关键词 仪表;自动化控制技术;化
中图分类号TP2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)107-0103-02
一般情况下,石油化工必须配合天然气才能顺利生产,二者相互提供半成品与原料,最终实现最大化经济效益和社会效益。而现阶段的自动化控制技术也开始从过去传统单一结构运作模式转变成网络化、集成化与智能化共同发展的新型运作模式,这不仅提高了自动化仪表的各项功能,还强化了自动化仪表的适应性,使之能够有效满足石油化工提出的要求。
1 我国石油化工仪表的控制系统
为了尽快适应现代化石油化工仪表提出的各项要求,现场总线控制系统必须把数字化仪表作为变送器,这主要是因为数字化仪表的分辨力高、稳定性能与安全性能好,而且结构相对比较简单。同时还要加强产品管理能力,适当增加液相色谱仪与在线油品质量分析仪的实际使用量,以获取更为精准的数据资料,进而显著提升产品质量与性能,让出口产品质量能够匹敌当前产品,甚至是国际产品。
1.1分散控制系统与未来战斗系统
根据有关调查数据显示,我国石化系统与石油化工系统已采用3000多套分散控制系统,其中石化系统的采用量占总数的50%。由于现代科学技术的发展过于迅猛,促使分散控制系统不停地研发新产品,而新产品的生产应用了许多不同的系统,例如数字化智能控制系统、OPC系统与兼容性系统等,导致不同厂商与不同型号的分散控制系统都能够有效结合在一起,最终形成大规模的网络管理自动化控制体系。该系统除了更易于控制外,还有效增强了产品性能,使经济效益与社会效益实现了最大化。
1.2新型分散控制系统
成品油与半成品油在炼油设备中生产出来后,一定要做好调和工作,这样才能贮存运送出厂,该过程即为石油化工制油的最后一道工艺。在石化企业运送油品过程中,合理应用分散控制系统,除了可以提高自动化控制水平外,还可以便于管理工作的实施。应用分散控制系统来实现我国石化企业的仪表控制,而其他新建设备也可以应用分散控制系统来完成各项控制与管理工作。但如果设备为加强使用型或是石油化工的重要组成部分,那么应用分散控制系统时,其效用就会无法充分发挥出来,使得资源出现不必要的浪费,同时还会因使用率减少而导致自动化系统复杂化。
1.3总线控制系统
石油化工仪表中的现场总线控制系统具有微型化、数字化、智能化与开放化等诸多特征,而且这些特征已成为当前新型石化企业的主要发展目标。现阶段,未来战斗系统已广泛应用于各个领域,其设备操作技术与功设备能开发也随之得到有效完善,这对于现场总线控制系统的可持续发展来说具有十分重要的作用和意义。根据有关调查数据统计,大多数石化企业在控制系统方面仍采用未来战斗系统对本企业生产设备进行控制,最后利用现场总线与局域网来顺利完成现场总线控制工作。局域网的主要效用是通过网络让多个计算机系统实现信息的相互交换,其中具有较大的信息容量,相互之间可以达到信息共享的效果。而现场总线控制系统的技术要求是完成技术的信息共享工作,这样除了可以让用户公开化外,还可以让全部商公开化。
2 我国石油化工仪表控制系统的分析
2.1执行仪表的检测方法
展开石油化工生产作业时,其现场设备与管道内介质的实际温度均为-200℃~1800℃,并采用双金属温度计代替水银玻璃温度计,以便分散控制系统直接获取热电偶信号与热电阻信号。压力仪表在石油化工中是极为重要的构成部分之一。利用诸多原理制成的特殊压力仪表与压力传感器,不但可以抵抗高温,还可以在易结晶介质、脉动介质和粉状介质的条件下测量工作所需压力。此外,从物位仪表的角度上看,石化行业通常把液位测量作为重要核心,只有浮力式仪表具有通用产品,其他仪表均无通用产品,例如物料仪表等。但根据测量方法可有效划分为雷达、浮力、电容、静电、磁致伸缩和超声波等诸多类型,而且仪表内还存在执行器、流量仪表、在线过程分析仪和分析仪器等装置。为了能够正确分析出生产过程中的各类物料成分,必须保证温度、液位、压力与流量等工艺参数的准确性与真实性。同时还要详细分析石油化工生产后排放的所有物质,以防止生态环境受到严重污染。
2.2执行仪表的控制方法
过去传统石油化工在生产过程中均是一个设备使用一个控制室,但现阶段均为多个设备共用一个控制室,也可以由一个控制中心来控制全厂所有设备,把CRT显示或LCD屏幕作为核心。以便操作人员更易于使用。由于石油化工设备具有十分复杂的工艺过程,而且在一定程度上还会出现爆炸、火灾等情况,所以必须进一步提升石油化工的生产安全性、可靠性与稳定性。如果只依靠分散控制系统完成所有控制工作,那么现代化石油化工提出的要求就无法满足其效。应用智能化控制仪表与自动化控制仪表展开石油化工作业,除了可以实现安全生产外,还可以实现人性化生产。除此之外,还要将报警系统安设在生产线的危险区域,这样有毒气体或是可燃气体泄漏时就能够立即提醒,便于采取防护措施。
3 结论
我国石油化工企业必须高度重视各项生产仪表,并进一步增强自动化控制技术,只有这样才能消除安全隐患,保证产品质量。在确保石油化工安全生产的条件下,对自动化仪表控制系统进行研究与设计,以强化企业本身的自动化控制技术,提高市场竞争力,最终取得最大化经济效益与社会效益,这对于我国石油化工企业的可持续发展来说具有一定的推动作用。
参考文献
[1]于楠.浅析现代控制技术在石油化工仪表中的应用和发展[J].科技创新与应用,2012(19):75.
