自動化儀表在石化行業(yè)的應(yīng)用 專訪中石化工程設(shè)計師
石化行業(yè)是自動化儀表的重要市場,中石化上海工程有限公司儀電室副主任俞旭波先生表示,當(dāng)前石化企業(yè)采購儀表一直在淡化國產(chǎn)品牌、國外品牌這種地域劃分,不再一味追求高端品牌,而是選擇性價比高、能夠滿足工況要求、長期穩(wěn)定、生產(chǎn)質(zhì)量具有可追溯性的產(chǎn)品。
記者:首先,能否簡單介紹下您現(xiàn)在的主要工作內(nèi)容?
俞旭波先生:
從工程公司的角度,我們的工作主要涵蓋:工程設(shè)計、工程咨詢、工程采購、現(xiàn)場施工指導(dǎo)、開車投運、設(shè)計回訪和產(chǎn)能標(biāo)定等內(nèi)容。按照工作地點又可分為現(xiàn)場工作和辦公室工作,分別占30%和70%。現(xiàn)場工作包括開車調(diào)試、現(xiàn)場安裝指導(dǎo)等,辦公室工作以設(shè)計為基礎(chǔ),將完成的設(shè)計文件及采購文件發(fā)送給業(yè)主或采購方。
隨著上海工程有限公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域的不斷擴展,業(yè)務(wù)面向兩個發(fā)展趨勢:一個趨勢是承接EPC及交鑰匙工程,對工程設(shè)計、設(shè)備材料采購、施工、試運行服務(wù)全面負(fù)責(zé),這就要求承包商擁有相當(dāng)?shù)膶S屑夹g(shù)和豐富的項目經(jīng)驗;另一個趨勢是海外工程項目的不斷擴大,這就要求熟悉國際工程管理和技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與程序,按照國際慣例運作項目。
就我個人而言,主要工作是負(fù)責(zé)一些大型項目的管理,例如項目前期的籌劃、項目的監(jiān)管,協(xié)調(diào)項目的進度以及解決設(shè)計、施工過程中遇到的技術(shù)難題等。
還有一項工作是將中石化具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)轉(zhuǎn)化為具有成套技術(shù)的工業(yè)化裝置。目前中石化越來越向技術(shù)專有化發(fā)展,加大科技開發(fā)的力度,逐步打破國外技術(shù)的壟斷。中石化下設(shè)的研究院開發(fā)出來的專有技術(shù)如何轉(zhuǎn)變成工業(yè)化,需要工程公司、研究院和其他部門的通力協(xié)作。目前參與的技術(shù)開發(fā)例如:合成氣制乙二醇工藝,即從煤氣化途徑生產(chǎn)乙二醇;生產(chǎn)工藝清潔化的HPPO法環(huán)氧丙烷工藝,目前世界上只有兩家公司擁有相關(guān)專利,中石化已經(jīng)有一條生產(chǎn)線投入試運行,將來要擴大生產(chǎn)規(guī)模,實現(xiàn)產(chǎn)量翻一番。其它還包括環(huán)氧乙烷工藝包、苯乙烯成套技術(shù)、PTA裝置工藝包等。一個新技術(shù)可能是顛覆性的,如果得到推廣應(yīng)用,會節(jié)省很大的成本,不被國外技術(shù)所牽制。
記者:石化行業(yè)中會應(yīng)用到大量的儀表,在選擇產(chǎn)品時主要從哪幾方面因素進行考慮?DCS、PLC這類控制系統(tǒng)又是如何選擇的?
