化工廠能源管理的建議精選(九篇)

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第1篇：化工廠能源管理的建議范文

關(guān)鍵詞：DCS 策略 PMT 界面

自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展可分為五個(gè)階段，第一代控制系統(tǒng)為50年代前的氣動(dòng)信號(hào)控制系統(tǒng)PCS，第二代為4～20mA等電動(dòng)模擬信號(hào)控制系統(tǒng)，第三代為數(shù)字計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)，第四代為70年代中期以來的DCS集散式分布控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)FCS（Fieldbus Control System）一般被稱為第五代控制系統(tǒng)。

DCS是分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的英文縮寫，在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法上卻完全不同，可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能，是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備，常用的通信介質(zhì)主要是雙絞線、同軸電纜和光纜，中海油惠州1200萬噸/年煉油項(xiàng)目，采用的是DCS分布式控制系統(tǒng)，近幾年新建石化項(xiàng)目大都采用這種控制方式。

一、DCS系統(tǒng)控制原理和特點(diǎn)

新建大型石油化工廠通常設(shè)置中央控制室（CCR）和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室FAR，中央控制室內(nèi)部的布置過程監(jiān)控級(jí)的設(shè)備和機(jī)柜，主要工藝聯(lián)合裝置的控制顯示設(shè)備布置在中間，公用工程控制顯示設(shè)備布置在兩邊，其它電信、電氣監(jiān)控設(shè)施布置在側(cè)面。根據(jù)裝置的數(shù)量和規(guī)模，以及廠區(qū)建設(shè)的規(guī)劃情況設(shè)置一定數(shù)量的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室FAR，室內(nèi)布置過程控制級(jí)的機(jī)柜和設(shè)備，以及工程師站。

DCS系統(tǒng)的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場(chǎng)控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過程控制級(jí)一般由分散的現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)對(duì)來自過程控制級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計(jì)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障診斷、顯示報(bào)警等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的集中管理功能，如計(jì)劃調(diào)度、倉儲(chǔ)管理、能源管理等。

DCS系統(tǒng)組成框圖

1.高可靠性

由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。

2.開放性

DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。

3.靈活性

通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測(cè)量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。

4.易于維護(hù)

功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。

5.協(xié)調(diào)性

各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

6.控制功能齊全

控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。

7.工程師站

工程師站是對(duì)DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其主要功能是提供對(duì)DCS進(jìn)行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。

二、項(xiàng)目管理策略

項(xiàng)目管理單位根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模大小和特點(diǎn)分成若干個(gè)項(xiàng)目管理組或團(tuán)隊(duì)PMT（project management team ），每個(gè)PMT負(fù)責(zé)若干個(gè)裝置或工程的標(biāo)段，項(xiàng)目的PMT管理模式一般采用弱矩陣式的管理，它是項(xiàng)目管理單位的工程建設(shè)部門的下屬單位，這種方式便于PMT之間的工作協(xié)調(diào)和管理，DCS系統(tǒng)工程標(biāo)段可能屬于某個(gè)PMT管理。DCS系統(tǒng)工程一般為一個(gè)獨(dú)立標(biāo)段，采辦策略是E+P+C的模式。

項(xiàng)目的管理思路是小業(yè)主大監(jiān)理，監(jiān)理公司充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，督促指導(dǎo)審查承包單位編制過工程三級(jí)計(jì)劃和施工方案，同時(shí)加強(qiáng)執(zhí)行力和監(jiān)控的力度；PMT內(nèi)部人員的主要職責(zé)是監(jiān)督和協(xié)調(diào)，PMT的人員按照所管轄標(biāo)段數(shù)量和專業(yè)類別分工協(xié)作。

三、DCS系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商的選擇

DCS系統(tǒng)主要供應(yīng)商為跨國公司供應(yīng)商和國內(nèi)影響力較大的供應(yīng)商，目前DCS系統(tǒng)國外品牌主要有Emerson、Honeywell、Yokogawa和Invensys，國內(nèi)品牌主要有Hollysys和Supcon；國內(nèi)大型的石油化工企業(yè)一般選擇國外的品牌較多，國外品牌應(yīng)用比較早，使用廣泛，比較成熟，具有穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。DCS系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商的選擇是關(guān)鍵，一般根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性、項(xiàng)目類別特點(diǎn)（煉油、乙烯、化工或電力等）、國內(nèi)的石化行業(yè)業(yè)績(jī)、售后服務(wù)，以及用戶意見的反饋情況，并通過招投標(biāo)的方式選擇合適的優(yōu)秀設(shè)備（集成）供應(yīng)商。