【关键词】石油;化工;自动化仪表
中图分类号:F407.22 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
文章对石油化工自动化仪表的概念、分类和安装要求做了详细的介绍,同时结合相关理论和实践经验,从对仪表的控制和安全方面提出了几点优化意见。希望能在石油化工自动化仪表的应用方面起到一定的促进作用。
二、石油化工自动化仪表的阐述
现如今,自动化仪表在石油化工企业中应用是及其广泛的。石油化工应用自动化仪表工程项目主要包含三个阶段,即设计、施工、以及竣工调试。在每个阶段中,都要求有较强的专业性以及设计附属性。特别是要在设计过程中,其设计人员应该正确掌握好自动化仪表设计进度,并且要将自动化仪表设计和与之相关的专业紧密相结合,在满足工艺要求的基础上,还必须考虑科学性及选型的统一型,由此看来,在石油化工企业中,自动化仪表的设计和施工是及其重要的工程。
三、石油化工自动化仪表的分类和安装
自动化仪表安装是一种流动性强、条件环境变化不定、施工内容和难度差别很大的工作,它要求针对具体的施工任务,要遵循相关安装规定。
1.温度仪表
石化现场设备或管道内界质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到l 800℃。大多数采用接触式测量。在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代。最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等特殊热电偶和耐磨热电偶、表面热电偶、多点式热电偶、防爆热电偶等。热电阻、热电偶信号多直接进入DCS或其它温度采集仪表,一体化的温度变送器等因现场总线技术兴起而逐渐普及。
仪表安装规定:
(一)仪表安装位置应符合设计文件规定,安装固定牢固;
(二)接触式温度检测仪表的安装位置应位于介质温度变化灵敏和具有代表性的位置,热电偶应远离强电磁场干扰;
(三)测温元件深入管道或设备的角度和深度应符合设计文件规定,压力式温度计的安装应保证温包能够全部浸入被测对象中,表面温度计的感温面与被测对象表面应接触紧密。
2.压力仪表
因为与安全密切相关,所以压力仪表受到量程限制。压力范围为到300MPa。压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于高温介质,脉动介质,粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量。精度可达0l级。压力表分液柱式,弹性式、活塞式三类。
仪表安装规定:
(一)就地安装的仪表不应固定在有强烈振动的管道或设备上。
(二)压力取源部件的端部不应超出管道或设备的内壁,不应影响管道或设备的使用功能。
(三)压力仪表在管道或设备试压、吹扫后安装。
3.物位仪表
石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,所以除浮力式仪表外,物料仪表没有通用产品。按测量方式分为直读式,浮力式、静电式(差压等)、电接触式,电容式、超声波式、雷达式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等,其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高,在石化行业正在逐步普及。
仪表安装规定:
(一)检测元件、物位取源部件安装前,应核实每一个连接管路的内部结构、导通情况,检查取源部件检测范围之内是否有阻挡物。
(二)设备内部安装的检测元件应在设备内部清扫后、设备封闭之前安装。
(三)核辐射式物位计安装中的安全防护措施,必须符合有关放射性同位素工作卫生防护的国家标准规定;现场应有明显警戒标志。
4.流量仪表
流量仪表是石化行业温、压、液(位),流四大参数中内容最丰富的一个门类。从控制的角度看稳定和优化是两大永恒的主题,都要用流量来考核。而流量本身与流体及管道的关系又很大。这里说的流量,是单位时间内流体有效面截的流体的体积和温度及压力补偿。还需要求知管道中一定时间内流过的累积的流体体积和质量(流量积算仪)。
仪表安装规定:
(一)就地安装的仪表应安装在没有强烈振动且便于维修的管道上。
(二)安装前应对检测元件、流量取源部件进行外观检查,并及时按照设计数据和制造标准规定测量、验证其制造尺寸。
(三)安装前进行清洗时,应防止损伤检测元件,在管道上安装的流量仪表和检测元件,应在管道试压、吹洗后安装。
5.分析仪器和在线过程分析仪
从工艺上,生产过程中对温度、压力、流量.液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。从环境保护的角度,排放的物质的成分也是要分析和在线监测的。分析仪器和在线过程分析仪的需求是迫切的。分析仪器的高科技含量,对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜.原子吸收及等离子发射光谱,电化学等分析仪器。
仪表安装规定:
