智能天然氣凈化廠建設實踐

二〇二三年二月匯報內(nèi)容

2

2020年，深入學習和貫徹總書記關于網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國的講話精神，積極適應數(shù)字化發(fā)展趨勢，推進新一代信息技術與石油產(chǎn)業(yè)的深度融合，加快推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型、

智能化發(fā)展。一、智能天然氣凈化廠建設構想以上產(chǎn)300億、加快500億、奮進800億的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略為目標，西南油氣田

公司制定了與之相匹配的信息

化建設規(guī)劃：2020年全面建成數(shù)字化油氣田2025年初步建成智能化油氣田2030年全面建成智能化油氣田一、智能天然氣凈化廠建設構想p

西南油氣田公司發(fā)展戰(zhàn)略建設模式：新區(qū)和老區(qū)同步試點；持續(xù)優(yōu)化，全面推廣。重點與難點區(qū)別規(guī)劃；統(tǒng)籌安排，加快落實。區(qū)區(qū)一、智能天然氣凈化廠建設構想智能凈化廠建設范圍及模式智能凈化廠建設方案新老一廠一平臺，一網(wǎng)一平臺；生產(chǎn)網(wǎng):突出現(xiàn)場管控的即時性、安全性、高效性；辦公網(wǎng)突出經(jīng)營管理的前瞻性、

統(tǒng)籌性、全面性。智能凈化

設、方案天然氣凈化廠建設構想一廠建智能凈化廠建設方案智能凈化廠建設總體架構建設類型建設內(nèi)容部署位置基礎設施建設信息化基礎設施改造凈化總廠、各凈化分廠工控系統(tǒng)建設自動化改造各凈化分廠先進控制及在線優(yōu)化各凈化分廠

(

試點+推廣

)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設分廠物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫各凈化分廠(試點+推廣)分廠數(shù)字化管理平臺各凈化分廠

(

試點+推廣

)總廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺凈化總廠總廠生產(chǎn)指揮調(diào)度中心凈化總廠辦公網(wǎng)系統(tǒng)建設公司夢想云平臺凈化總廠作業(yè)區(qū)數(shù)字化管理平臺各凈化分廠一、智能天然氣凈化廠建設構想p

與分公司“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略同步序號階段時間工作內(nèi)容建成效果1第一階段2020年至2021年大竹凈化廠試點大竹凈化廠建成數(shù)字化凈化廠2第二階段2022年至2025年凈化總廠集成推廣凈化總廠初步建成智能工廠3第三階段2024年至2025年分公司推廣分公司其他凈化廠初步建成智能凈化廠4第四階段2025年至2030年智能化發(fā)展凈化總廠全面建成智能凈化廠5第五階段2025年至2035年其他凈化廠智能化發(fā)展分公司其他凈化廠全面建成智能凈化廠6第六階段2030年至2035年對標國際石化領域智能化先進企業(yè)，進一步優(yōu)化完善智能化發(fā)展凈化總廠全面建成國際領先的智能凈化廠一、智能天然氣凈化廠建設構想p

與分公司“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略同步p

智能天然氣凈化廠建設愿景以“四控兩化”(生產(chǎn)運行操作受控、安全環(huán)保風險受控、設備設施完整受控、檢查維修質(zhì)量受控、經(jīng)營管理數(shù)字化、輔助決策智能化)為建設需求；以“生產(chǎn)動態(tài)全面感知、生產(chǎn)過程自動控制、趨勢特征智能預判、輔助決策科學敏捷”為核心能力；以“產(chǎn)品氣合格外輸、三廢達標排放、裝置安全高效運行”為建設目標打造國內(nèi)一流的智能凈化廠。

立足需求

(四控兩化)

打造能力

實現(xiàn)目標

一、智能天然氣凈化廠建設構想生產(chǎn)動態(tài)全面感知生產(chǎn)過程自動控制輔助決策科學敏捷3趨勢特征智能預判412p

智能天然氣凈化廠特征在自動化、數(shù)字化的基礎上，綜合云平臺、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR、大數(shù)據(jù)分析、機器學習等新一代智能化技術，構建具有“全面感知、

自動操控、

智能預測、

輔助決策”特征的智

能天然氣凈化廠。一、智能天然氣凈化廠建設構想?yún)R報內(nèi)容

11?？松梨冢哼\用科研平臺集成共享專業(yè)軟件、數(shù)據(jù)分析軟件、專業(yè)知識等要素，提高多專業(yè)跨單位協(xié)同研發(fā)效率，利用人工智能、大數(shù)據(jù)分析、分子模擬等數(shù)字工具，助力新產(chǎn)品研發(fā)、

