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1.項目簡介及概述

1.1項目概況

項目名稱：福建煉油乙烯項目FREP
項目地點：中國福建省泉州市泉港區(qū)
項目規(guī)模：50,000 IO點
最終用戶：福建聯(lián)合石化有限公司

項目位于福建省泉州市泉港區(qū)，總占地面積約480公頃。是目前我國第一個煉油、化工和成品油營銷一體化的中外合資項目。也是至今為止一次性整體規(guī)劃、一次性設計、一次性施工建設、一次性投產(chǎn)成功、實施投資最大（改造和新建總投資約為316億人民幣）的煉油乙烯一體化項目。它是國內(nèi)第一個采用IGCC的煉油、化工項目，也是國內(nèi)又一個大規(guī)模采用基金會現(xiàn)場總線的大型項目。

項目充分依托福建煉化公司原有400萬噸/年煉油廠設施，新建14套煉油裝置：800萬噸/年常減壓、260萬噸/年催化原料加氫處理、210萬噸/年加氫裂化、280萬噸/年柴油加氫、20萬噸/年硫磺回收、170萬噸/年溶劑脫瀝青以及氣體脫硫、脫硫醇等裝置及配套設施，使總煉油能力達到1200萬噸/年，并大幅度提高加工含硫原油的煉制能力；新建6套化工裝置，包括：80萬噸/年乙烯裂解、40萬噸/年聚丙烯裝置、80萬噸/年聚乙烯裝置、70萬噸/年芳烴聯(lián)合裝置(PX)、12萬噸/年丁二烯裝置、8/3.5萬噸/年MTBE/丁烯-1裝置(C4)；對原有400萬噸/年煉油裝置進行擴能改造，以及與上述工藝裝置相配套的廠內(nèi)外公用工程與基礎設施建設；利用劣質瀝青規(guī)劃建設了國內(nèi)第一套與煉油、化工配套的公用工程島——部分氧化、制氫、汽電聯(lián)產(chǎn)(IGCC聯(lián)合裝置)，為一體化項目提供氫氣、蒸汽、氧氣、電、氮氣等；廠外工程包括30萬噸級原油碼頭、60萬立方米容量的中轉油庫、13公里的海底輸油管線、原有成品油碼頭和庫區(qū)擴容、低溫乙烯接卸設施等，以及廠外供電、供水、防洪排澇、公路鐵路等設施的新建、改擴建。

艾默生過程控制有限公司Emerson Process Management為福建煉油乙烯項目共提供十一套PlantWeb數(shù)字化工廠DCS系統(tǒng),具體參見下表：

1.2 MICC供貨范圍

EMERSON作為主要的儀表及過程控制的供應商(MICC)為FREP項目提供：
— 22個合同包
— 10，000多臺Ff設備
— DeltaV DCS, AMS,SIS,FGS
— 羅斯蒙特溫度、壓力、液位儀表
— 費希爾DVC數(shù)字閥門定位器
— 高準流量計
— 費希爾閥門和調壓器
— 羅斯蒙特分析儀表
— OTS仿真培訓系統(tǒng)

1.3 MICC服務范圍

— FEED前端工程設計
— 項目管理和工程執(zhí)行
— 現(xiàn)場服務
— 開車支持
— 培訓

2. DCS系統(tǒng)應用介紹

根據(jù)項目設計規(guī)范及DCS功能設計規(guī)格書(FDS)，每套DCS系統(tǒng)軟硬件配置、功能設計及網(wǎng)絡架構均采用統(tǒng)一標準實施，標準化的采用便于管理和維護。

2.1DCS系統(tǒng)配置簡介

2.1.1 硬件配置

應用于FREP項目的DCS系統(tǒng)主要由工作站、控制器及IO卡件、網(wǎng)絡通訊組件、供電及其它輔助設備組成。

工作站：

— 工程師站(Professional Plus server)。可用于組態(tài)及操作，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫保存。
— 組態(tài)站(Professional station)。可用于組態(tài)及操作。
— AMS站。應用站，現(xiàn)場HART及Ff設備管理，設備數(shù)據(jù)庫保存。
— 歷史站(Historian server)。應用站，存放DCS系統(tǒng)過程歷史數(shù)據(jù)及與實施數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通訊。
— OPC站。應用站，用于與其它DCS系統(tǒng)及第三方系統(tǒng)OPC數(shù)據(jù)通訊。
— 終端站(Terminal server)。應用站，用于遠程登錄管理。
— 操作員站(Operator station)。操作員站，用于過程操作。