(一)成分分析和物性检测仪表进行到货验收时,应详细核查到货设备的规格型号、材质、安装位置、管路连接和标准试样是否符合设计文件规定。
(二)成分分析和物性检测仪表的安装与防护应严格按照随机技术文件的要求进行,以避免对设备和材料造成不必要的污染和损坏。
四、石油化工自动化仪表控制的优化
在现代控制论的推动下,各种智能化算法应适而生,其中除智能PID控制器外。多变量控制已在炼油、石化行业开始进入生产实际阶段,它以DCS为基础,可以是独立的。也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。目前在炼油厂中应用较多。同时,石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室或全厂一个中央控制室,而且最终是以CRT或LCD屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,从鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入以DCS操作站的屏幕。
五、石油化工自动化仪表的安全系统
石化装置由于大型化,连续化及工艺过程复杂,易燃,易爆,对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,一般由DCS等设备完成安全连锁保护的方法.在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等在DCS之外单独设置。现在自动化IEC615ll的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求。SIS是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时。能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整等级(SIL)等,正确选用SIS系统,目前国内仅有石油化工紧急停车及安全连馈系统设计导测作为依据。
六、结束语
我国对石油化工自动化仪表的研究相比国外是有一定的差距。打破差距,自主研发是首要的工作,同时应该与时俱进,积极吸收国外先进的科研成果,重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化、特种及专用自动化仪表;推进仪器仪表系统的微型化、智能化、传输数字化和网络化,完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变;继续加强具有自主知识产权的自动化软件技术研究。这样我国在大型精密仪器、大型工程项目中的核心控制系统和技术方面才能不断壮大。
参考文献:
[1]王少勇,自动化仪表维护工作程序化实践[J].中国石油和化,2009(9).
[2]连永斌,浅析自动化仪表施工过程中防爆及接地常见问题及防治措施[J].城市建设与商业网点,2009(20).
关键词:石油 化工 自动化仪表
一、石油化工自动化仪表的阐述
现如今,自动化仪表在石油化工企业中应用是及其广泛的。石油化工应用自动化仪表工程项目主要包含三个阶段,即设计、施工、以及竣工调试。在每个阶段中,都要求有较强的专业性以及设计附属性。特别是要在设计过程中,其设计人员应该正确掌握好自动化仪表设计进度,并且要将自动化仪表设计和与之相关的专业紧密相结合,在满足工艺要求的基础上,还必须考虑科学性及选型的统一型,由此看来,在石油化工企业中,自动化仪表的设计和施工是及其重要的工程。
二、石油化工自动化仪表的分类和安装
自动化仪表安装是一种流动性强、条件环境变化不定、施工内容和难度差别很大的工作,它要求针对具体的施工任务,要遵循相关安装规定。
1.温度仪表
石化现场设备或管道内界质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到l 800℃。大多数采用接触式测量。在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代。最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等特殊热电偶和耐磨热电偶、表面热电偶、多点式热电偶、防爆热电偶等。热电阻、热电偶信号多直接进入dcs或其它温度采集仪表,一体化的温度变送器等因现场总线技术兴起而逐渐普及。
仪表安装规定:
(一)仪表安装位置应符合设计文件规定,安装固定牢固;
(二)接触式温度检测仪表的安装位置应位于介质温度变化灵敏和具有代表性的位置,热电偶应远离强电磁场干扰;
(三)测温元件深入管道或设备的角度和深度应符合设计文件规定,压力式温度计的安装应保证温包能够全部浸入被测对象中,表面温度计的感温面与被测对象表面应接触紧密。
2.压力仪表
因为与安全密切相关,所以压力仪表受到量程限制。压力范围为到300mpa。压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于高温介质,脉动介质,粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量。精度可达0l级。压力表分液柱式,弹性式、活塞式三类。