四、DCS系統(tǒng)工程承包商的選擇

DCS系統(tǒng)工程特點(diǎn)，決定了施工的技術(shù)要求較高，因此，選擇具有行業(yè)業(yè)績(jī)和技術(shù)能力的專業(yè)隊(duì)伍很重要；國內(nèi)大型的石油化工施工單位比較多，他們一般都有專業(yè)的自控儀表施工和調(diào)試團(tuán)隊(duì)，包括中石油、中石化和中化建集團(tuán)所屬的施工安裝單位有十多家，根據(jù)這些公司的資源和以往的業(yè)績(jī)，甄選出DCS系統(tǒng)工程類似業(yè)績(jī)比較好，安裝、調(diào)試和檢驗(yàn)力量比較強(qiáng)，有強(qiáng)烈的服務(wù)理念和意識(shí)的幾家參加招投標(biāo)，從中找到更合適和優(yōu)秀的工程承包商。

五、DCS系統(tǒng)工程管理和協(xié)調(diào)

1.DCS系統(tǒng)工程的工作界面

全廠DCS系統(tǒng)工程通常作為一個(gè)獨(dú)立的工程標(biāo)段來實(shí)施，界面的劃分均以現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室（FAR）的第一道接線端子為界，接線端子到裝置區(qū)的電纜、橋架和儀表的安裝調(diào)試由裝置承包來完成；現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室和中央控制室內(nèi)的DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)，以及成套設(shè)備供貨的控制系統(tǒng)機(jī)柜的設(shè)備安裝，系統(tǒng)電纜、光纜、機(jī)柜間的電纜電線、安裝固定機(jī)柜的鋼結(jié)構(gòu)支架，以及接地銅板到機(jī)柜的接地線均有系統(tǒng)承包商完成。

設(shè)備的供貨、軟件組態(tài)和出廠測(cè)試驗(yàn)收均由供應(yīng)商來完成，業(yè)主單位派出生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人員駐廠督促設(shè)備制造和組裝，并監(jiān)督跟進(jìn)設(shè)備的調(diào)試和出廠模擬測(cè)試相關(guān)工作，成套供貨或隨機(jī)到達(dá)的設(shè)備材料的安裝測(cè)試由供貨商完成。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備機(jī)柜安裝就位后的組態(tài)和測(cè)試工作，由供應(yīng)商自行完成，業(yè)主工藝生產(chǎn)操作人員和技術(shù)人員配合組態(tài)工作，可在合同中約定需要系統(tǒng)工程承包商和裝置承包商配合的工作。

DCS系統(tǒng)工程界面示意圖

在招投標(biāo)文件和合同文件編制過程中明確界面分工，避免扯皮推諉的現(xiàn)象，減少設(shè)計(jì)變更和現(xiàn)場(chǎng)簽證的發(fā)生，根據(jù)工程范圍和界面的劃分，各個(gè)承包商做好本標(biāo)段的成品保護(hù)工作。

2.施工圖設(shè)計(jì)和審查

DCS系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)由總體設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)，總體設(shè)計(jì)院一般配合完成可行性研究報(bào)告，負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、以及主要裝置或公用工程的詳細(xì)設(shè)計(jì)工作，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，PMT參加設(shè)計(jì)技術(shù)部組織的設(shè)計(jì)圖紙審查工作，根據(jù)工程管理和實(shí)際實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)提出修改建議，以便在招標(biāo)階段提供比較完整的設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)資料，盡量減少實(shí)施過程中的變更。

3.DCS系統(tǒng)工程重點(diǎn)和難點(diǎn)

工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)包括：設(shè)備的選型、系統(tǒng)組態(tài)、設(shè)備出廠測(cè)試、設(shè)備安裝和就位、系統(tǒng)送電和通道測(cè)試、與成套設(shè)備控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，以及全廠聯(lián)合調(diào)試工作。

4.監(jiān)督協(xié)調(diào)管理施工

4.1準(zhǔn)備階段

PMT負(fù)責(zé)審查DCS系統(tǒng)承包商的施工準(zhǔn)備情況，包括；施工組織設(shè)計(jì)、人力動(dòng)員計(jì)劃、QHSE計(jì)劃、檢驗(yàn)試驗(yàn)計(jì)劃、系統(tǒng)調(diào)試方案和專題方案、工機(jī)具的準(zhǔn)備情況；施工單位進(jìn)場(chǎng)后，PMT負(fù)責(zé)組織由監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位參加的施工圖紙會(huì)審和技術(shù)交底工作，以便盡早的發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)單位對(duì)實(shí)施過程中涉及到的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，以及關(guān)鍵施工技術(shù)提出要求，以便施工單位編制切實(shí)可行的施工方案。PMT內(nèi)的專業(yè)工程師，負(fù)責(zé)監(jiān)理的管理和施工界面的協(xié)調(diào)工作，組織審查專業(yè)技術(shù)方案和重大事項(xiàng)的專題方案，按照審批后施工單位編制的三級(jí)質(zhì)量控制點(diǎn)計(jì)劃監(jiān)督實(shí)施。