俞旭波先生:
■儀表產(chǎn)品的選擇
根據(jù)是否采用電信號輸出,儀表可分為電動儀表(遠(yuǎn)程傳輸,RemoteInstrument)和就地儀表(直讀式,LocalIndicator)兩大類,這是最典型的一種分類。另外一種分類方式是根據(jù)檢測參數(shù)的不同,如壓力、溫度、流量等參數(shù),分為壓力儀表、溫度儀表、流量儀表等。我們參與的項目中,90%的就地儀表來自國內(nèi)品牌,只有特殊工況采用國外品牌。事實上,我們現(xiàn)在一直在淡化國產(chǎn)品牌、國外品牌這種地域劃分,而是按照國內(nèi)生產(chǎn)、原裝進口來區(qū)分。因為很多國外品牌目前在中國都設(shè)有獨資的生產(chǎn)廠或合資工廠,而且研發(fā)部門就在中國本土,例如變送器品牌羅斯蒙特、ABB、科隆、E H等等。從中石化目前的項目來看,電動儀表以合資品牌為主,但很少會購買原裝進口產(chǎn)品。
在選擇儀表產(chǎn)品時,主要會從以下幾方面進行考慮:
?。?)長期穩(wěn)定性:包括產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和制造工藝的穩(wěn)定性;
?。?)市場占有率:一般情況下,我們不會貿(mào)然選擇一個小眾品牌,而是會選擇具有一定市場口碑、大部分用戶普遍接受的品牌,市場占有率不是作為考核的依據(jù),但能說明該產(chǎn)品在用戶心目中的地位;
?。?)價格的合理性;
?。?)檢驗證書、檢測報告和檢驗手段是否符合基本安全的要求。
另外,從項目方面來看,假如一個項目的儀表總投資金額為幾千萬元,可以采取MIV(主儀表供貨商)總體招標(biāo)的方式,通俗來講就是“買大包”,向社會開放進行公開招標(biāo)單一的供貨商。因為量大,價格相對會降低,最終使業(yè)主獲益。但是價格降低,并不意味著品質(zhì)要隨之降低,中石化對于電動儀表的要求較高,由于石化企業(yè)的自動化程度高,要求產(chǎn)品的穩(wěn)定性比較好。
總之,在選擇儀表產(chǎn)品時,我們不是一味追求高端品牌,而是選擇性價比高、能夠滿足工況要求、長期穩(wěn)定、生產(chǎn)質(zhì)量具有可追溯性的產(chǎn)品。
■控制、操作系統(tǒng)的選擇
控制系統(tǒng)很大一部分與工藝的操作習(xí)慣有關(guān),對工藝人員來說就是操作畫面和操作方式的方便性,從我們目前接觸的國內(nèi)外大項目來看,工藝操作人員對工藝流程、畫面組態(tài)、操作要求都有自己的理念,他們有很大的話語權(quán)。
如果是改造或擴建項目,我們會沿用正在使用的操作系統(tǒng),如果再安裝一套與老工況不同的操作系統(tǒng),會給工藝操作、管理工作帶來不便。新裝置如果是一個獨立的控制室,則有可能會選擇新的控制系統(tǒng),通過技術(shù)評估和商務(wù)流程重新進行選擇。
記者:在貴司負(fù)責(zé)的工程總承包項目中,自動化儀表的采購流程是怎樣的?