仪表安装规定:
(一)就地安装的仪表不应固定在有强烈振动的管道或设备上。
(二)压力取源部件的端部不应超出管道或设备的内壁,不应影响管道或设备的使用功能。
(三)压力仪表在管道或设备试压、吹扫后安装。
3.物位仪表
石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,所以除浮力式仪表外,物料仪表没有通用产品。按测量方式分为直读式,浮力式、静电式(差压等)、电接触式,电容式、超声波式、雷达式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等,其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高,在石化行业正在逐步普及。
仪表安装规定:
(一)检测元件、物位取源部件安装前,应核实每一个连接管路的内部结构、导通情况,检查取源部件检测范围之内是否有阻挡物。
(二)设备内部安装的检测元件应在设备内部清扫后、设备封闭之前安装。
(三)核辐射式物位计安装中的安全防护措施,必须符合有关放射性同位素工作卫生防护的国家标准规定;现场应有明显警戒标志。
4.流量仪表
流量仪表是石化行业温、压、液(位),流四大参数中内容最丰富的一个门类。从控制的角度看稳定和优化是两大永恒的主题,都要用流量来考核。而流量本身与流体及管道的关系又很大。这里说的流量,是单位时间内流体有效面截的流体的体积和温度及压力补偿。还需要求知管道中一定时间内流过的累积的流体体积和质量(流量积算仪)。
仪表安装规定:
(一)就地安装的仪表应安装在没有强烈振动且便于维修的管道上。
(二)安装前应对检测元件、流量取源部件进行外观检查,并及时按照设计数据和制造标准规定测量、验证其制造尺
寸。
(三)安装前进行清洗时,应防止损伤检测元件,在管道上安装的流量仪表和检测元件,应在管道试压、吹洗后安装。
5.分析仪器和在线过程分析仪
从工艺上,生产过程中对温度、压力、流量.液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。从环境保护的角度,排放的物质的成分也是要分析和在线监测的。分析仪器和在线过程分析仪的需求是迫切的。分析仪器的高科技含量,对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜.原子吸收及等离子发射光谱,电化学等分析仪器。
三、仪表安装规定:
(一)成分分析和物性检测仪表进行到货验收时,应详细核查到货设备的规格型号、材质、安装位置、管路连接和标准试样是否符合设计文件规定。
(二)成分分析和物性检测仪表的安装与防护应严格按照随机技术文件的要求进行,以避免对设备和材料造成不必要的污染和损坏。
四、石油化工自动化仪表控制的优化
在现代控制论的推动下,各种智能化算法应适而生,其中除智能pid控制器外。多变量控制已在炼油、石化行业开始进入生产实际阶段,它以dcs为基础,可以是独立的。也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与pid串级控制相结合方式等。目前在炼油厂中应用较多。同时,石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室或全厂一个中央控制室,而且最终是以crt或lcd屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,从鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入以dcs操作站的屏幕。
五、石油化工自动化仪表的安全系统
石化装置由于大型化,连续化及工艺过程复杂,易燃,易爆,对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,一般由dcs等设备完成安全连锁保护的方法.在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(esd)等在dcs之外单独设置。现在自动化iec615ll的安全仪表系统(sis),正是为了进一步满足石化企业的需求。sis是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时。能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整等级(sil)等,正确选用sis系统,目前国内仅有石油化工紧急停车及安全连馈系统设计导测作为依据。
六、结束语
我国对石油化工自动化仪表的研究相比国外是有一定的差距。打破差距,自主研发是首要的工作,同时应该与时俱进,积极吸收国外先进的科研成果,重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化、特种及专用自动化仪表;推进仪器仪表系统的微型化、智能化、传输数字化和网络化,完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变;继续加强具有自主知识产权的自动化软件技术研究。这样我国在大型精密仪器、大型工程项目中的核心控制系统和技术方面才能不断壮大。
