工信部前不久公布全国首批15家领航级智能工厂培育名单,中石化宁波镇海炼化有限公司是唯一入选的炼化企业。
镇海炼化是中石化旗下最大的炼化一体化企业,近年来以数字技术驱动业务变革,推动智能工厂持续升级,实现从工程建设到生产运营的精益管理。智能工厂怎么建?到底长啥样?记者近日走进镇海炼化,实地探访其智能化生产线。
系统自动化
站在镇海炼化设备健康管理中心的数据大屏前,记者看到密密麻麻的设备节点被一一标注,不同颜色代表着不同健康指数,还列出了24小时内出现的异常警报,提示正在关注的运行风险。
“全厂80多万台设备,每天都要进行3轮体检。”镇海炼化机动部综合管理室工程师孙爱玲介绍,过去系统孤立,设备一旦异常,往往靠人工经验逐个排查,既慢又可能有疏漏。如今,借助健康管理平台,系统能够对每一台设备实时打分、自动预警,并动态生成设备健康度和装置健康指数。
建设健康管理平台,是镇海炼化推动传统设备管理走向数字化、智能化的关键一步。“近万台机泵中,目前已有4200多台加装了传感器,可实时上传振动、温度等数据。平台通过专家模型进行智能诊断,帮助技术人员快速锁定关键机泵,排查问题不再是‘大海捞针’。”镇海炼化机动部动设备专业工程师张程说。
按照“公司—运行部—装置”三级架构,健康管理平台实现“千人千面”的数据展示。每一位设备员登录平台,看到的都是与自己岗位、装置相关的数据视图,波动趋势一目了然。同时,平台可自动生成“健康周报”,成为设备周例会、运行部周例会及日常早会等生产管理环节中的“设备医生”,显著提升问题研判效率与运维节奏。
“健康管理平台改变了我们的工作方式。”张程说,从设备出问题后再处理,转变为主动维护、预测干预,实现设备“自己开口说话”。
在镇海炼化厂区的经十南路,记者抬头望去,头顶上方管廊纵横,6层100多根粗细不同的管线穿梭其间,仿佛一个复杂的神经网络。
据介绍,全厂拥有55公里系统管廊、3500公里各类管线。“这么密集的管线,如果哪段出问题,怎么查得过来?”面对记者的疑问,镇海炼化信息和数字化中心经理干建甫说:“通过管线3D模型,我们只需点一下鼠标,就能精准定位关键阀门。”
在危化管线管理中,响应速度至关重要,不仅要迅速锁定故障段,还必须快速掌握管线全面信息,便于维修施工。“以前这些都得靠经验、查档案,费时费力。”干建甫说,现在,公司为厂区近万个管架安装二维码“身份标牌”,现场人员使用移动终端扫码便可调出该段管线的三维剖面图,实时查看材质、介质、检修记录等信息,操作直观高效。
这一切得益于镇海炼化数字孪生工厂的全面落地。所谓“数字孪生”,就是创建一个与真实工厂高度一致的三维虚拟镜像,实时同步设备状态与生产流程。该系统不仅用于应急管理,也深度嵌入日常生产环节。以乙烯装置为例,其高温高压条件下涉及上千种物理化学反应,工艺极其复杂,镇海炼化借助数字孪生模型,可在虚拟环境中先行模拟、优化生产参数,有效提升产品合格率与计划执行效率。
“数字孪生就像多了一套智能演练场,让生产既可预测,也更可控。”干建甫告诉记者。
巡检无人化
在镇海炼化球罐区,飞索机器人沿着两根仅有7毫米粗的钢丝绳凌空穿行,往返巡视。
“别看它个头不大,作用可不小。”镇海炼化储运一部球罐区域高级主管卓凯静介绍,这台机器人搭载了36套无线传感器,能对管线带、阀门等重点部位进行全天候监控,实现无死角巡检。
镇海炼化球罐区于20世纪90年代建成投用,由12台2000立方米的球罐组成,是公司液化气储运的重要节点。这里操作频次高、储存能量大、运行时间久,是重大危险源监控区域。1年前,这片1.2万平方米的球罐区还完全依赖人工巡检,需要员工手持检测仪,逐个点位排查。如今,凌空行走的飞索机器人不仅彻底避开地面障碍,还覆盖到人工难以到达的角落。
卓凯静告诉记者,飞索机器人配备全景摄像头、气体传感器、红外热成像仪等设备,能够在2秒内发现50米范围内的气体泄漏,并捕捉细微异常声响,自主避障巡航。探测到异常情况后,数据实时传回指挥中心,由AI算法分析处置,相当于为罐区配备了一位全天候“智能管家”。
在镇海炼化,“无人化、少人化”场景无处不在:通过电气设备实时监控、电力系统在线分析和故障实时诊断改造,变电站不再需要人员值守,实现远程操作确认和机器人自动巡检;3D扫描技术检测焦炭分布后,通过无线网络自动控制抓斗进行除焦、堆料、出料等全流程操作,不再依赖人工指挥;为解决大量重复、规则明确但人工易出错的操作,公司引入软件机器人,模拟人工跨应用系统操作,实现流程自动化。
管理数字化
完成预约和司机培训的王师傅驾驶车辆准时驶入镇海炼化装车区,车牌自动识别,道闸抬起,地磅自动称重。
进入装车岛仅几分钟,系统完成精确对接与自动装车。货装完、复核重量、电子磅单生成,司机在手机上确认提货信息后直接驶离,全程无需下车。
提货预约、司机培训、车辆准入……这些信息已经汇集在平台上,承运商可以在线查看计划、安排运力,公司可根据系统排程错峰装车,一笔货从接单到出厂都有清晰的数字流程。据介绍,智能化进出厂物流管理及立体仓库使用后,产品出厂效率提高40%,客户车辆等候时间由1天缩短至1小时以内。
这只是镇海炼化远程可控的一个缩影。在镇海炼化生产指挥中心的大屏上,实时显示着镇海基地23.1平方公里厂区的生产运行动态、现场人员活动情况,各级人员通过自动化、智能化手段能够对现场所有设备进行远程控制和管理。
镇海基地二期项目的催化裂化装置,可实现劣质重油的高值化利用以及低成本油转化。在二期项目中控室显示屏上,温度、压力、负荷等曲线清晰可见,200多个控制回路运行状态一目了然。镇海炼化项目团队利用自整定算法对271个回路逐一建模评估,目前部分关键回路已经实现在线自动整定。
“说起智能工厂,以前总觉得有些遥远,现在每天都在和它打交道。”班长邱向阳指着屏幕上“处理量自动爬坡”“液位自适应抗扰动”等功能模块说,智能化并不是抽象的概念,而是体现在每一次稳住波动、降低能耗、提高产品附加值上。
智能工厂以“分子炼油”理念实现资源高效转化,以标准化调度保障协同运行,并通过实时优化达成装置效益提升。通过建设智能工厂,镇海炼化生产水平和劳动效率显著提升,智能化生产每年增效超2亿元,平均劳动效率提升50%以上。
干建甫告诉记者,瞄准未来发展,公司将依托“长城大模型”与“石化智云”平台,让生产运行更高效、更精准、更安全,探索人工智能赋能下的石化生产新模式。(经济日报记者 郭存举 郁进东)
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