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【2024年作品】探路智能化工,开启“黑灯工厂”模式
来源:青岛海湾化学股份有限公司 |作者:张丽兵 |日期:2024-9-29

工业互联网对化工行业的重塑,在青岛海湾集团所属青岛海湾化学股份有限公司(以下简称“海湾化学”)悄然发生着“化学反应”。


无论是日常,还是节假日,海湾化学这家“创建世界一流专精特新示范企业” 忙不停歇,员工坚守岗位认真履职,生产装置保持满负荷运行。

走进位于青岛西海岸新区董家口的海湾化学厂区,放眼望去,半空中银色管廊纵横交织,聚合釜、精馏塔等大型装置如高楼林立。一年360多天、一天24小时,这些装置内每时每刻都进行着悄无声息的化学反应,每一个生产节点都发生着液位、压力、温度、剂量、流量等复杂的变化……一丝细微的变化都必须实时掌控,否则分毫之差都将引起“蝴蝶效应”,进而影响产品品质,甚至带来安全隐患。以往,这些复杂工作高度依赖人工完成。

如今,数字化智能工厂的建成改变了一切。

在海湾化学一体化、智能化生产指挥调度平台,计控部部长刘培军介绍说:“过去氯化氢合成炉点火,需要在炉外氢气管道接口处引燃,然后由三四名工人一起将引燃的氢气管道接口与合成炉氢气管道进行法兰连接。数字智能化工厂投用以后,系统根据数据参数就能自动点火。”


在调度平台可以看到,数字化监控屏幕几乎占据了一整面墙,上面清晰显示着园区各个关键部位的实时监控视频。数百个整齐排列的显示屏上跳动着所有环节的即时数据,操作人员据此从容地处理各类信息。生产车间每个区域只有一两名工人进行现场巡查,所有操作全部依靠自动化控制。

据了解,海湾化学如今的生产车间,中控室电脑操作取代了以往的工人现场作业,通过现场巡查设备装置就能管控全部的生产装置,这既大幅度降低了人工成本,又实现了生产效率10倍的提高。

“数字智能化的背后是强大的DCS工业控制系统。”刘培军表示,海湾化学氯碱、氯乙烯、聚氯乙烯等所有化工装置均配套引进了世界先进的DCS系统和SIS系统。DCS系统就像企业的神经中枢,所有开停车及工艺调整指令均在这里发出,全厂68566个工艺控制点就像神经末梢,感受到DCS发出的信号后,按照指令及时准确地做出反应。

“目前,海湾化学所有化工装置自控率均达100%,可在一定程度上实现无人值守的‘黑灯工厂’模式。” 刘培军说。

冰冻三尺非一日之寒。海湾集团有关负责人介绍,海湾集团自20世纪90年代就开始引入DCS工业控制系统,对生产基础设施进行数字化改造。而2010年9月启动的整体搬迁,则开启了青岛海湾集团数字化建设的新征程。

目前,海湾化学的每一台装置都安装了不同种类的监测仪器和自动控制阀,这成为海湾化学收集信息数据并实现智能化控制的基础。以氯氢工段的氢气锅炉为例,烟气出口处有温度计,能够实时感知烟气出口处的温度,而这些温度信息最终通过信号传输显示在了DCS系统的屏幕上。除了温度数据,生产过程中产生的压力、液位、流量等数据也都尽在DCS控制系统的“掌控中”。

海湾化学仅在生产环节就配置了1万余块智能仪表仪器,实时数据库共有10万余个监测点,实现了氯碱、VCM、PVC、苯乙烯生产过程的全流程、全环节监测,控制回路自控率达到99%以上。

对化工企业来说,水、电、气等各种能源消耗是主要运营成本之一。通过数据的共享分析,操作人员可以实时监控各类储罐液位、流量、温度和其他关键参数,计算关键环节的能耗指标,和既定的能耗基线进行对比,找出能耗差距。同时结合工艺限制条件的数据分析,能够实现同时满足产品生产质量和产能要求的最优能源配置。

除了生产环节,海湾化学还在产品质量监测环节引入了LIMS化验数据系统,收集了生产过程中所有原料、产品的检测数据;在出入库环节,所有物料称重等数据都直接由地磅称重管理系统“收入囊中”;在仓储环节,全自动包装码垛系统让每一批产品都可随时定位、全程追溯。

2018年1月,海湾化学SAP ERP系统成功上线。这是企业打造的信息化运营及管理平台,它着眼于用互联网思维对全流程、全产业链进行优化,打破了“部门墙”,实现了业务与财务的一体化。目前,已实现与DCS、实时数据库、LIMS分析、智慧仓库、智能物流、智能巡检、OA办公等多个系统接口的对接。

SAP ERP项目的实施,大幅提升了企业经营、管理与决策的水平,在全面支撑业务运行、促使各部门高效协同、降低企业经营风险等方面发挥了重要作用。劳动生产率至少提高了20%,资金周转率提升了60%以上,财务结账周期由过去平均7天缩短到现在的15-30分钟。

智能化工探索一直在路上。

近年来,海湾化学还自主开发了智能巡检系统,通过“数字工厂”、仓库红外测温系统、人员定位系统等信息化手段确保生产安全,实现助剂自动化升级改造项目的自主攻坚,建成了全国最大的聚氯乙烯智能立体仓库,并依靠无人值守地磅、智慧物流系统实现了智能发货,将烧碱发货流程变得像“加油站加油”一样简单。

信息化、数字化驱动着海湾集团的生产、管理模式不断升级换代。海湾化学搬迁一期项目达产后,万元产值综合能耗降至0.48吨标煤,不到搬迁前的1/4。伴随着数字化、智能化程度不断提升,海湾化学人均年产值与2010年搬迁前相比整整提高了10倍,企业因此获评国务院国资委“创建世界一流专精特新示范企业”。

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