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1、国内“4580”大型合成氨、尿素装置控制系统首台套工程化研究及应用企业：浙江中控软件技术有限公司日期：2010-03-06领域：工业安全点击数：4204580项目是以煤为原料的全球最大的化肥生产装置，中控的控制系统能在江苏灵谷项目上得到成功应用，这是一个具有重大意义的里程碑：对我国自主知识产权控制系统在大型煤化工装置上的广泛应用具有重要的示范意义和推动作用；不仅打破了国外控制系统的技术垄断，更有力促进大型煤化工行业关键装备国产化进程，有效提升国家经济的安全性。项目介绍江苏灵谷化工有限公司地处江苏省宜兴市，公司始建于1966年，从年产5000吨合成氨的小型氮肥企业发展到目前年产85万吨合成氨的现
2、代化大型化工企业，走出了一条小氮肥企业技术升级、可持续发展的创新之路。但是多年来生产单装置生产能力低、生产技术相对落后成了江苏灵谷化工有限公司发展的瓶颈。化肥行业需要通过市场整合提升产业集中度，提高企业市场竞争力。2006年，尤其是在当前化肥生产成本上升，全球化肥巨头企业通过各种方式介入中国市场，化肥行业市场竞争的日益加剧的背景下，公司领导层基于国内化肥行业的发展形势，决心做大做强，全方位与国际接轨，应对市场的竞争和挑战，决策新建一套年产45万吨合成氨及80万吨尿素完整煤基化肥生产线（“4580”工程），为当前国内计划兴建单套生产规模最大的煤基化肥生产装置，受到了国内同行的高度关注。对整个45
3、80大化肥工程的中枢神经系统全厂生产流程自动化控制系统的选用，江苏灵谷化工有限公司在正式招标之前经过广泛深入的市场考察、慎重比对，选择了包括浙江中控技术股份有限公司在内的五家国际著名自动化设备供应商参与竞标。最终浙江中控技术股份有限公司凭借雄厚的系统和行业技术开发能力、深入完善的行业自动化整体解决方案、在3052大化肥装置上的成功应用经验及贴身周到的工程和培训服务，加上江苏灵谷化工有限公司相关领导对民族国际自动化品牌的高度支持和信任，浙江中控技术股份有限公司在与横河、霍尼韦尔、FOXBORO等国际著名自动化公司的激烈竞争中脱颖而出，成功中标此次4580大化肥工程全流程自动化成套控制系统项目。该
4、项目的最终成功投运，标志着具有完全自主知识产权的国产化DCS系统在突破3052大化肥装置首次应用的基础上，又在4580规模大化肥装置上突破了国外控制系统的技术垄断，有力促进了石油化工行业关键装备国产化进程，提升了我国经济的安全性。浙江中控技术股份有限公司为此做了大量的前期研究工作。虽然如此大规模的煤化工装置在国内建设生产常属首次，没有任何可参考借鉴的行业装置经验和工程应用经验，但是在2005年，浙江中控技术股份有限公司就开始着手对大规模大化肥装置国产化进行工程化研究。同时在软件、硬件、方案等方面取得多项知识产权成果。在系统开放性、稳定性、可靠性、集成能力、场智能仪表设备的统一集成管理、MES等
5、各方面进行提升。配合前期广泛的技术调研、行业调研和其他工程项目的工程应用，并积极配合江苏灵谷化工有限公司进行工程化研究。2008年4月初，江苏灵谷化工有限公司和浙江中控技术股份有限公司联合项目组成立，并决定创新的进行工程化应用实践。而此时离计划生产尿素的时间只有短短一年左右时间，而从各种设备及仪表采购、安装、调试、磨合均需要相当长时间。而工程项目管理及工程化研究和应用是否能满足如此高要求和严标准的项目需求，是摆在项目组面前的难题。经过前期国内外广泛充分的行业技术市场调研，对项目大型主体装备采用国外拆建和国产化相结合的方法，即确保了技术的先进性和可靠性，又促进了部分大型技术装备的国产化，有效降低
6、了投资成本。经过两年多时间的高效筹备设计和现场建设调试，装置整体于2009年6月份一次投运成功，产出优质尿素。经过一个月左右的试运行，实际产能为1500吨/日合成氨、2700 吨/日的尿素，完全达到了设计规模能力要求。经过近半年的连续运行，装置满负荷运行平稳，产品质量稳定，标志着项目建设获得了圆满成功。项目经济效益江苏灵谷化工有限公司4580大化肥装置的几大核心装置50000Nm3/h空分装置、单炉日投煤量2000吨的水煤浆连续煤气化装置、低温甲醇洗煤气净化装置、单套年产80万吨CO2气提尿素合成装置等，采用了国产化技术和装备，为国内类似规模大化肥装置的关键装备国产化技术推广应用起到了重要的工