提高科研成功率

，

利用物聯(lián)網(wǎng)等與生產(chǎn)現(xiàn)場保持互聯(lián)，跟蹤

應用成果。挪威國油：通過遠程網(wǎng)絡連接和統(tǒng)一指揮系統(tǒng)建設，建立現(xiàn)場作業(yè)的數(shù)字孿生系統(tǒng)，支

持國內(nèi)外采集項目的高效運作；通過人工智

能的實時故障復雜處理專家系統(tǒng)，提供精準

匹配的快速決策支撐；通過基于大數(shù)據(jù)的安

全系統(tǒng)體系，實現(xiàn)生產(chǎn)動態(tài)再提速。二、智能天然氣凈化廠建設進程p

石油行業(yè)智能化現(xiàn)狀---國際p

石油行業(yè)智能化現(xiàn)狀---國內(nèi)新疆油田

：通過建立完善的油田數(shù)據(jù)應用體系、優(yōu)化的決策分析模型、

體系化的生產(chǎn)管理知識庫以及共享的油田數(shù)據(jù)

知識，從而實現(xiàn)生產(chǎn)流程自動化、

系統(tǒng)

應用一體化、

生產(chǎn)指揮可視化、

分析決

策科學化。涪陵頁巖氣：以建設智能油氣田云平臺

為基礎，重點圍繞勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、集輸、生產(chǎn)輔助、QHSE、經(jīng)營管理等七

項業(yè)務域相關應用，在信息標準化體系

和技術支持體系支撐下，最終實現(xiàn)全面

感知、

集成協(xié)同、

預警預測和分析優(yōu)化

四項核心能力。二、智能天然氣凈化廠建設進程Shell、BP、Exxon

Mobil等國際石油公司，以數(shù)據(jù)標準化為基礎，整合上游各部門的

信息，促進各部門和各業(yè)務之間的協(xié)同，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)7×24遠程協(xié)作、資產(chǎn)一體化運營。Petronas、Aramco、Statoil等國家石油公司，通過物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測，動態(tài)優(yōu)化生產(chǎn)、深入挖潛，提高生產(chǎn)效率和油氣采收率。斯倫貝謝、哈里伯頓等石油服務公司，更偏重于知識管理、交流與共享，致力于搭建以

知識資產(chǎn)為中心的協(xié)同工作環(huán)境，已建成遍布全球的實時作業(yè)支持中心(RTOC

)。涪陵頁巖氣、長慶油田、新疆油田、塔里木油田、大港油田等國內(nèi)石油公司，全面實施了物聯(lián)網(wǎng)建設，強化數(shù)據(jù)采集與管理，并在勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、工程、經(jīng)營等領域開展

p

國內(nèi)外最佳實踐總結(jié)

(經(jīng)驗啟示)最佳實踐最佳實踐最佳實踐最佳實踐、22、最佳實踐二、智能天然氣凈化廠建設進程了業(yè)務協(xié)同與智能應用場景的構建，正在全力推進國內(nèi)油氣企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。p

智能化現(xiàn)狀在“十三五”的收關之年2020年，公司經(jīng)歷4個階段、

取得5項成果、

積

累3條經(jīng)驗，全面建成了以

“兩個三化”為代表的數(shù)字化油氣田；“十四五”階段將正式開啟公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展新局面。智能油氣田三條經(jīng)驗大力開展“兩化融合”體系貫標“兩個三化”管理邁上新臺階技術進步與管理變革雙輪驅(qū)動五項成果3個領域基礎設施4類油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)7大區(qū)域數(shù)字化氣田8大業(yè)務領域?qū)I(yè)應用2個智能氣田示范雛形二、智能天然氣凈化廠建設進程四個階段探索起步階段單項應用階段集中建設階段集成應用階段生產(chǎn)運行智能調(diào)度經(jīng)營管理精益高效建成一流智能平臺綜合研究智能協(xié)同生產(chǎn)過程智能操控方案決策智能優(yōu)化形成智能數(shù)據(jù)生態(tài)安全環(huán)保智能管控凈化總廠是西南油氣田公司規(guī)模最大、裝置數(shù)量最多的專業(yè)化生產(chǎn)單位，承擔著分公司“智能工廠”的規(guī)劃與建設的主要責任。其開展的智能工廠項目較多，如龍王廟凈化廠物聯(lián)網(wǎng)、忠縣分廠數(shù)字化巡檢平臺等項目，也取得較好的效果和成績。其主導編制的《西南油氣田智能凈化廠建設方案》，已成為分公司智能凈化廠建設的指導性意見和專業(yè)標準。p