参考文献:
[1]王少勇,自动化仪表维护工作程序化实践[j].中国石油和化工贸易,2009(9).
【关键词】仿真模拟 化工机械 机械制造
对于石油化工行业而言,化工机械具有十分重要的作用,无论是对石油化工企业的生产,还是对石油化工企业的经济效益都拥有一定影响作用,拥有着良好性能的化工机械,能够大幅度的提升化工生产的生产效率,优化化工生产品的质量,进而带动化工生产企业的整体经济发展。目前,针对于化工机械制造领域方面的研究有很多,大多数都是从机械零件制造方面的开始入手,逐渐的深入到整个机械的制造,并且将仿真模拟技术融入到化工机械的生产过程当中已经成为了一个不争的事实,其能够更加精密的完成化工机械从设计到模拟验证的整个流程,成为了当下化工机械制造领域生产设计应用技术的不二之选。
1 仿真模拟技术概述
仿真模拟技术是一种建立在现代科学技术基础之上形成的智能化计算模型,该模型的构建目的在于借助专业的计算方式明细不同机械制造过程的多种影响因素,从而找到其内在的变化规律。
该技术起始于上世纪五十年代,首先是在工业代表过英国出现。英国的K・D Tocher开始借助仿真技术对现代对钢铁厂的运行状态进行分析研究,以此来挖掘出该技术在不同制造系统中的实际应用效果,他认为只要深入的挖掘出仿真系统的内在逻辑,并在不同的系统设计过程中采用相同或相似的设计方式就可以完成对整个制造过程的精密控制。在此基础之上,Tocher创造了一套都有的仿真语言,即G.S.P语言,这种语言是当时应用在制造领域最为高级的计算机编程语言,是在普通计算机语言的基础之上研发出的一种具有多阶组合功能的计算机编程语言。在此基础之上,FORTRAN借助此编写出了具有实际操作性的C.S.L语言。现阶段,仿真技术被广泛在机械制造领域获得了深层次的应用,并在传统制造模式的基础之上形成了一套更加科学的模式,FMS系统,即柔性制造系统。
2 仿真模拟技术在化工机械制造过程中的应用
FMS即柔性制造系统,是在传统制造技术基础之上,借鉴电子计算机技术研发出的一种新型制造技术,该种技术适合应用于不同类型、不同规模以及不同制造方式的化工机械制造模式,其实质是一种自动化制造系统,将传统的机械制造模式带入了机电一体化阶段。FMS系统虽然具有传统机械制造系统所不具备的优势,但在上世纪七十年代的广泛应用阶段,其并没有达到预期效果,这是因为该系统的运行需要有一套完整的管理模式与之配合,而与之相配套的管理模式并没有形成。。与此同时,FMS系统在设计之初就借助了多个理论知识作为其设计基础,这就决定FMS系统表现出非常明显的复杂性、高效性以及高风险性等特点,对整个系统的设计应该考量其不同组成要素的相对参数达到最佳配合状态,并在此基础之上设置与之相适应的管理控制措施,从而保证整个系统的可靠运行。
FMS系统在设计与运行阶段,首要要确定该系统所要应用的制造领域,根据不同的产量需求以及不同对象的基本要求,设计与之对应的零件产量,之后借助CAD、GT技术等完成对整个系统的设计与就构造。FMS系统在设计与实际构造过程中应该考量实际生产场地的具体情况,选择最优的工程制造方案就,以此来实现对机械制造工作的精密、合理与科学的安排,保证整个生产模式的有序运行。FMS系统在实际运行过程中还会出现与预计不一样的运行结果,如操作人员的熟练程度以及不同操作人员的实际操作是否符合系统运行的标准等,这就要求FMS系统在运行过程中应该不断调整其运行模式,以此来适应不同运行环境。
相比较传统的制造系统,仿真模拟系统在实际操作与运行过程中主要采用的控制模式以智能计算机模拟为主,而脱离了人工控制方式,虽然该种在设计与操作的过程中相比较而言都比较复杂,但具有传统制造模式所不能比拟的确定性,仿真制造的精度更加精确,且所设计的系统也更加科学。现阶段,仿真模拟制造系统主要分为两种类型,一种为通用型仿真语言制造系统、另一种则为专用仿真语言制造系统。前者以CSL为典型的制造系统,此类系统在设计阶段就采用了多功能程序进行撰写,每一个设定的句子都可以被用于调制一个单个的系统执行内容,且所使用的语言既可以是高级语言也可是通用的计算机编写语言。后者以KUT制造系统为典型代表,是一种在上世纪七十年代被广泛应用的新式仿真模拟制造技术系统,其使用方式相对简便,控制时只需要输入关键数据就可,因此,专用仿真语言制造系统也被称之为“数据驱动仿真器”,其核心是在现代计算机系统的基础之上将FMS系统深入应用。
3 结语
综上所述,伴随着对仿真模拟技术的不断研究与开发,越来越多更为新型的仿真模拟技术功能将会得到验证和应用,以此来推动国家化工机械制造产业现代化的前进步伐。
参考文献
[1]李辉.自动化技术在化工机械中的应用[J].科技创新与应用,2015,21:127.
[2]宋志骥.计算机辅助工程在化工机械中的应用分析[J].山东工业技术,2015,21:70.
[3]石勇.计算机辅助工程在化工机械中的应用[J].机械管理开发,2014,04:88-89+92.
[4]于清.CAD技术在精密化工机械设计中的运用[J].无线互联科技,2012,12:181-182.