4.2設(shè)備材料到場(chǎng)的檢驗(yàn)和運(yùn)輸

根據(jù)設(shè)備材料到場(chǎng)計(jì)劃，PMT協(xié)調(diào)承包商配合倉儲(chǔ)、技術(shù)部門，在供應(yīng)商駐廠人員在場(chǎng)的情況下完成驗(yàn)收工作，主要是外觀、隨機(jī)附件、資料的驗(yàn)收和保管，DCS系統(tǒng)承包商根據(jù)專題方案組織二次運(yùn)輸和設(shè)備的吊裝就位工作，尤其在卸車的過程中防止設(shè)備碰傷和跌落，以及人員可能受到的傷害，需要根據(jù)預(yù)案做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。

4.3設(shè)備安裝調(diào)試

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖、相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以及施工組織設(shè)計(jì)要求，施工單位組織人員安裝設(shè)備，以及機(jī)柜內(nèi)部和機(jī)柜之間的電纜電線的連接，包括柜間電線和接地線、電源線等；敷設(shè)完成系統(tǒng)電纜、光纜和接線檢查工作，按照三級(jí)控制點(diǎn)的計(jì)劃要求，由監(jiān)理組織關(guān)鍵工序控制點(diǎn)檢驗(yàn)。由裝置區(qū)的承包商負(fù)責(zé)完成機(jī)柜室FAR外部的現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制盤柜的安裝和調(diào)試工作，以及配合本標(biāo)段儀表控制系統(tǒng)的回路打通和測(cè)試工作；DCS系統(tǒng)工程承包商完成中央控制室和機(jī)柜室的設(shè)備安裝，配合設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)行通電測(cè)試，模塊檢驗(yàn)和通道測(cè)試工作，以及組態(tài)過程中的信號(hào)試驗(yàn)調(diào)試。成套供貨設(shè)備由設(shè)備廠家主導(dǎo)完成現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)測(cè)試后，再和DCS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

按照項(xiàng)目管理單位的計(jì)劃要求，由DCS系統(tǒng)承包商、裝置承包商、設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、PMT、生產(chǎn)技術(shù)和工藝操作人員共同組成聯(lián)合小組， PMT統(tǒng)一協(xié)調(diào)，按照聯(lián)合調(diào)試方案共同完成DCS系統(tǒng)工程的系統(tǒng)調(diào)試工作，為投料試車做好準(zhǔn)備。在聯(lián)合調(diào)試過程中，設(shè)備供應(yīng)商技術(shù)人員和生產(chǎn)工藝操作員負(fù)責(zé)系統(tǒng)操作及完善，工程承包商分別負(fù)責(zé)本標(biāo)段故障的檢查和處理，以及加送信號(hào)和接收信號(hào)相關(guān)事宜，期間分別準(zhǔn)備各自的調(diào)試工機(jī)具，相關(guān)調(diào)試人員應(yīng)具有相關(guān)儀表資質(zhì)和能力。

在設(shè)備安裝和調(diào)試過程中，按照相關(guān)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求及時(shí)進(jìn)行由相關(guān)方參加的工序交接驗(yàn)收，并及時(shí)收集好相關(guān)資料文件；由DCS系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商負(fù)責(zé)對(duì)技術(shù)人員和工藝操作人員進(jìn)行指導(dǎo)和實(shí)操培訓(xùn)，在投料試車時(shí)，需要提前熟悉投料試車方案和工藝流程，由生產(chǎn)工藝操作員直接操作設(shè)備控制系統(tǒng)，設(shè)備供應(yīng)商、DCS系統(tǒng)工程承包商、裝置承包商和設(shè)計(jì)等相關(guān)單位或人員積極配合，確保裝置的順利投用，生產(chǎn)出來優(yōu)質(zhì)合格產(chǎn)品。

六、結(jié)論

根據(jù)上面的闡述，并經(jīng)過大量的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)情況表明，在大型石油化工項(xiàng)目的管理中，DCS系統(tǒng)的設(shè)備供應(yīng)商、施工承包商的選擇很重要，項(xiàng)目合同打包策略也是順利實(shí)施的重要因素， 目前采用較多的項(xiàng)目PMT管理模式，既能實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)工程施工和調(diào)試的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，又減少了實(shí)際的工作界面，提高工作效率，是項(xiàng)目管理的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)