智能凈化廠建設現(xiàn)狀對標西南油氣田公司智能油氣田建設要求，天然氣凈化廠作為分公司含硫天然氣處理一

個不可缺少的環(huán)節(jié)，其智能化工廠建設的進度落后于分公司智能油氣田建設階段目標要求，

數(shù)字化建設起步階段，2018年開始逐步開展生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設和部分智能項目試點工作。二、智能天然氣凈化廠建設進程2019年12月凈化總廠發(fā)表論文

《智能天然氣凈化廠建設展望》2020年7月凈化總廠發(fā)表

論文《天然氣凈化裝置無

人巡檢模式探討及實踐》2020年凈化總廠正在開展龍王廟凈化廠電站智能機器人巡檢系統(tǒng)、物資庫房智能倉儲管理系統(tǒng)

、智慧工廠管理平臺等項目建設，大竹凈化廠數(shù)

字化管理平臺、凈化總廠自動化作業(yè)試點工程項

目建設的可研和初步設計2020年6月公司傅首席主持《西南油

氣田智能凈化廠建

設方案》審查2020年川西北氣礦劍閣凈化廠和蒼溪凈化廠實施智能機器人巡檢二、智能天然氣凈化廠建設進程2018年11月公司氣田開發(fā)

管理部組織公司相關處室

及二級單位對智能凈化廠

方案總體思路進行討論2017年12月凈化總廠在公司凈煉化專業(yè)技術座談會上做題目為《智

能天然氣凈化廠建設》專題報告p

智能凈化廠建設進程2020年9月公司開發(fā)部對《西南油氣田智

能凈化廠建設方案》

進行宣貫2018年凈化總廠實施廠級科研項目《天然氣凈化廠

智能工廠建設研究》2020年4月公司傅首席主持智能凈化

廠建設思路及方案

討論會2018年川中油氣礦開展磨溪凈化廠脫硫溶液發(fā)泡攔液預警2018年凈化總廠引進分廠實施動設備在線監(jiān)測系統(tǒng)2018年凈化總廠忠縣凈化廠實施數(shù)字化巡檢平臺建設2017年凈化總廠渠縣分廠實施110KV電站無人值守2019年凈化總廠引進分廠實施數(shù)字化巡檢平臺建設2020年凈化總廠自建員

工健康管理系統(tǒng)2020年凈化總廠大竹分

廠開展物聯(lián)網(wǎng)示范工程2019年凈化總廠安岳凈

化公司實施物聯(lián)網(wǎng)建設2015年凈化總廠龍王廟

凈化廠實施物聯(lián)網(wǎng)建設各個凈化廠試點陸續(xù)全面鋪開建設2020.92023生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)：利用射頻、5G網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)分析等技術，打造集數(shù)字巡檢、

設備管理、

能源管

控、

智能運行分析、

問題閉環(huán)管理、

數(shù)據(jù)對比、

化

驗分析管理、

臨時任務督辦、

備品備件管理、

能耗

分析、

故障預警、

工作任務到期提醒、

統(tǒng)計分析等

14大功能于一體的智能化平臺。能源管控二、智能天然氣凈化廠建設進程p

凈化總廠智能項目簡介p

凈化總廠智能項目簡介總廠動設備在線監(jiān)測系統(tǒng)：配置振

動、溫度探頭、傳感器、I/O卡件等，實

現(xiàn)對動設備的運行監(jiān)控、

直觀展示、

頻

譜分析、

提前預警和故障預防。全面感知平臺試點：增設視頻安防聯(lián)動、AR增強現(xiàn)實、人車定位等應

用，結(jié)合三維技術直觀展示現(xiàn)場的生

產(chǎn)、設備、人員、環(huán)境狀態(tài)和運動軌跡，實現(xiàn)生產(chǎn)、

人員、

環(huán)境等要素的

全面感知。二、智能天然氣凈化廠建設進程。p

凈化總廠智能項目簡介電站機器人系統(tǒng)建設：系統(tǒng)以室內(nèi)巡檢機器人為核心，結(jié)合后臺管理系統(tǒng)、高

速網(wǎng)絡通信系統(tǒng)及安全高效的電源系統(tǒng)，能夠?qū)ψ冸娬臼覂?nèi)機房、開關室等區(qū)域進行遠程監(jiān)視與管控，提升變電站智能巡檢系統(tǒng)的管理水平，進一步實現(xiàn)“無人值守、少人值守”的科學管理模式，提升運行維護效率和生產(chǎn)管理水平。二、智能天然氣凈化廠建設進程p