关键词:石油化工设备;设备安装;问题;要点
引言石油化工生产系统是非常复杂的,一般有多个化工设备相连接而成,对原材料进行多次加工,形成最终产品的一些列设备的总称。在石油化工建设中,如果石油化工设备安装不到位,不能及时发现安装过程中的问题或设备质量本身存在隐患,就会影响整个生产系统的顺利进行,因此任一环节出现问题,必然造成一定损失,严重考验着石油化工设备的安装管理。
1石油化工设备科学安装的意义
1.1决定企业效益
经济的发展,带动了石油化工产业规模的扩大,一方面加快了基础设施的建设,另一方面石油化工设备的机械化程度得到了提高,石油化产品要求越来越高,导致设备构造也越加复杂。现代工业已不能简单的以劳动力来提高企业的市场竞争力了,企业主为了适应市场变化,高效益、高技术、可靠性稳定的石油化工设备成为其降低成本的主要变革目标。。第二,可靠性好且技术含量高的设备,可以长时间运行,避免闲置,提高生产效率。第三,科学安装石油化设备,可以降低维修费用,减少企业费用支出。
1.2为施工人员提供良好的安全环境
生产安全性是企业发展的根本保障。近年来,我国先后出台了很多法律法规,并成立安全生产管理部门,严格对生产企业进行调查,尤其是存在一定危险性的化工设备更为重视,如若不能进行科学管理,将给社会造成一定危害。而石油化工行业,为了安全生产,在石油化工设备安装阶段应予以重视,加强管理,使设备正确组装且运行,严格检验各部分环节衔接是否正常,阻止爆炸及火灾事故的发生。企业石油化设备的安装过程,是安装管理的重要环节,应提高其安装的准确及可靠性。
2石油化工设备的安装特点
2.1综合性强
石油化工设备涉及到的工种是复杂的,有电气仪表、机械、工艺安装及土建等多个专业,在安装过程中,这些专业知识缺一不可,需要生产、建设、施工、监管等单位的共同协作,相互协调,综合性极强。
2.2技术含量高
现代石油化工产品丰富多样,而各个产品对生产设备的要求各不相同,如设备结构、耐热性、耐压性、耐腐蚀性等,制造技术要求高。石油化工设备的超大、超重、超高、自动化程度灵敏性高的特点,使其在安装、调试、操作过程中十分繁杂。安装的合理及科学性对整个工程是否正常运营安全性起着非常重要的作用。
2.3风险大
石油化工设备的自身特点决定了其安装周期过长,人力、物力、财力投入加大,所以在安装施工过程中,每一个环节都很容易出现不必要的问题。一些超高、超重的设备在运输上也存在一定的风险。另外在生产过程中发现问题时,返修时间过长,维修困难,在一定程度上影响整个项目的进度。因此在石油化设备安装过程中,一定要做好验收工作,实时监测每一个环节安装情况,做到投入与产出成正比,杜绝可以避免的资金浪费现象。
3我国设备安装管理中存在的问题
3.1安装前准备工作不到位
石油化工设备特殊的服务对象,决定了其在使用过程中要承受一定压力,并且其运行环境相比普通设备而言,比较恶劣。例如,当石油化工设备在高温、高压、通风效果不好的环境下工作时,恶劣的环境因素对设备的各个零部件的协调能力和稳定性提出了更高的要求。但是对目前大多数的石油化工企业来说,采购质量不合格及不符合对应产品生产要求的石油化工机械设备和施工地选着随意性,是出现问题的关键因素所在。归结到低就是在安装前,企业准备工作不到位。需要做好的准备工作必须提前认真完成,不能马马虎虎。不合理的机械设备在安装、运行过程中不仅可能产生各种各样的故障,影响正常生产的进行,甚至还会引发某些不可挽回的事故,对人们的生命财产造成威胁。
3.2安装质量监督体系不完善
一个工程的实施,要想顺利进行且减少问题的频繁出现,不能缺少监管部门的配合。针对石油化工设备,尤其是组装设备,组装耗时长,任意零部件质量出现问题,都会延长设备的正常运行,导致工作停滞不前。目前就我国大多数的石油化工发展状祝来说,基本都缺乏比较完善的设备安装监督体系,对于石油化工机械设备在安装过程中质量的控制还不能达到要求,没有明确监督的职责是什么,一般都根据项目本身制定,缺乏科学性和严谨性。这直接影响了机械设备的正常运转,不利于石油化工企业的进一步发展。
3.3设备安装人员流动性大、技术水平低
任何企业的发展都离不开人才的需求,尤其是石油化工设备安装的复杂性,使化工设备安装的一线工作人才十分紧缺。针对我国目前石油化工设备的安装情祝来看,从事安装设备的相关人员综合素质偏低,对石油化工设备安装的基本原理及技术要求等不熟悉,存在一定局限性,这对安全的进行设备安装造成了阻碍,而且为后续生产管理埋下了隐患。不利于石油化工企业生产的顺利进行。
4石油化工设备安装管理要点
4.1做好石油化工设备安装准备工作
石油化工设备安装前的准备工作分三点,第一,设备安装前,管理人员必须熟悉相关技术协议及合同,因为他们是设备验收是否达标和施工管理的重要依据,也是后期处理合同赔偿及维修等的重要依据。因此,这就要求参与者认真阅读设备相关合同等内容,熟悉其性能保证、质量要求、交货条件、保修期限等合同条款.为设备的验收和安装等工作做好准备。第二,对施工现场进行清理。为设备安装提供适宜的场地是设备安装施工的前提,要保证施工现场地面平整,运输及消防通道畅通,有完善的水、电、气设备,另外防御措施要做到位。第三,设备验收。验收是设备安装前的必要步骤,由于其石油化工设备的复杂性,验收工作务必严禁。为了保证使用者的利益,使用者在接受设备时,应有买方、厂家、商检局等共同验货,对于有包装的设备要检查其包装是否有损,包装外型号等内容是否符合合同要求;对无包装的设备,外观要进行仔细检查,并对其各不分的零件进行清点。。对于解体设备,收到货后,要尽快组装,严格检查、试验。开箱时要严格记录好箱号、箱数、设备名称、规格、型号等资料收集归档。
