國內“4580”控制系統(tǒng)首臺套工程化研究及應用

1、國內“4580”大型合成氨、尿素裝置控制系統(tǒng)首臺套工程化研究及應用企業(yè)：浙江中控軟件技術有限公司日期：2010-03-06領域：工業(yè)安全點擊數(shù)：4204580項目是以煤為原料的全球最大的化肥生產裝置，中控的控制系統(tǒng)能在江蘇靈谷項目上得到成功應用，這是一個具有重大意義的里程碑：對我國自主知識產權控制系統(tǒng)在大型煤化工裝置上的廣泛應用具有重要的示范意義和推動作用；不僅打破了國外控制系統(tǒng)的技術壟斷，更有力促進大型煤化工行業(yè)關鍵裝備國產化進程，有效提升國家經濟的安全性。項目介紹江蘇靈谷化工有限公司地處江蘇省宜興市，公司始建于1966年，從年產5000噸合成氨的小型氮肥企業(yè)發(fā)展到目前年產85萬噸合成氨的現(xiàn)

2、代化大型化工企業(yè)，走出了一條小氮肥企業(yè)技術升級、可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新之路。但是多年來生產單裝置生產能力低、生產技術相對落后成了江蘇靈谷化工有限公司發(fā)展的瓶頸?；市袠I(yè)需要通過市場整合提升產業(yè)集中度，提高企業(yè)市場競爭力。2006年，尤其是在當前化肥生產成本上升，全球化肥巨頭企業(yè)通過各種方式介入中國市場，化肥行業(yè)市場競爭的日益加劇的背景下，公司領導層基于國內化肥行業(yè)的發(fā)展形勢，決心做大做強，全方位與國際接軌，應對市場的競爭和挑戰(zhàn)，決策新建一套年產45萬噸合成氨及80萬噸尿素完整煤基化肥生產線（“4580”工程），為當前國內計劃興建單套生產規(guī)模最大的煤基化肥生產裝置，受到了國內同行的高度關注。對整個45

3、80大化肥工程的中樞神經系統(tǒng)全廠生產流程自動化控制系統(tǒng)的選用，江蘇靈谷化工有限公司在正式招標之前經過廣泛深入的市場考察、慎重比對，選擇了包括浙江中控技術股份有限公司在內的五家國際著名自動化設備供應商參與競標。最終浙江中控技術股份有限公司憑借雄厚的系統(tǒng)和行業(yè)技術開發(fā)能力、深入完善的行業(yè)自動化整體解決方案、在3052大化肥裝置上的成功應用經驗及貼身周到的工程和培訓服務，加上江蘇靈谷化工有限公司相關領導對民族國際自動化品牌的高度支持和信任，浙江中控技術股份有限公司在與橫河、霍尼韋爾、FOXBORO等國際著名自動化公司的激烈競爭中脫穎而出，成功中標此次4580大化肥工程全流程自動化成套控制系統(tǒng)項目。該

4、項目的最終成功投運，標志著具有完全自主知識產權的國產化DCS系統(tǒng)在突破3052大化肥裝置首次應用的基礎上，又在4580規(guī)模大化肥裝置上突破了國外控制系統(tǒng)的技術壟斷，有力促進了石油化工行業(yè)關鍵裝備國產化進程，提升了我國經濟的安全性。浙江中控技術股份有限公司為此做了大量的前期研究工作。雖然如此大規(guī)模的煤化工裝置在國內建設生產常屬首次，沒有任何可參考借鑒的行業(yè)裝置經驗和工程應用經驗，但是在2005年，浙江中控技術股份有限公司就開始著手對大規(guī)模大化肥裝置國產化進行工程化研究。同時在軟件、硬件、方案等方面取得多項知識產權成果。在系統(tǒng)開放性、穩(wěn)定性、可靠性、集成能力、場智能儀表設備的統(tǒng)一集成管理、MES等

5、各方面進行提升。配合前期廣泛的技術調研、行業(yè)調研和其他工程項目的工程應用，并積極配合江蘇靈谷化工有限公司進行工程化研究。2008年4月初，江蘇靈谷化工有限公司和浙江中控技術股份有限公司聯(lián)合項目組成立，并決定創(chuàng)新的進行工程化應用實踐。而此時離計劃生產尿素的時間只有短短一年左右時間，而從各種設備及儀表采購、安裝、調試、磨合均需要相當長時間。而工程項目管理及工程化研究和應用是否能滿足如此高要求和嚴標準的項目需求，是擺在項目組面前的難題。經過前期國內外廣泛充分的行業(yè)技術市場調研，對項目大型主體裝備采用國外拆建和國產化相結合的方法，即確保了技術的先進性和可靠性，又促進了部分大型技術裝備的國產化，有效降低

6、了投資成本。經過兩年多時間的高效籌備設計和現(xiàn)場建設調試，裝置整體于2009年6月份一次投運成功，產出優(yōu)質尿素。經過一個月左右的試運行，實際產能為1500噸/日合成氨、2700 噸/日的尿素，完全達到了設計規(guī)模能力要求。經過近半年的連續(xù)運行，裝置滿負荷運行平穩(wěn)，產品質量穩(wěn)定，標志著項目建設獲得了圓滿成功。項目經濟效益江蘇靈谷化工有限公司4580大化肥裝置的幾大核心裝置50000Nm3/h空分裝置、單爐日投煤量2000噸的水煤漿連續(xù)煤氣化裝置、低溫甲醇洗煤氣凈化裝置、單套年產80萬噸CO2氣提尿素合成裝置等，采用了國產化技術和裝備，為國內類似規(guī)模大化肥裝置的關鍵裝備國產化技術推廣應用起到了重要的工