俞旭波先生:
首先業(yè)主的招標(biāo)文件中會提供各類儀表的技術(shù)要求和臺件數(shù),還會提供一份供貨廠商名單(指定品牌的短名單),這兩方面確定之后價格一般不會偏差很大。
涉及到具體的采購流程,首先將儀表進行分類,第一個原則是滿足采購周期,第二個原則是合并同類項,減少采購成本。詢價書是采購流程的開始,每個項目都有采購的進度表,分批次按到貨時間節(jié)點倒過來進行詢價工作,以滿足項目施工進度。成套系統(tǒng)和特殊變送器、特殊閥門一般交貨期為6個月,普通變送器一般交貨期3個月,現(xiàn)場儀表交貨期為1個月左右。成套系統(tǒng)一般分為DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)、分析系統(tǒng),這是三個獨立的詢價文件,這些系統(tǒng)除了購買硬件,還要根據(jù)工藝控制要求、工藝實施方案做好部件集成、組態(tài)調(diào)試和數(shù)據(jù)整合工作,所以交貨周期長,是第一批發(fā)出詢價的產(chǎn)品。發(fā)詢價之后進入采購流程,網(wǎng)上發(fā)布招標(biāo)公告,之后進入商務(wù)評標(biāo)、中標(biāo)公示、簽訂合同等環(huán)節(jié)。
作為對社會的承諾,中石化的招標(biāo)逐漸在向市場開放。比如中石化內(nèi)部的投資項目,50萬元以下的采購合同可以采用邀標(biāo)方式,50萬元以上采用全社會公開招標(biāo)方式,以上所有的招標(biāo)信息都在中石化物資采購電子商務(wù)平臺發(fā)布,任何一家有資質(zhì)的制造商都可以參與競標(biāo)。DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)早已經(jīng)進入國際化招標(biāo)程序,為國內(nèi)制造商提供了共同競爭的平臺,這也使得中控、和利時不斷發(fā)展壯大,在這之前控制系統(tǒng)一直被ABB、霍尼韋爾、橫河所壟斷。
另外,為了節(jié)約采購成本與時間,中石化對大宗變送器、現(xiàn)場儀表還會采取框架協(xié)議招標(biāo),即對規(guī)格、型號、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基本相同的產(chǎn)品,通過社會公開招標(biāo)的方式形成統(tǒng)一的制造商,框架協(xié)議規(guī)定了技術(shù)規(guī)格和對應(yīng)的采購單價,非常詳細(xì),框架的有效期一般是兩年,以此減少招標(biāo)的頻次,提高招標(biāo)采購效率。這種框架模式,把儀表產(chǎn)品集中起來采購,形成比較大的采購數(shù)量,對制造商會產(chǎn)生較強的吸引力,是雙方互惠的模式。但是對控制系統(tǒng)的招標(biāo)不采取框架協(xié)議招標(biāo),還是采取“一單一招”的操作模式。
記者:正確選用儀表類型及控制系統(tǒng)是保證工藝過程正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提,能否從工程設(shè)計者的角度,分享您在自動化儀表選型方面的經(jīng)驗?
俞旭波先生:
熟悉各種自動化儀表的特點及功能是對儀表進行選型的前提,這是儀表設(shè)計人員需要掌握的基本功。在此基礎(chǔ)上,還要盡量了解工藝情況。從現(xiàn)場儀表選型來說,確實有些儀表是為了某個特定工況而開發(fā)的,例如測量高溫、高壓、高粘度,尤其是在聚合物生產(chǎn)和高壓加氫工藝會使用到這類特殊儀表,但大部分儀表并不是專門針對于某一特定工況而設(shè)計,例如有采用不同測量原理的壓力變送器、差壓變送器,但本質(zhì)上都是測量壓力。石化裝置的工況比較復(fù)雜,液體、氣體狀態(tài)下對溫度、壓力等參數(shù)的測量要求也不同,儀表選型和設(shè)計安裝會有不同方式。要選出滿足工況要求的儀表,必須同時對工藝和儀表相當(dāng)熟悉。
其次,我們會盡量選擇常規(guī)的儀表,例如流量測量通常選擇差壓流量計、渦街流量計、電磁流量計,滿足工藝要求即可,對物料考核才會考慮質(zhì)量流量計,決不是一味選擇高端產(chǎn)品。這也是對剛從事儀表選型人員的提醒,掌握基本功,“把錢用在刀刃上”。
記者:工廠安全是石化行業(yè)的重中之重,自動化儀表在工廠安全中起到的作用是什么?DCS聯(lián)鎖和SIS聯(lián)鎖的區(qū)別是什么?