4.2建立完善的安装质量管理体系
石油化工设备综合性强的特点,要求项目实施前设立统一的领导小组,协调各方工作,抓好设备安装质量管理。首先,要加强施工队伍建设。施工队伍是整个施工项目是否能正常顺利进行的关键,在石油化工行业领域,对施工队伍要求非常严格,不仅要求施工队伍吃苦耐劳,更要求施工队伍具备较高的专业知识和技能,管理者要具备设备安装施工经验,掌握先进的技术,能独立管理好团队,从看图纸到安装完成的一系列过程能及时发现问题并及时解决。在此之外施工团队要严格按照管理的规章制度加以实行,确保整个安装过程谨慎操作、认真负责,重视监督和管理。其次要做好安装过程中的质量把关工作。一方面在项目管理中心要健全组织机构,完善质量保证体系,建立项目部、施工队和作业班三方的质量管理体系,做到全方位、全过程管理。另一方面管理人员要深入现场,确保每一环节的质量检查,及时掌握安装动态,一旦发现问题,可以及时找出问题点予以解决,从而提高设备安装管理效率。再者要抓好作业技术交底工作。作业技术交底可以节约安装时间,避免资源金浪费,是对项目施工方案的细分化。如安装前对整个工程的施工方法和质量技术标准进行恒定,对施工过程需要注意的问题、可预料的以外事故有相应的解决措施。最后对安装设备试运行。
。针对进口设备,由于涉及到外事工作和技术服务合同规定天数的限制,所以进口设备的安装是很复杂的。因此在进口设备安装及调试过程中,外商技术专家到现场进行指导,施工管理人员应做好现场协调管理工作。。其次在外商技术人员到场后,与外商技术人员协商安装和调试时间等。要定期在现场召开会议,对安装过程中出现的问题及时进行探讨和解决。要对每天施工中存的问题、解决方法、设备运行情况等做好中英文记录,相关方签字认可。最后在整个合作流程中,双方要互相配合,建立友好关系,创造一个良好的合作环境,调动外商技术人员的积极性,为顺利合作奠定基础,避免合作纠纷、阻碍项目工程的进行,促使安装质量的提高和进度加快。在安装流程中,由于进口设备维修消耗时间过长,我们在外商技术人员在场时,应及时提出技术疑问,现场解决和实地实验,吸取外商技术经验,确保后期设备正常高效运行。
4.3提高安装人员技术水平
随着科学技术的不断进步,高技术人才成为企业发展的必要条件,尤其是石油化工安装施工企业,施工人员是否具备技术要求严重影响工程的顺利进行。因此石油化工企业必须加强对员工的培养力度,加大物力和财力的投入,提升整个施工团队的技术水平。为了提高工作效率,企业领导者要在内部制定奖励措施,充分调动员工积极性,要他们100%的投入到工作中,从而降低人才的流失率。另外,由于我国石油化工安装技术性人才缺乏,为了满足石油化工企业日益增长的需求,相关部门应积极引进先进的管理模式和技术人才,带动提高企业内员工的管理水平和安装技术,为行业发展提供动力。
5结语
石油化工设备的安装管理在整个石油化工生产体系中发挥着极其重要的作用,只有抓好安装前后的一些列工作,严格依据国家法定标准严格审核,才能有效避免不必要安全事故,更好促进我国石油化工行业的发展。另外随着我国化工行业的发展,石油化工建设工程日益复杂,对技术的要求也愈来愈高,相关工作人员在安装过程中要做到善于发现问题并及时处理,安装前做到预防为主,避免经常性问题的发生,要时刻积累经验教训,提高自身素质水平,为我国石油化工行业做出贡献。
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关键词:云计算;化工物流;虚拟化工厂
中图分类号:TP393
云计算的概念在近两年越来越热,与早些年不同的是,现在云计算已经不再停留在概念上,一些IT公司纷纷推出了自己的云服务并加强了广告宣传。归其原因,一方面,云计算实现资源的共享和动态分配,帮助企业降低信息化方面的预算;另一方面,云计算的计算机集群为企业提供了强大的数据处理和在线计算能力,速度和稳定性两者兼得;还有就是云存储技术在便携性和安全性上的突破,也为企业提供了更好的数据存储服务解决方案。
对于石油化工这样的传统行业,云的概念似乎还很遥远。但回顾上世纪90年代以来ERP对国内企业产生的影响与变革,这一次石油化工行业也需要抓住云计算的机遇,将企业信息化程度推到一个更高的水准,降低成本,提高效率。
1 云计算
。然后受限于当时的硬件水平和联网条件,云计算并没有立刻得到发展。后来,20世纪70年代大规模集成电路的发展使得计算机趋于小型化,80年代出现了网格计算、90年代互联网的广泛应用随之发展出了公用计算,21世纪初计算机界又兴起了虚拟化技术。积累至今,云计算的发展条件已经足够充分,近两年云计算已经逐渐走出学术界,为产业界和普通民众所认知。
1.1 云计算的概念
