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施耐德電氣(中國)有限公司
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  • 三寧化工以數(shù)字化技術(shù)打造化工百年老店
  • 發(fā)布時間:2021/2/3 12:42:23   修改時間:2021/2/3 12:42:23 瀏覽次數(shù):17051
  •   從地里茁壯生長的作物到身上繽紛多彩的衣物,從超市里琳瑯滿目的貨品到馬路上川流不息的車輛……人們的衣食住行、生產(chǎn)生活,都和化工行業(yè)有著千絲萬縷的聯(lián)系。
      化工行業(yè)是整個制造業(yè)的上游環(huán)節(jié),是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,其發(fā)展水平能夠直接影響下游千行百業(yè)的繁榮。因此,用數(shù)字化技術(shù)武裝化工企業(yè),助力其實(shí)現(xiàn)智能、綠色、安全的可持續(xù)發(fā)展,已經(jīng)成為了"必選項(xiàng)"。

      打造"百年老店"
      坐落于三峽沿岸宜昌市的湖北三寧化工股份有限公司(三寧化工),是一家集煤化工、磷化工、精細(xì)化工和工業(yè)服務(wù)業(yè)為一體的大型化工企業(yè)。
      依靠得天獨(dú)厚的區(qū)位優(yōu)勢、資源優(yōu)勢和管理優(yōu)勢,50年來,一步一個腳印,三寧化工已經(jīng)由始建于1969年的枝江縣化肥廠,華麗蛻變?yōu)榛ば袠I(yè)領(lǐng)先的民族品牌。目前,公司具有年產(chǎn)130萬噸總氨、300萬噸氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥,230萬噸硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸,13萬噸己內(nèi)酰胺、30萬噸雙氧水和環(huán)己酮的生產(chǎn)能力,同時擁有六座專用碼頭、危化品碼頭及其配套的危化品運(yùn)輸專用車隊(duì)和大型危化品貯運(yùn)中心,總資產(chǎn)近200億元。
      過去,一提到化工企業(yè),人們總會聯(lián)想到"高排放"、"高能耗",然而三寧化工卻走出了一條以"資源-產(chǎn)品-廢棄物-再生資源"為閉環(huán)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)路徑。例如:高溫?zé)煔夂蛷U氣所產(chǎn)生的熱能可以用來建設(shè)熱發(fā)電機(jī)組,碳丙循環(huán)過程中的差壓能夠被用以實(shí)現(xiàn)能量回收,硫磺制酸副產(chǎn)的蒸汽則可供給煤化工板塊生產(chǎn)合成氨用……未來,三寧化工還計劃將產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步延伸到尼龍、拉絲等深加工領(lǐng)域,帶動枝江原有的紡織業(yè)發(fā)展。
      雖然在過去的50年間已經(jīng)取得了卓越的成就,但致力于打造"百年老店"的三寧化工卻從來沒有停下過腳步。面向下一個50年,三寧化工有著自己的深刻思考。
      在化工企業(yè)面前,擺放著三重必須要解決的矛盾:其一,是生產(chǎn)工藝裝置復(fù)雜性和行業(yè)對極致的安全穩(wěn)定要求之間的矛盾;其二,是同質(zhì)化的產(chǎn)品和越發(fā)激烈的市場競爭之間的矛盾;其三,則是行業(yè)本身的高污染、高能耗特性和綠色、可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾。對此,三寧化工智能工廠推進(jìn)辦公室主任楊文華表示:"施耐德電氣用數(shù)字化的解決方案幫助我們交出了一份理想的答卷,得益于此,我們實(shí)現(xiàn)了25%-30%的崗位融合,同時能源效率提升了5%。" 
      施耐德電氣在化工油氣行業(yè)有著完整的過程自動化及配電解決方案,在三寧化工最新的60萬噸/年乙二醇項(xiàng)目中,成為其主要的自動化和電氣合作伙伴。基于EcoStruxure架構(gòu),施耐德電氣為三寧化工提供了一系列安全和數(shù)字化解決方案,包括Triconex安全系統(tǒng)(安全儀表系統(tǒng)SIS+氣體檢測系統(tǒng)GDS+壓縮機(jī)控制系統(tǒng)CCS)、中、低壓變頻器(ATV1200、ATV930)、中低壓智能配電系統(tǒng)(PIX中壓配電柜、MTZ數(shù)字化空氣斷路器、Compact NSX塑殼斷路器/LC1D系列接觸器、A9系列微型斷路器等)、AVEVA資產(chǎn)信息管理和AVEVA操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(OTS)等,幫助三寧化工建設(shè)數(shù)字化工廠,并由此實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目建設(shè)及安全生產(chǎn)的全面升級,開啟了生產(chǎn)管理及項(xiàng)目運(yùn)維的全生命周期數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。