俞旭波先生:
根據(jù)事故后果的嚴(yán)重性,工藝安全涉及三個方面,分別是人身事故、物料損失和環(huán)境影響。聯(lián)鎖的設(shè)置是根據(jù)工藝安全的要求,在緊急狀況下將設(shè)備和裝置導(dǎo)入一個安全的可控狀態(tài)。
DCS聯(lián)鎖屬于生產(chǎn)過程中對設(shè)備的啟動和停止聯(lián)鎖,不涉及工藝安全范疇;而SIS聯(lián)鎖大多與人員及設(shè)備的安全有關(guān),尤其是停車聯(lián)鎖。前者屬于正常操作,而后者屬于故障及事故聯(lián)鎖,有嚴(yán)格確定的SIL等級(安全完整性等級)。最大的區(qū)別就是:DCS聯(lián)鎖在系統(tǒng)故障狀態(tài)下無法定義安全輸出,而SIS聯(lián)鎖能夠做到。
有一個概念我們必須清楚,SIS聯(lián)鎖越少說明此裝置的工藝設(shè)計很“本質(zhì)安全”,儀表無需提供額外的聯(lián)鎖保護。一個工藝設(shè)計,如果你定義了10個以上的SIL3工藝聯(lián)鎖,業(yè)主不會欣賞這個工藝流程的,因為操作風(fēng)險太大了。國內(nèi)設(shè)計通常把SIL等級提高,其實屬于過度保護,所以很多裝置會在實際運行后摘除這些不必要的“安全聯(lián)鎖”,但是審批手續(xù)又很麻煩。隨著工藝安全分析的深入推廣,大家逐漸意識到這個情況。
SIL等級是衡量安全儀表系統(tǒng)的重要指標(biāo),儀表安全系統(tǒng)能提供的SIL等級高,對裝置生產(chǎn)安全具有更可靠的保護能力。石化企業(yè)的SIS系統(tǒng)必須達(dá)到規(guī)定的SIL等級,現(xiàn)場儀表也應(yīng)該滿足。對于一些重要的聯(lián)鎖回路有必要進行SIL回路驗算。
目前國內(nèi)廠商也逐漸認(rèn)識到SIL認(rèn)證的重要性,一些制造商和協(xié)會機構(gòu)正在開展類似工作,進行理論研究和認(rèn)證培訓(xùn)。這是一個系統(tǒng)性的大工程,涉及理論研究、產(chǎn)品制造、驗證、監(jiān)管、應(yīng)用等一系列環(huán)節(jié),國內(nèi)剛剛起步,任重道遠(yuǎn)。
記者:就目前的現(xiàn)狀,石化行業(yè)一些重要的苛刻工況大部分還是采用進口自動化儀表產(chǎn)品,國產(chǎn)品牌無法應(yīng)對,對國產(chǎn)企業(yè)您有哪些建議?
俞旭波先生:
在裝置級別的關(guān)鍵場合,基本上不大會考慮國產(chǎn)品牌,其它工況下會使用國產(chǎn)和合資品牌,合資產(chǎn)品具有性價比高、交貨周期合理、售后服務(wù)方便等優(yōu)勢,因此所占比例略高一點。
石化行業(yè)中的確存在目前只能采用進口,國產(chǎn)品牌無法應(yīng)對的工況,僅以在線分析儀表為例,基本上“被統(tǒng)一為”原裝進口產(chǎn)品,例如ABB、西門子、橫河,國內(nèi)的廠商主要是做一些維護、配套集成工作。究其原因,分析儀表的應(yīng)用是從實驗室拓展到工業(yè)現(xiàn)場的,但實驗室的分析儀表大多是從國外引進,從源頭上就沒有掌握分析儀表的核心技術(shù)。另外國外的分析儀表技術(shù)較為成熟,有大量的工程應(yīng)用經(jīng)驗。國內(nèi)儀表制造企業(yè)一直在努力,在其它參數(shù)測量上能夠替代進口,實現(xiàn)國產(chǎn)化。遺憾的是,在線分析儀表一直是空白點。
■對國產(chǎn)企業(yè)的建議
1、實施精細(xì)化管理,加強產(chǎn)品質(zhì)量控制,保證每道生產(chǎn)工序的完整性檢驗,降低生產(chǎn)成本不能簡化品質(zhì)控制。
2、產(chǎn)品除了具有合格證之外,還要提供各類的檢測/檢驗報告,使產(chǎn)品質(zhì)量具有可追溯性;
3、在市場推廣上,例如產(chǎn)品推介會或用戶交流會,國內(nèi)企業(yè)對于產(chǎn)品的理論性介紹較少。針對市場上同類型產(chǎn)品,建議從自我的技術(shù)特點上進行交流。
記者:一方面,石化用戶對于自動化儀表的安全性與可靠性要求越來越高,另一方面,石化企業(yè)又面臨著經(jīng)濟下行壓力(例如對設(shè)備的成本控制),在為用戶選擇自動化儀表產(chǎn)品時,如何協(xié)調(diào)這兩者之間的平衡?