7、程示范作用。以前类似规模的大化肥装置建设基本靠全套引进国外专利技术，该项目的成功实施光在引进工艺技术的专利实施许可费用上就可节约300万美元以上。在自动化技术应用上，由于4580大化肥装置的生产过程是一个高温高压（最高温度为1350、最高压力大于20MPa）、易燃易爆的典型高危大化工生产过程，为了保证其在高危险等级下安全经济运行的要求，国内众多生产厂家之前基本采用国外先进成熟的自动化控制系统实现全厂生产过程监控。本项目的成功实施，首次基于国产化自动化控制系统实现了生产过程实时监控，使之达到了较高的自动化程度，从自动化角度上保证了工艺技术指标先进；系统热回收效率高，无影响长周期运转的隐患，大大提
8、高了整个生产系统的操作稳定性、连续性。该项目经过近两年的设计、开发、调试和投运，各装置先后实现了一次成功开车投运，到目前为止整体装置已经实现连续满负荷运行半年以上，整体运行情况经过现场实际测量评估，结果如下：4580大化肥工程控制系统整体自动投运率达到了90以上，效率提升20，整体投资成本下降30%，装置整体运行状况稳定，适合长周期运行；装置整体运行状况稳定，适合长周期运行。；50000Nm3/h空分装置实现了集成优化控制，在2个小时内实现105%-75%之间的自动变负荷优化调节，比常规的手动调节降低生产能耗3%以上；装置整体煤耗为：1170Kg标准煤/吨氨，比国内同行业的先进水平1400Kg
9、标准煤/吨氨降低16.4%，达到了国内行业领先水平；装置整体能耗为： 170度电/吨尿素，970Kg蒸汽/吨尿素，分别比国内同行业先进水平降低10%15%，达到了国内行业领先水平。根据实际运行效果，系统各项功能和性能均达到或优于设计的要求，能满足大型化肥装置易燃易爆、高温高压的高危险等级下安全经济运行的要求，说明国产控制系统完全有能力应用于大化肥连续生产装置的全流程生产过程，打破了国外控制系统对国际上连续加压煤气化装置控制系统市场的技术垄断，为我国大型煤气化技术装备的完全国产化起到了重要的推动作用。在该项目的实施过程中，国产控制系统及生产厂商在多方面表现出竞争优势：1、大大缩短了工程建设周期，
10、节约了工程投资。国产控制系统交货及实施周期比进口少36个月，同时节省设备投资近三分之一。2、生产厂商高度重视、态度认真、现场服务及时、良好。国内自动化厂商能够根据项目进展情况和生产工艺要求，及时沟通和调整设计、实施方案，现场服务响应迅速，工作及时到位。3、国产控制系统发挥了多种现场总线接入能力和系统的开放性能，成功实现了江苏灵谷化工有限公司采用的其它成套智能控制系统及现场智能化仪表信息的集成，增加了系统的可维护性、可操作性，大大减少了用户的投资。4、该项目成果有望在国内计划兴建的十余套3052以上规模大化肥装置上实施或正在实施，相关成果应用将带来上千万的直接经济效益，可以为用户企业带来过亿的间
11、接经济效益。二、项目社会效益自动化系统在国民经济中的影响范围十分广泛，被誉为工业生产的“倍增器”。在发达国家，以美国为例，自动化产业占国民生产总值的4%，它影响的相关经济产值却达到国民生产总值的66%。当前，我国工业正从粗放型向集约型转变，迫切需要采用自动化技术来改造传统产业，提升产业竞争力。自动化技术是“信息化带动工业化”的基础和桥梁，通过自动化技术，能够使传统工业提高产品质量、减少资源消耗、降低能耗和污染，使我国工业走上可持续发展的道路。随着我国千万吨级炼油、百万吨级乙烯、百万千瓦级核电与火电等重大工程的大量建设，对自动化系统的需求日益增加，控制系统是这些生产装置的“大脑”和“神经中枢”，重大工程自动化系统在国民经济中的战略地位也日益突出。目前重大工程自动化系统大多依靠进口，给国民经济的战略安全带来隐患，因此国家高度重视重大工程自动化控制系统的国产化，将其列入重点发展计划。该项目的成功应用，充分证明了国产自动化控制技术的可靠性和可行性，自动控制系统的国产化不仅能提升装备制造业的整体水平，还关系到大型化工等国民经济支柱产业的战略安全，其核心技术掌握在我国自主企业手中，充分保证了我国国民经济命脉产业的安全，具有十分重大的战略意义。