7、程示范作用。以前類似規(guī)模的大化肥裝置建設基本靠全套引進國外專利技術，該項目的成功實施光在引進工藝技術的專利實施許可費用上就可節(jié)約300萬美元以上。在自動化技術應用上，由于4580大化肥裝置的生產過程是一個高溫高壓（最高溫度為1350、最高壓力大于20MPa）、易燃易爆的典型高危大化工生產過程，為了保證其在高危險等級下安全經濟運行的要求，國內眾多生產廠家之前基本采用國外先進成熟的自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)全廠生產過程監(jiān)控。本項目的成功實施，首次基于國產化自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)了生產過程實時監(jiān)控，使之達到了較高的自動化程度，從自動化角度上保證了工藝技術指標先進；系統(tǒng)熱回收效率高，無影響長周期運轉的隱患，大大提

8、高了整個生產系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性、連續(xù)性。該項目經過近兩年的設計、開發(fā)、調試和投運，各裝置先后實現(xiàn)了一次成功開車投運，到目前為止整體裝置已經實現(xiàn)連續(xù)滿負荷運行半年以上，整體運行情況經過現(xiàn)場實際測量評估，結果如下：4580大化肥工程控制系統(tǒng)整體自動投運率達到了90以上，效率提升20，整體投資成本下降30%，裝置整體運行狀況穩(wěn)定，適合長周期運行；裝置整體運行狀況穩(wěn)定，適合長周期運行。；50000Nm3/h空分裝置實現(xiàn)了集成優(yōu)化控制，在2個小時內實現(xiàn)105%-75%之間的自動變負荷優(yōu)化調節(jié)，比常規(guī)的手動調節(jié)降低生產能耗3%以上；裝置整體煤耗為：1170Kg標準煤/噸氨，比國內同行業(yè)的先進水平1400Kg

9、標準煤/噸氨降低16.4%，達到了國內行業(yè)領先水平；裝置整體能耗為： 170度電/噸尿素，970Kg蒸汽/噸尿素，分別比國內同行業(yè)先進水平降低10%15%，達到了國內行業(yè)領先水平。根據(jù)實際運行效果，系統(tǒng)各項功能和性能均達到或優(yōu)于設計的要求，能滿足大型化肥裝置易燃易爆、高溫高壓的高危險等級下安全經濟運行的要求，說明國產控制系統(tǒng)完全有能力應用于大化肥連續(xù)生產裝置的全流程生產過程，打破了國外控制系統(tǒng)對國際上連續(xù)加壓煤氣化裝置控制系統(tǒng)市場的技術壟斷，為我國大型煤氣化技術裝備的完全國產化起到了重要的推動作用。在該項目的實施過程中，國產控制系統(tǒng)及生產廠商在多方面表現(xiàn)出競爭優(yōu)勢：1、大大縮短了工程建設周期，

10、節(jié)約了工程投資。國產控制系統(tǒng)交貨及實施周期比進口少36個月，同時節(jié)省設備投資近三分之一。2、生產廠商高度重視、態(tài)度認真、現(xiàn)場服務及時、良好。國內自動化廠商能夠根據(jù)項目進展情況和生產工藝要求，及時溝通和調整設計、實施方案，現(xiàn)場服務響應迅速，工作及時到位。3、國產控制系統(tǒng)發(fā)揮了多種現(xiàn)場總線接入能力和系統(tǒng)的開放性能，成功實現(xiàn)了江蘇靈谷化工有限公司采用的其它成套智能控制系統(tǒng)及現(xiàn)場智能化儀表信息的集成，增加了系統(tǒng)的可維護性、可操作性，大大減少了用戶的投資。4、該項目成果有望在國內計劃興建的十余套3052以上規(guī)模大化肥裝置上實施或正在實施，相關成果應用將帶來上千萬的直接經濟效益，可以為用戶企業(yè)帶來過億的間

11、接經濟效益。二、項目社會效益自動化系統(tǒng)在國民經濟中的影響范圍十分廣泛，被譽為工業(yè)生產的“倍增器”。在發(fā)達國家，以美國為例，自動化產業(yè)占國民生產總值的4%，它影響的相關經濟產值卻達到國民生產總值的66%。當前，我國工業(yè)正從粗放型向集約型轉變，迫切需要采用自動化技術來改造傳統(tǒng)產業(yè)，提升產業(yè)競爭力。自動化技術是“信息化帶動工業(yè)化”的基礎和橋梁，通過自動化技術，能夠使傳統(tǒng)工業(yè)提高產品質量、減少資源消耗、降低能耗和污染，使我國工業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路。隨著我國千萬噸級煉油、百萬噸級乙烯、百萬千瓦級核電與火電等重大工程的大量建設，對自動化系統(tǒng)的需求日益增加，控制系統(tǒng)是這些生產裝置的“大腦”和“神經中樞”，重大工程自動化系統(tǒng)在國民經濟中的戰(zhàn)略地位也日益突出。目前重大工程自動化系統(tǒng)大多依靠進口，給國民