凈化總廠智能項目簡介首創(chuàng)性開展已建凈化裝置二三維數(shù)據(jù)逆向恢復建模。通過激光點云掃描技術將已有設備設施三維數(shù)字模型化，結(jié)合單管圖、PID圖、設備臺帳等基礎資料，活化PID圖，實現(xiàn)裝置設備設施數(shù)字化、可視化，為實現(xiàn)透明工廠。人員定位、

生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、設備基礎數(shù)據(jù)等相關數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，有利用于技術管理、生產(chǎn)運行管理、技術培訓、可視化巡檢等。二、智能天然氣凈化廠建設進程p

凈化總廠智能項目簡介?凈化總廠生產(chǎn)指揮調(diào)度中心在原來僅有工藝數(shù)據(jù)和部分視頻數(shù)據(jù)的基礎上，接入更多設備狀態(tài)、安全環(huán)境、電力能耗、人員位置、車輛信息、網(wǎng)絡傳輸?shù)热愋蛿?shù)據(jù)，并增加生產(chǎn)現(xiàn)場風險作業(yè)、工藝卡片、作業(yè)許可、檢維修記錄等管理流程的展示，結(jié)合音視頻融合技術，強化指揮中心對現(xiàn)場狀態(tài)的呈現(xiàn)與掌握能力，逐步上移生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)管職能，有效推動偏平化管理的落地，構建“看得見、

叫得通、

調(diào)得動、

能預警、

可倒查、

全掌控”的凈化業(yè)務最

強大腦。

凈化總廠生產(chǎn)指揮調(diào)度中

心二、智能天然氣凈化廠建設進程遠程診斷視頻監(jiān)控調(diào)度指揮生產(chǎn)跟蹤音視頻融合p

凈化總廠智能項目簡介?數(shù)字化管理平臺建設：融合已建系統(tǒng)，開發(fā)新系統(tǒng)應用，如動靜態(tài)數(shù)據(jù)中心，機器人巡檢，生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，承包商管理、廠區(qū)門禁管理、設備管理、能耗管理、機泵監(jiān)測等系統(tǒng)統(tǒng)一平臺。實現(xiàn)一廠一平臺管理模式。二、智能天然氣凈化廠建設進程匯報內(nèi)容

24p

1.基礎設施升級---物聯(lián)網(wǎng)通過OPC接口匯集DCS、FGS數(shù)據(jù)；通過HART采集器將智能儀表設備的相關數(shù)據(jù)送到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，實現(xiàn)對控制系統(tǒng)、

物聯(lián)網(wǎng)設備實時數(shù)據(jù)的讀取，為設備、儀表健康狀況診斷提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)全面感知。設備是

否正常

未知只有1個數(shù)據(jù)模擬量數(shù)字量開關量脈沖量自動化l

100%采集現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)，快速呈現(xiàn)現(xiàn)場情況，實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表、變送器等全面感知；。SCADA

DCS物聯(lián)網(wǎng)三、凈化總廠智能工廠建設展望

設置HART配置(替代手操器):

大數(shù)據(jù)分析結(jié)合：HART數(shù)據(jù)、

DCS數(shù)據(jù)、

智能SPD數(shù)據(jù)

分析得出設備

完整性數(shù)據(jù)HART采集器

單位,量程,零點,校準,強制電流,…

物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關一鍵調(diào)用自動調(diào)整

快速呈現(xiàn)

現(xiàn)場情況RT

UP

LC

DC

SDCS

深度融

合HART

采集器物聯(lián)網(wǎng)

