吴金梅  王 雷  李 理

    “2024年9月份，数字孪生智能乙烯工厂所有子课题上线以来，乙烯装置指标在集团公司‘比学赶帮超’先进榜已连续三个月排名第一。通过数智化赋能装置生产，我们真正尝到了甜头。”2024年12月28日，中科炼化化工一部经理黄文周在部务会上通报道。

    2022年年初，中科炼化数字孪生智能乙烯工厂入选中国石化“十条龙”科技攻关项目，科技研发、工程设计、生产运营、软件开发等多家单位协同攻关，开展实时监测、故障诊断、实时优化、决策支持等应用研发。经过两年多的努力，首次实现了乙烯装置工艺、设备、操作、安全、环保全域智能运行，大大提升了装置运行水平。自2024年4月份项目投用以来，乙烯装置燃动能耗、产量、损失率等指标取得历史最优水平。

    智能控制，员工操作更便捷

    2024年12月20日，中科炼化乙烯装置裂解气液相干燥器根据再生周期，需要进行再生操作。化工一部当班主操陈洪登一键输入再生的目标温度及时间，全流程智能控制系统（IPC）精准调整优化过程，实现一键式全自动再生。

    “原本需要24个小时手动完成的再生过程，现在只需输入目标值，计算机便可自动完成，大大减轻了操作人员的劳动强度。”陈洪登掩饰不住内心的自豪。

    这是中科炼化乙烯装置全流程智能控制系统应用实例之一。全流程智能控制通过实施多回路同步控制、干燥器顺序控制等优化步骤，显著提升了装置智能化操作水平，装置日常操作量减少90%。同时，装置平均自控率由投用前的98.44%提升至99.50%，大大提升了乙烯装置整体控制精度。

    在线优化，装置创效更精准

    2024年10月，在实现全流程智能控制的基础上，中科炼化将在线优化系统（RTO）与智能过程控制系统（IPC）联动。在线优化系统以装置原料、产品和公用工程等价格为基础，通过实时优化调整乙烯装置的关键参数，提高装置高附加值产品的收率，实现装置效益最大化。

    “在保证安全平稳生产的前提下，装置效益最大化是我们的追求。每天我都会查看在线优化系统，掌握装置增效优化方向，以便调整装置生产。当前丁二烯、苯产品价格高，在线优化系统显示，通过降低石脑油深度调整参数，提高加氢尾油加工量，可以产生更多效益。”2024年12月25日，化工一部工艺室高级主管谭伟洪站在系统显示屏前，目光专注地说道。在线优化系统每两小时优化一次计算数据，相当于给乙烯装置装上了一个超强大脑，以效益最大化为目标，可实时优化调整关键参数。

    提前预警，设备运行更可靠

    2024年12月20日，裂解炉辐射炉膛安全监控预警显示，7号裂解炉第4组炉管个别温度点高于预警值，内操陈津明通过控制系统红外检查发现，炉膛内火焰燃烧状态不佳，现场进一步查验发现第4组燃烧砖有损坏痕迹。他立刻通知专业技术人员对该组炉管进行了调整处理。

    数字孪生智能乙烯工厂通过裂解炉辐射炉膛安全监控、裂解炉设备异常工况预警、动静设备性能在线计算、阀门内漏诊断等手段，对设备异常进行提前预警，推动设备管理由事后检修向预知维护转变，有效提升设备运行可靠性。

    此外，在乙烯装置电气间，他们还引入轨道巡检机器人进行智能巡检，每天巡检1134个点位，监控电流、电压、断路器运行状态及配电室温度、湿度等情况，对故障的早期预警准确率达90%，有效降低由于配电柜设备突发故障引起乙烯装置非计划停工的概率。

    实时监控，安全生产有保障

    在中科炼化的乙烯装置中，一系列依托数字孪生和5G技术构建的信息化新技术手段得到广泛应用，其中包括安全生产实时监测系统、人员定位系统，以及乙烯碳足迹智能核算系统等。

    这些技术手段的运用，极大地提升了生产流程的精细化管理与智能化操控水平。

    “一名施工人员在乙烯装置蒸汽凝液系统作业时，未佩戴安全帽……”

    近日，化工一部安全工程师李彬收到安全生产实时监测系统发来的预警短信，立即到现场督促整改，对施工单位进行停工教育。

    直接作业环节的智能化实时管控、突发事件预警与应急联动、机器人智能巡检等技术在乙烯装置的应用，加大了对现场仪表异常问题、机泵等设备异常报警、跑冒滴漏和人的不安全行为的识别力度，实现了隐患排查，以及设备监测的智能化、精细化、信息化管理，有效防范了事故发生。

    中科炼化数字孪生智能乙烯工厂作为数字化交付的一项突出成果，推动了石化产业智能化生态建设迈向新的阶段。

    数字孪生智能乙烯工厂技术架构  

    智能控制板块

    主体：裂解气液相干燥器、全流程智能控制系统（IPC）

    作用：一键式全自动再生，操作量减少90%，自控率提升至99.50%

    在线优化板块

    主体：在线优化系统（RTO）

    作用：以效益最大化为目标，每两小时优化计算数据，调整关键参数增产增效

    提前预警板块

    主体：裂解炉辐射炉膛安全监控、轨道巡检机器人

    作用：设备异常提前预警，故障早期预警准确率90%，减少非计划停工

    实时监控板块

    主体：安全生产实时监测系统

    作用：识别各类异常，实现智能化安全管控，防范事故发生

    （文字由AI生成）