      為智能工廠根植數(shù)字化基因
      過去,很多企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,但卻苦于沒有打好數(shù)據(jù)"地基",導(dǎo)致數(shù)字化的樓盤不穩(wěn)。在楊文華看來,智能工廠的建設(shè)是一項(xiàng)全局工程,涉及到信息技術(shù)(IT)和運(yùn)營技術(shù)(OT)之間的融合。為此,三寧化工于2016年12月就成立了智能工廠推進(jìn)辦公室,旨在整合生產(chǎn)層面和經(jīng)營層面的數(shù)據(jù),打通產(chǎn)供銷的全鏈路,為智能制造和數(shù)字化的推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。如今回頭來看,這在整個行業(yè)里都算是非常前瞻性的決策。
      因?yàn)橛辛私y(tǒng)一的"指揮處",所以三寧化工的60萬噸/年乙二醇項(xiàng)目從建設(shè)之初就深深根植了數(shù)字化的基因。在這個過程中,施耐德電氣幫助三寧化工實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的數(shù)字化交付,這也是其構(gòu)建數(shù)字化工廠的第一步。楊文華對此表示:"通過AVEVA資產(chǎn)信息管理軟件,我們可以將項(xiàng)目建設(shè)階段所產(chǎn)生的工程信息、生產(chǎn)過程產(chǎn)生的實(shí)時數(shù)據(jù)信息及管理信息在數(shù)字孿生中融合使用,從而優(yōu)化生產(chǎn)及運(yùn)營管理。"
      數(shù)字化交付為三寧化工帶來的益處顯而易見:在建設(shè)期,數(shù)字化交付能夠使工程建設(shè)相關(guān)的數(shù)據(jù)得到持續(xù)的采集,同時在項(xiàng)目參與方之間基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)作和共享。這樣以來,位于多地的設(shè)計院、施工方、甲方都可以基于瀏覽器異地進(jìn)行二三維圖紙審查,并且施工、采購的整個進(jìn)度還可以進(jìn)行模擬和可視化,這大大提高了三寧化工的工程效率。
      在運(yùn)維期,統(tǒng)一的數(shù)字化交付平臺為ERP、EAM等運(yùn)維系統(tǒng)提供了初始的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。基于此,維修維護(hù)、生產(chǎn)部門都可以準(zhǔn)確快捷的查詢工程數(shù)據(jù),使得將來的新、改、擴(kuò)都有了工程數(shù)據(jù)依據(jù)。同時,虛擬工廠中集成了靜態(tài)/動態(tài)數(shù)據(jù),也為運(yùn)維決策提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
      最后,基于PI的實(shí)時數(shù)據(jù)庫,打通了從設(shè)計階段到建設(shè)階段再到運(yùn)維階段的實(shí)時數(shù)據(jù),無縫連接了生產(chǎn)控制系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng),大大提升了數(shù)據(jù)實(shí)時性,進(jìn)而提高了管理者的決策效率。

      1+1>2的一體化系統(tǒng)
      安全生產(chǎn)是化工企業(yè)的第一要務(wù),而安全本身則具有多種內(nèi)涵:比如供電要保證穩(wěn)定,生產(chǎn)要保持連續(xù),設(shè)備不能出現(xiàn)意外故障,人員不能出現(xiàn)安全事故,緊急情況時要有安全的應(yīng)對措施等等……只有在機(jī)器、設(shè)備、資產(chǎn)和人員安全得到充分保障的基礎(chǔ)上,工廠才能沒有"后顧之憂"地生產(chǎn)符合市場需求的各種產(chǎn)品。
      施耐德電氣質(zhì)量過硬且久經(jīng)考驗(yàn)的硬件產(chǎn)品是三寧化工最忠誠的"安全衛(wèi)士"。在安全儀表方面,Triconex安全系統(tǒng)(SIS+GDS+CCS)囊括了網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和管理安全的三級防御體系,保障了裝置的精準(zhǔn)控制和安全穩(wěn)定運(yùn)行;在配電方面,智能中壓開關(guān)柜PIX和空氣斷路器MTZ等中低壓配電系統(tǒng),幫助三寧化工提高了供電連續(xù)性及可靠性。
      傳統(tǒng)項(xiàng)目中,企業(yè)往往會選擇不同的自動化系統(tǒng)供應(yīng)商和電氣設(shè)備供應(yīng)商,由此導(dǎo)致了項(xiàng)目支出的增加和項(xiàng)目周期的延長。而在三寧化工60萬噸/年乙二醇的項(xiàng)目中,施耐德電氣作為三寧化工主要自動化和電氣合作伙伴,將過程自動化系統(tǒng)和配電系統(tǒng)相集成,幫助三寧化工提升了整體運(yùn)維效率。