俞旭波先生:
安全性、可靠性與控制成本之間肯定會存在一定影響。隨著技術(shù)的不斷更新,電子模塊不斷升級,自動化儀表的性能也都在不斷完善,安全性和可靠性相應(yīng)提高,但電子元器件的價格漲幅并不是很大,因此對于單臺設(shè)備來說,價格的影響并不大。但從整個安全系統(tǒng)來說,冗余度可以提高系統(tǒng)的安全性/可用性,等于是成倍的增加硬件設(shè)施,那么成本就會增加。因此,安全性、可靠性與控制成本之間的平衡,是從整個安全儀表系統(tǒng)來考慮的,不是針對單臺儀表。
記者:隨著新工藝、新裝置的更新迭代,對于自動化儀表和儀表專業(yè)人員提出了哪些新的要求?
俞旭波先生:
目前的新工藝、新裝置分為兩類,一類是國內(nèi)尚未開發(fā)出的技術(shù),只能從國外直接引進;另一類是我們國內(nèi)自己開發(fā)的工藝。
對引進的新工藝來說,主反應(yīng)基本上屬于高溫、高壓,工藝條件苛刻,對自動化儀表的檢測、聯(lián)鎖保護提出了苛刻的要求。
對于國內(nèi)新開發(fā)的工藝,對儀表人員提出了新的要求。因為工業(yè)化裝置都是從實驗裝置轉(zhuǎn)化而來的,實驗裝置大多數(shù)為手動、間歇控制,而工業(yè)裝置屬于連續(xù)生產(chǎn),這就要求儀表專業(yè)人員除了掌握儀表選型和基本設(shè)計技能外,還要深入了解該工藝的特點和工藝過程控制要求,儀表人員與工藝緊密合作才能來制定控制方案和聯(lián)鎖保護手段。
中石化上海工程有限公司(原“中國石化集團上海工程有限公司”,英文簡稱SSEC)創(chuàng)建于1953年,曾用名“上海醫(yī)藥設(shè)計院”、“中國石化集團上海醫(yī)藥工業(yè)設(shè)計院”等,是國內(nèi)最早從事石油化工、醫(yī)藥、化工工程設(shè)計和總承包的大型綜合性工程公司之一。
上海工程有限公司的主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域分為三大類,一是石化、化纖、煤化工等,二是醫(yī)藥領(lǐng)域和生物化工等,三是環(huán)保、電子、輕紡食品、天然氣儲運工程等;服務(wù)范圍覆蓋工程項目的規(guī)劃咨詢、項目建議書、可行性研究和基礎(chǔ)工程設(shè)計、詳細(xì)工程設(shè)計,以及工程采購服務(wù)、工程總承包、工程項目管理、工程成套技術(shù)開發(fā)等。
南京艾伊科技一體化解決方案和氣體檢測分析儀,粉塵檢測儀,氣體檢測報警儀,氧含量分析儀,可燃?xì)怏w檢測儀等.生產(chǎn),銷售,研發(fā),售后一條龍科技服務(wù)商. 咨詢熱線:400-025-9821
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