控制器及IO卡件：

— MD Plus控制器。冗余。
— AI/AO卡件。包括冗余及非冗余，支持HART信號。
— DI/DO卡件。包括冗余及非冗余。
— H1卡件。冗余
— SI卡件。包括冗余及非冗余。
— 其它卡件。包括熱電阻、熱電偶及多功能卡件。

網(wǎng)絡通訊組件：

包括用于連接DCS系統(tǒng)各節(jié)點的交換機、光電轉換器、光纖連接盤、網(wǎng)線、光纖跳線等。其中，應用于DCS控制網(wǎng)絡的相關通訊模件均為主副網(wǎng)冗余配置。

供電：

— 系統(tǒng)電源(AC/12VDC)。冗余，控制器及IO卡件供電。
— 系統(tǒng)電源(AC/24VDC)。冗余，現(xiàn)場常規(guī)儀表及其它24VDC用電設備供電。
— 系統(tǒng)電源(DC/DC)。冗余，控制器及IO卡件供電。
— 總線電源(DC/DC)。冗余，現(xiàn)場Ff儀表供電。

此外，每套DCS系統(tǒng)均有各自獨立交流配電柜，為DCS系統(tǒng)及與之相關的SIS、FGS等其它第三方系統(tǒng)提供交流配電。

其它輔助設備：

— AMS多路轉換器。用于SIS、ITCC系統(tǒng)HART儀表信號連接及通訊。
— 中間繼電器柜。用于與電氣MCC信號隔離。
— 輔助柜。安全柵及其它二次儀表安裝。
— Ff接線箱。總線終端器及Ff儀表連接。
— 打印機。

2.1.2 軟件配置

FREP項目DCS系統(tǒng)標準軟件配置：

— ProfessionalPLUS Workstation Software
— Professional Workstation Software
— Operator Workstation Software
— Event Chronicle
— Application Station Software
— DeltaV Software Media Pack
— Configuration Audit Trail
— Analog Monitor Input
— Analog Control Output
— Discrete Monitor Input
— Discrete Control Output
— 1-Year Foundation Support
— Remote Diagnosis Kit
— DeltaV Continuous Historian
— History View
— OPC Mirror
— Base Workstation Software
— Microsoft TSCAL
— OEM office XP Pro
— Controller Redundancy
— Serial Interface Port License
— Maintenance Station Software License
— Field Server License Initial Purchase; English; ServerPlus Station
— DeltaV System Interface
— PlantWeb Expansion-HART Multiplexer Interface
— Audit Trail
— ValveLink SNAP-ON Application
— AMS Client SC Station License
— AMS Foundation Support, Standard Package

2.2系統(tǒng)網(wǎng)路架構介紹

全廠設置兩個中央控制室CCR1和CCR2，其中CCR1是利用原有400萬噸煉油裝置的中控室加以改造，CCR2則完全為新建的中控室。每個生產(chǎn)裝置均在就地設置一個現(xiàn)場控制室（Field Assemble Rack Room，簡稱FAR），全廠總有26個FAR。FAR和CCR之間全部采用光纖通訊。項目總共采用了11套DeltaV控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對不同生產(chǎn)裝置的獨立控制，在信息管理層面上它們又相互連接，組成全廠互聯(lián)的自動化結構，實現(xiàn)統(tǒng)一管理和調度。同時項目也設有多個功能中心：全廠歷史數(shù)據(jù)庫中心、全廠儀表維護中心、全廠調度中心、消防中心、HSE中心、仿真和操作員培訓中心、先進過程控制中心等。

 

在全廠網(wǎng)絡架構內(nèi)，屬于MICC供貨范圍內(nèi)的網(wǎng)絡類型分為：

— DCS系統(tǒng)主控制網(wǎng)絡DCNP
— DCS系統(tǒng)副控制網(wǎng)絡DCNS
— SIS系統(tǒng)主通訊網(wǎng)絡SCNP
— SIS系統(tǒng)副通訊網(wǎng)絡SCNS
— FGS系統(tǒng)主通訊網(wǎng)絡FCNP
— FGS系統(tǒng)副通訊網(wǎng)絡FCNS
— OPC通訊網(wǎng)絡OCN
— 過程信息網(wǎng)絡PIN

