作,不仅大大降低了采购成本,还实现了采购工作的高效化、智能化、透明化。

依托自主开发的“系统当家工程”,鲁西实现产品销售、物资采购、物流管理的智能化操作,蹚出了一条廉洁经营的新路子。

智慧分析 决策管理精准快

鲁西园区最大的优势就是将智慧化与生产运营高度结合,有效利用数据,持续优化平台。企业先后开发了多个“一张图”专业管控板块,利用数据支撑指导安全生产事故的预警研判,实现数据的可视、可管、可用、可信,成为服务指导园区生产运营的必备工具,为园区专业化管理提供有利的支撑与保证。

比如动态安全分析系统,通过红外温感、智能视频对园区易着火区域进行实时监控,能够及时发现火灾事故隐患并自动报警;应急联动系统根据报警信息、气象信息启动对应的应急预案,根据风向计算最佳路径,可随时调用周边应急设施,形成疏散区域。

智慧管理平台还可通过对不同产品装置的原料采购价格、生产运行状况,以及产品市场销售情况的综合分析,为企业管理者提供调整各装置生产负荷、最优经济运行策略的科学建议和合理方案,实现生产系统性联动与经营系统性联系的相互融合,促进企业整体效益的持续提升。

加入中化集团化工事业部后,鲁西集团将继续坚持“科学至上”理念,深化智慧化工平台与安全生产融合应用,依托智慧感知网络、大数据、人工智能、5G、数字孪生等技术,加快化工装置先进控制系统(APC)应用,不断提升数据管理、智能化应用水平,拓展应用效能,利用信息技术提升园区的管理效益,持续满足企业发展的战略需求,助力鲁西成为中化集团建设世界一流综合性化工企业的重要引擎。

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