截至8月18日，大連西太平洋石油化工有限公司煉油二部“常減壓實(shí)時(shí)閉環(huán)優(yōu)化”項(xiàng)目順利完成多項(xiàng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。目前，系統(tǒng)已投入在線閉環(huán)運(yùn)行，“提收率、控質(zhì)量、降能耗、穩(wěn)操作”的成效顯著。同時(shí)，項(xiàng)目在裝置AI建模、工藝數(shù)據(jù)系統(tǒng)整合、智能控制工程等關(guān)鍵智能應(yīng)用領(lǐng)域，形成一套可復(fù)制的方法論體系，為打造智慧裝置、建設(shè)智慧煉廠提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)踐樣板。

協(xié)同攻關(guān)常減壓復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模

作為千萬(wàn)噸級(jí)煉廠的核心裝置，常減壓系統(tǒng)肩負(fù)著原油一次加工的關(guān)鍵任務(wù)，其運(yùn)行效率關(guān)乎全廠資源配置與效益空間。面對(duì)波動(dòng)的原油性質(zhì)、嚴(yán)格的質(zhì)量要求、日益精細(xì)化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與長(zhǎng)周期運(yùn)行下設(shè)備性能的動(dòng)態(tài)演化，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)式生產(chǎn)策略難以支撐裝置在高負(fù)荷、多工況切換與變量高度耦合環(huán)境下的持續(xù)最優(yōu)運(yùn)行。

智能控制工程等關(guān)鍵智能應(yīng)用領(lǐng)域項(xiàng)目聚焦千萬(wàn)噸級(jí)煉廠常減壓裝置，匯集來(lái)自化工工藝優(yōu)化、設(shè)備、儀表自控、能源動(dòng)力、信息系統(tǒng)與安全等多專業(yè)專家團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)充分討論和技術(shù)篩選，最終明確以“AI+工藝”為核心的項(xiàng)目技術(shù)路線。同時(shí)論證了通過(guò)AI驅(qū)動(dòng)建模與優(yōu)化算法，構(gòu)建從“感知-決策-執(zhí)行”的常減壓全流程智能優(yōu)化系統(tǒng)這一目標(biāo)的可行性與落地價(jià)值。

為此，圍繞“全時(shí)空工況學(xué)習(xí)—全變量AI驅(qū)動(dòng)—全系統(tǒng)智能優(yōu)化—全過(guò)程閉環(huán)執(zhí)行”四個(gè)維度，大連西太構(gòu)建了實(shí)時(shí)適配裝置運(yùn)行環(huán)境的AI模型集群。同時(shí)設(shè)計(jì)部署了包括物理邏輯重建、智能優(yōu)化、虛擬裝置、智能執(zhí)行等在內(nèi)的關(guān)鍵功能模塊。

打通全局閉環(huán)控制“最后一公里”

“常減壓裝置的閉環(huán)全局控制，是一項(xiàng)涵蓋建模、優(yōu)化、執(zhí)行、保護(hù)多層鏈路的系統(tǒng)工程。裝置的各單元既相互耦合又各自受約束，整個(gè)系統(tǒng)涉及數(shù)十條控制回路的協(xié)同運(yùn)作以及數(shù)千個(gè)邊界條件的設(shè)定。”大連西太公司煉油二部主任李寅鵬表示，在控制過(guò)程中，既要實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的最大化，又必須保證每一次調(diào)節(jié)都不觸碰產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)和設(shè)備極限等“紅線”。不僅如此，由于安全保護(hù)與人工干預(yù)流程至關(guān)重要，任何一條控制指令都需經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的上下限邏輯和切除機(jī)制驗(yàn)證。

項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，煉油二部經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)跟蹤值守、輪班技術(shù)培訓(xùn)交流、專項(xiàng)問(wèn)題研討與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，積極總結(jié)優(yōu)化，提出了“軟儀表可信度驗(yàn)證優(yōu)化變量邊界管理執(zhí)行響應(yīng)機(jī)制閉環(huán)”三大建設(shè)重點(diǎn)。確保在閉環(huán)實(shí)施前，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，邏輯執(zhí)行準(zhǔn)確，控制器上線后的響應(yīng)趨勢(shì)、切除機(jī)制與保護(hù)邏輯均符合預(yù)期。

閉環(huán)投用各項(xiàng)指標(biāo)提升顯著

李寅鵬介紹，“截至目前，該項(xiàng)目的閉環(huán)效果已通過(guò)多輪全流程數(shù)據(jù)跟蹤得到充分驗(yàn)證，具體體現(xiàn)在生產(chǎn)優(yōu)化、能耗控制及模型預(yù)測(cè)精準(zhǔn)性三個(gè)維度。”

在生產(chǎn)優(yōu)化方面，7月下旬至8月初，項(xiàng)目組依據(jù)生產(chǎn)需求，通過(guò)“增產(chǎn)柴油、保障蠟油產(chǎn)量”的優(yōu)化方向進(jìn)行驗(yàn)證。與系統(tǒng)投運(yùn)前相比，該優(yōu)化階段航煤收率提高0.85%，柴油收率增加0.77%。在確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下，系統(tǒng)成功達(dá)成壓減石腦油、增產(chǎn)柴油、穩(wěn)定蠟油的多重優(yōu)化目標(biāo)。

在能耗控制層面，一方面，有效克服了氣柜壓縮機(jī)開(kāi)停機(jī)時(shí)燃料氣組成變化對(duì)爐溫的影響，實(shí)現(xiàn)了常壓爐、減壓爐出口溫度的穩(wěn)定控制；另一方面，將常壓爐、減壓爐爐溫納入智能常減壓系統(tǒng)的優(yōu)化變量，推動(dòng)了全裝置的通盤(pán)優(yōu)化。

在閉環(huán)投用期間，模型的預(yù)測(cè)表現(xiàn)尤為精準(zhǔn)，對(duì)石腦油初餾點(diǎn)及終餾點(diǎn)、常一線終餾點(diǎn)、閃點(diǎn)與冰點(diǎn)、常三線95%點(diǎn)等均能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。以較難預(yù)測(cè)的常三線95%點(diǎn)為例，模型計(jì)算結(jié)果與LIMS分析值之間的平均誤差僅為2.3℃，充分驗(yàn)證了模型的有效性。基于此指導(dǎo)裝置調(diào)整優(yōu)化后，產(chǎn)品性質(zhì)的波動(dòng)范圍也顯著收窄。

為進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能，煉油二部正根據(jù)試運(yùn)行反饋，持續(xù)優(yōu)化質(zhì)量約束、變量邊界與保護(hù)邏輯，以確保系統(tǒng)在不同原油性質(zhì)和加工負(fù)荷下，均能穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行，為裝置長(zhǎng)周期持續(xù)優(yōu)化筑牢根基。

展望未來(lái)，工藝數(shù)字孿生將在全局性能監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、穩(wěn)態(tài)分析、計(jì)劃排產(chǎn)優(yōu)化、方案測(cè)算等方面進(jìn)一步釋放價(jià)值，推動(dòng)常減壓裝置邁向“全系統(tǒng)全過(guò)程智能優(yōu)化”，為企業(yè)高效、綠色、智能化發(fā)展注入持久動(dòng)能。