青岛炼化打造数字化炼油厂.pdfVIP

青岛炼化打造数字化炼油厂

随着我国石油化工领域市场竞争的日益激烈，企业对安全运行、节约成本、降低污染、高效生产投入了

越来越多的关注，对于大型炼化项目而言，DCS控制系统肩负着数据采集、优化流程、数据查询、事故分

析等重任，是全流程控制的中枢核心。中国石化青岛炼油化工有限责任公司（简称青岛炼化公司）坐落于

风景优美的青岛经济技术开发区重化工园区，是中石化公司近年来重点投资建设的一座新型炼油厂。青岛

炼化公司一期1000万t/a炼油项目作为我国获批的第一个单系列千万吨级炼油项目，拥有目前国内最先进

的炼油装置并采用了各种先进工艺设备，总投资共计103亿元，每年成品油产量超过700万t。

青岛炼化一期项目按照“大型化、系列化、集约化、信息化”的理念进行规划，建设包括1000万t/a常减

压蒸馏、410万t/a柴油加氢精制、320万t/a加氢处理、290万t/a催化裂化及250万t/a延迟焦化等16套

主要装置及相配套的储运系统、公用工程系统，项目规模和技术含量均达到国际先进水平。该项目DCS系

统集成规模（I/O点）达近4万点，工艺复杂，规模庞大，对DCS的数据处理能力、网络通信速度和系统

开放性等要求远远超过一般项目。

全集成自动化理念

2006年，青岛炼化在全厂DCS控制系统的项目筹备之初就把目标设定为“建立基于联合装置的数字化炼

油厂”。

联合控制、安全集成

青岛炼化针对大型联合生产装置的特点，对于控制系统采用了紧凑集中的布局方式。全厂工艺装置的DCS

与安全仪表系统（SIS）、火灾和气体监测系统（FGS）、压缩机控制系统（CCS）等系统共用一个中央控制

室，并且均通过DCS进行集中操作、控制和管理。现场信号以就近的原则接入各个现场机柜室，再采用光

纤通信传送至中控室，这样在大量节省电缆支出的同时可实现对不同生产装置的独立控制，在信息管理层

面上它们又相互连接，组成全厂互联的自动化结构，实现了高度灵活的统一管理和调度架构。安全是炼化

企业的最为关注的主题之一，因而该项目采用一台OPC服务器作为DCS和MES两大系统间连接的数据接

口，并设置了两道防火墙进行安全防护，构成一个大型冗余环形网结构。MES只能从PCS7中读取而不能

写入数据，这种单向数据传输机制可有效防止外部系统影响DCS系统的正常运行和操作，实现了安全的信

息集成。

保证项目顺利实施

SIAS参与项目执行的优秀工程师在现场可以确保系统的日常维护、问题诊断、培训及优化。因而，目前厂

区只配备了约500名员工进行管理，达到了最少的人员配置水平，也无需订购大量备品备件，进一步降低

企业运营成本。

安全稳定投运

系统自投入以来运行稳定、可靠，实现了零故障运行。作为高标准、一体化的过程控制系统，SIMATICPCS

7不仅完全胜任联合生产装置的检测及控制工作，更为青岛炼化公司全厂的生产安全、装置稳定和长周期

运转提供了坚实的保障，也为企业实现经营管理信息化，增强市场应变能力打下了良好的基础。

三维数字化工厂技术在中石油炼化企业应用研究

中国石油炼化企业信息化建设经过“十一五”的全面推广实施，已经在炼化企业的各个业务层面和多个业

务领域形成业务支撑，对炼化企业的经营管理、生产运营等生产过程和日常管理带来了巨大的变化。但是

多个系统的海量数据如何整合，并以更生动直观的形式展示出来，以及以此为基础实现更多的分析、模拟、

演练和培训功能，应用三维数字化工厂技术，建设数字化炼厂管理平台成为最好的解决方案。

三维数字化工厂概念很宽泛，不同行业有不同的内涵和外延。就中石油的炼化企业来说，数字化工厂的具

体内容应该是建立一个以三维虚拟炼厂为基础的集成管理平台，集成工程设计、生产运营、机动设备、环

保安全等各种动态静态数据，运用三维可视化技术，提供企业资产信息全生命周期管理、具备高度可配置

化应用的系统，是对企业信息管理系统的扩充应用；在物理资产从产生、运营到退役的全过程中，提供资

产信息的工程设计、数字资产移交、整合与生命周期管理、技改变更、运行维护、动态展示、信息查询和

模拟演示，能够为规划、设计、施工、运营等部门提供准确数据支持的管理环境。

1数字化工厂关键技术

三维数字化工厂的关键技术如下：

（）数字化建模技术：需要建立装置设备模型、生产环境模型、工艺模型（工艺规则、加工路线）以及生

1

产管理模型（系统的限制和约束关系）等。数字化工厂是建立在模型基础上的综合应用管理系统，