網(wǎng)關通用數(shù)據(jù):專用數(shù)據(jù):p

2.控制系統(tǒng)完善---先進控制系統(tǒng)(APC)針對工藝裝置使用先進控制達到優(yōu)化運行的作用，減少人工干預的操作，降低操作人員

操作強度，實現(xiàn)精細化操作，確保裝置安全平穩(wěn)、最優(yōu)化運行。ü提高加工生產(chǎn)能力ü改善控制性能ü降低能耗ü提高回收率ü提高產(chǎn)品質(zhì)量ü提高裝置生產(chǎn)平穩(wěn)與安全性上下限及穩(wěn)態(tài)目標值穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模塊動態(tài)控制模塊操作變量

穩(wěn)態(tài)目標值動態(tài)預測與操作變量相關的經(jīng)濟性指標DCS/實

時

數(shù)

據(jù)

庫三、凈化總廠智能工廠建設展望SP

SP

SP

OP

SP

SP

OP

SP

SP

SP10

SP11

SP121

2

3

4

5

6

7

8

9預測模塊操作人員控制工程師控制變量

穩(wěn)態(tài)目標值設定值

閥位值穩(wěn)態(tài)預測參數(shù)整定操作變量受控變量操作變量p

3.控制系統(tǒng)完善---自動化作業(yè)通過增加或完善控制系統(tǒng)功能，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動設備、

過濾器、

換熱器等的自動啟停、

切換

，

實現(xiàn)鍋爐自動排污以及鍋爐系統(tǒng)/循環(huán)水自動加藥等環(huán)節(jié)的自動化作業(yè)，進一步提升生產(chǎn)裝置自動化控制水平。三、凈化總廠智能工廠建設展望l

將員工從繁雜的體力勞動中解脫出來，同時降低員工暴露在危險環(huán)境中的頻率，降低員工安全和健康風險；執(zhí)行元件傳感器p

4.生產(chǎn)網(wǎng)智能應用---智能預測預警利用大數(shù)據(jù)分析技術，對工藝、

設備、

安全、

環(huán)保關鍵監(jiān)控點位進行智能預測分析

，

在報警發(fā)出前實現(xiàn)預測和預警，為現(xiàn)場技術和操作人員及時采取措施爭取更多時間，以便

操作人員提前做出判斷和調(diào)整，降低生產(chǎn)裝置非預見性事故事件。l

規(guī)避傳統(tǒng)人工監(jiān)控方式中依賴經(jīng)驗的判斷方式以及時常發(fā)生的誤判、疏忽等缺點，提高裝置異常管理水平。作業(yè)現(xiàn)場液位壓差歷史發(fā)泡事件三、凈化總廠智能工廠建設展望機理模型模糊數(shù)據(jù)理論、大數(shù)據(jù)分析方法發(fā)泡預警模型利用5G、物聯(lián)網(wǎng)技術、智能頭盔等先進技術和智能設備，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場人員安全管控；利用視頻分析、AR/VR以及數(shù)字孿生等技術，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)標準化管理，提升作業(yè)安全管控

水平；利用GPS、北斗定位系統(tǒng)，結(jié)合GIS和FGS系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場有毒有害氣體泄漏之后安全

導航，以快速、

準確的逃生路線引導人員撤離至安全區(qū)域，切實保障人員的生命安全。p

5.生產(chǎn)網(wǎng)智能應用---生產(chǎn)現(xiàn)場全方位感知三、凈化總廠智能工廠建設展望p

6.辦公網(wǎng)智能應用---凈化智能管理一體化平臺基于凈化業(yè)務數(shù)據(jù)池數(shù)據(jù)，集成A5、E7、設備綜合管理等上級統(tǒng)建系統(tǒng)，實現(xiàn)所需數(shù)據(jù)和表單的自動推送，解決反復錄入問題，提升數(shù)據(jù)即時性和準確性；搭建總廠統(tǒng)一化、標準化的設備、安全、環(huán)保、能源、工藝、仿真培訓等應用，凸出管理層面所需的大數(shù)據(jù)綜合分析與輔助決策。三、凈化總廠智能工廠建設展望通過自動化與智能化手段相結(jié)合，提升生產(chǎn)裝置智能化運行水平，人員暴露在危險環(huán)境中的頻率大大降低，作業(yè)人員數(shù)量減少，避免和杜絕人員傷亡事故事件的發(fā)生。建設后：生產(chǎn)現(xiàn)場無限接近100%自動操控，包括：遠程自動巡檢、設備自動切換與啟停、過濾器在線式清洗、空氮、鍋爐、硫冷凝器排污、加藥自動控制等，極大