      顯然,在工廠的整個生命周期中,供配電系統(tǒng)和過程自動化系統(tǒng)的融合能夠創(chuàng)造巨大的收益。首先,在項(xiàng)目設(shè)計階段,一體化的供應(yīng)商省去了三寧化工跟不同供應(yīng)商溝通的麻煩,提高溝通效率,降低溝通成本;第二,在項(xiàng)目建設(shè)和調(diào)試階段,一體化的系統(tǒng)使得客戶在部署設(shè)備的過程中減少了不必要的數(shù)據(jù)接口,進(jìn)而減少了數(shù)據(jù)傳輸過程中的丟失,保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及安全性;第三,在項(xiàng)目運(yùn)維階段,一體化的系統(tǒng)還能幫助中控室操作員工同時了解配電和控制系統(tǒng)的全部實(shí)時信息,提高了不同專業(yè)之間的溝通效率并降低了員工的勞動強(qiáng)度。
      楊文華對此表示:"當(dāng)自動化系統(tǒng)和配電系統(tǒng)走向融合的時候,我們所需要的人才也在向復(fù)合型發(fā)展,這也是我們未來在人才培養(yǎng)上努力的方向。"

      提高化工廠的"軟實(shí)力"
      如果說高質(zhì)量的機(jī)器是保證化工廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的"硬實(shí)力",那么高素質(zhì)的人員就是保障化工廠長期高效運(yùn)營的"軟實(shí)力"。如今,隨著化工廠的生產(chǎn)自動化程度越來越高,工藝原理越來越復(fù)雜,裝置工程師和生產(chǎn)操作員也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。
      在三寧化工最新的60萬噸/年乙二醇項(xiàng)目中,其應(yīng)用了六個國家的先進(jìn)工藝、技術(shù)和設(shè)備,并采用國際先進(jìn)的加壓煤氣化、耐硫變換和低溫甲醇洗凈化技術(shù)以及大型低壓氨合成生產(chǎn)工藝,旨在一次性建成智能工廠,從而實(shí)現(xiàn)煤化工多聯(lián)產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)升級。然而,先進(jìn)的工藝的智慧的工廠也意味著對人員素質(zhì)的要求更高。
      操作人員的工藝知識、經(jīng)驗(yàn)和技能水平是工廠安全、順利開工的前提,也是保證安全生產(chǎn)的必要條件。因此,三寧化工的領(lǐng)導(dǎo)層一直十分關(guān)心相關(guān)人員的培訓(xùn)問題。
      施耐德電氣的OTS則讓三寧化工的煩惱迎刃而解,AVEVA操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)能夠模擬工廠現(xiàn)場的裝置及控制情況,并在虛擬環(huán)境中對操作員進(jìn)行離線或者在線的培訓(xùn)。具體來說,在項(xiàng)目投產(chǎn)前,操作員就可以通過OTS提前了解和掌握工程現(xiàn)場情況;在項(xiàng)目投產(chǎn)后,OTS還可以對故障發(fā)生的原因進(jìn)行模擬,模擬精確度可達(dá)99.9%;最后,隨著全廠全流程的OTS上云,三寧化工還可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)和操作,這在全國煤化工行業(yè)都尚屬首例。
      楊文華對于這套操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)給予了高度評價:"OTS幫助我們優(yōu)化了工藝過程控制,降低了誤操作率,滿足了我們定制化培訓(xùn)和考核的要求,最后的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的預(yù)期。"
      結(jié)語
      "三思而行、寧靜致遠(yuǎn)",是三寧化工名字的由來,也寄托了三寧人希望企業(yè)"審慎決策,穩(wěn)步發(fā)展"的美好希冀。打造智能工廠并邁上數(shù)字化轉(zhuǎn)型的征程,則是其為了實(shí)現(xiàn)"百年三寧"愿景的一次重要決策。未來,三寧化工希望能對中國工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展壯大貢獻(xiàn)一份力量,而施耐德電氣將持續(xù)用智能、綠色和安全,為以三寧化工為代表的化工企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級一路保駕護(hù)航。
  • 企業(yè)介紹
施耐德電氣的宗旨,是通過賦能所有人最大化利用能源和資源創(chuàng)造影響力,推動人類進(jìn)步與可持續(xù)的共同發(fā)展。在施耐德電氣,我們稱之為Life Is On。 我們的使命是成為您實(shí)現(xiàn)高效和可持續(xù)發(fā)展的可信賴伙伴。 作為產(chǎn)業(yè)技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者,我們將世界領(lǐng)先的…  更多>>
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