根据NIST(美国国家标准与技术研究院)的定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。然而目前所说的云计算范围已经扩大了许多,如自主计算、效用计算、网格计算等也常被人们认为是云计算。
云计算是从分布式计算,并行计算和网格计算等计算机概念中综合发展出来的概念,或者说,是从商业角度实现了这些概念。与传统运算不同的是,云计算并非在本地计算或远程服务器上运行计算,而是通过网络,将运算分布在大量的计算机上。对企业来说,其数据中心的运行更加类似于互联网,这使得使用云计算的企业能够灵活地将资源切换到需要的应用上,实现对计算和存储的按需求访问。云计算的基础是虚拟化技术,载体为网络,提供的服务包括基础架构、平台、软件等。总之,云计算的最终目的就是整合一切可用的计算、存储、数据和应用分布,实现所有计算资源协同工作。
2 云计算应用于化工物流
我国化工行业物流需求一直保持快速增长,但物流效率较低,成本偏高,与发达国家相比存在较大差距。全国重点企业物流统计调查数据显示,2009年,我国化工行业物流费用率为12.3%,在工业物流领域处于较高水平,高出工业行业整体平均水平2.5个百分点,高出制造业1.5个百分点。同发达国家相比,差距更大。统计显示原因在于各项杂费多,重复纳税多,运输成本高。搭建现代化工物流平台,有助于降低化工物流的成本。
2.1 基于云计算的化工物流公共信息平台
根据化工物流实际情况和具体要求,结合云计算服务的技术特点,设置出基于云计算的现代化工物流的应用信息平台基本框架,如图1所示:
平台提供了化工物流应用的具体细节,包括接口认证服务的应用、中间件计费的应用、基础设施服务的应用、物理资源的应用和数据存储的应用等。这些服务应用可以通过集中部署直接面向化工物流企业,也可以根据具体化工物流需求建立物流云服务中心,将不同的化工物流企业系统通过云计算的应用服务集中起来,满足更加复杂的物流需求。该应用框架向化工物流企业提供的具体应用服务包括数据交换应用、货物传递跟踪应用、配送轨迹监控应用、信息应用以及货物管理应用等。
化工物流相对于其他物流有其自身的特点,因此搭建基于云计算的现代化工物流信息平台,能够更大程度上满足石油化工企业对物流信息的准确掌握和物流成本的控制的需要。对于企业来说,需要更好地处理从制造、运输、装卸、包装、仓储、加工、拆并、配送等各个环节中产生的各种信息,并将这些信息通过一种安全而且快速的方式来传递,以保证各个环节操作的有效性;并且还要针对出现的问题实时反馈、及时处理。由于云计算具有高可靠性的计算能力、低成本的硬件环境和高性能的数据维护等特性,搭建基于云计算的现代化工物流信息平台,可以在一定程度上提高化工物流企业的工作效率。并且,通过云计算平台提供的安全存储和服务共享解决方案,可以节约企业的信息安全成本,同时又可以保证企业的服务效率和服务质量。
3 云计算应用于虚拟化工厂
化工过程虚拟工厂(VirtualPlant)是一个集成的针对石化行业的实时动态模拟环境,具有硬件仿真系统技术特性。包括稳态和动态仿真过程的模拟、软硬件的实时接口技术、自动控制技术、人工智能技术及工程安全技术。根据物料平衡、能量平衡原理,模拟石油化工生产过程中的实际情况,通过建模与仿真技术,模拟全生产流程中不同条件下的各种情况;从而达到对生产过程预测、检测的目的;内置的人工智能技术甚至还可以对该工艺的进行评估,并提出优化方案,提高决策和管理水平,以达到最佳的生产质量,最大限度地提高生产效率。
3.1 虚拟化工厂云计算架构模型
面对化工过程虚拟工厂中数量巨大的软硬件资源和复杂多变的业务扩展需求,云计算平台系统集成通常采用的方式是分层管理,依赖不断增加的层级来逐步细化业务应用,为了让虚拟工厂云计算平台具有很强的可扩展性,将云计算平台架构设计为扁平的三层结构,分别是元服务资源层、逻辑服务资源层和应用服务层。
以乙烯工业生产中乙烯裂解为例搭建模型,如图2:
利用流体力学计算软件Fluent计算裂解炉内烟气流速、温度及组成等物理量的分布情况、以提高生产效率。该计算要进行反复迭代,当计算条件复杂,要求精度较高时,一台计算机或者服务器的计算能力很难在较短的时间内完成如此大量的计算。因此采用云计算技术构建一个可弹性扩展、收缩的Fluent并行环境,尽可能地提高计算的效率,是一个可行的方法。通过使用虚拟现实技术、云计算技术及Webservice等技术搭建出基于云计算的虚拟工厂,此模型针对化工流程工业的特点,能够更好的实现建模、控制、优化方法与技术的一体化集成。
。通过云计算平台的构建,可以进一步完善和推进化工过程虚拟工厂的建设,对化工生产过程的建模、控制和优化技术具有重要的现实意义。通过不断完善和应用不仅可以产生可观的经济效益,还可以形成具有自主知识产权的石油化工软件产品。
4 结论
云计算的发展带领互联网进入了一个低成本高运算量的时代,它的出现不仅改变了互联网的运行模式,对于传统行业也产生了极大的影响。对于石油化工行业是一个巨大的机遇,通过云计算可以最大限度的优化配置资源,提高物流效率、降低库存成本,还可以及时有效的监控、优化生产过程,提高生产效率。
参考文献:
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