其它與MICC網(wǎng)絡相連的非MICC供貨范圍內(nèi)的網(wǎng)絡：

— 工廠管理網(wǎng)絡PMN
— 監(jiān)視攝像信息網(wǎng)絡CCTVN
— 設備監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡MMSN
— 機組控制系統(tǒng)網(wǎng)絡ITCCN
— 過程分析網(wǎng)絡PAN

網(wǎng)絡拓撲結構：

MICC所提供的工業(yè)以太網(wǎng)遵從星形網(wǎng)絡拓撲結構。星形結構的中心點位于中央控制室CCR2內(nèi)的機柜間，中控室內(nèi)的網(wǎng)絡分布按不同系統(tǒng)和類型劃分，由各自的交換機連接至現(xiàn)場機柜室側的相應交換機。 

 

 

按設備的物理位置分布，系統(tǒng)結構可分為：

 

—現(xiàn)場機柜間 FAR。放置DCS系統(tǒng)機柜、網(wǎng)絡通訊柜、繼電器柜、安全柵柜、配電柜等及就地組態(tài)站，以實現(xiàn)就地控制。其它如SIS等第三方系統(tǒng)的控制柜也安裝在現(xiàn)場機柜間。

 

—中央控制室 CCR。在操作大廳，按裝置及崗位設置一系列操作臺，安裝DCS操作員站監(jiān)視器，以實現(xiàn)集中監(jiān)視和控制。在附近的機柜室安裝DCS服務器柜、操作員站柜、網(wǎng)絡通訊柜、配電柜等；SIS、FGS等其它系統(tǒng)的部門機柜也安裝在中控室的機柜間。

 

—工程師間。位于中央控制室內(nèi)，安裝有各套DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)、FGS系統(tǒng)及其它第三方系統(tǒng)的工程師站和應用站等。

2.3 全廠公用性系統(tǒng)

MICC還為福煉一體化項目提供了以下全廠公用性系統(tǒng)：

—GPS時鐘服務器。采集GPS全球定位通訊衛(wèi)星上的原子鐘信號，作為全廠各套系統(tǒng)時鐘同步的主時鐘信號。

—RTDB實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。通過專用的OPC網(wǎng)絡讀取各套DCS系統(tǒng)的實時測量值，并把它們儲存在基于InfoPlus 21的實時數(shù)據(jù)庫服務器中。

—防火墻。對從辦公室局域網(wǎng)訪問中央服務器和從PIN網(wǎng)、辦公室局域網(wǎng)訪問DCS系統(tǒng)服務器分別設置了防火墻進行安全防護。殺病毒服務器定期更新病毒庫文件并同步至各客戶端計算機。

—總調度站。通過遠程登錄方式察看DCS系統(tǒng)過程畫面及歷史數(shù)據(jù)。

—中央維護站。可通過遠程登錄方式實現(xiàn)DCS系統(tǒng)組態(tài)及診斷功能，也可以通過AMS系統(tǒng)客戶端軟件實現(xiàn)儀表組態(tài)及診斷。

3.項目實施和管理

3.1項目特點及執(zhí)行策略

FREP項目的目標是建設可靠且先進的儀控系統(tǒng)，精簡操作與維護人員，降低計劃外的停車以提升生產(chǎn)力。為達到此目標需要選擇一家具有豐富的大型項目執(zhí)行經(jīng)驗的承包商，提供儀表和控制系統(tǒng)以及服務，以降低項目執(zhí)行的風險；同時也需要選擇一個最具有技術優(yōu)勢的自動化方案，以提高整個工廠的自動化水平，降低生命周期成本。

3.1.1項目規(guī)模大，各生產(chǎn)裝置之間聯(lián)動密切，可靠度要求高

—預先完成系統(tǒng)功能規(guī)范FDS。對所有MICC主系統(tǒng)的軟、硬件的標準及功能，系統(tǒng)之間界面接口的軟、硬件的標準及功能，全廠公用系統(tǒng)的的軟、硬件的標準及功能以及網(wǎng)絡及安全等都做了明確的界定和要求。

—項目標準化的制定及實施。預先按項目標準設置了一套測試系統(tǒng)，由專職負責標準化的系統(tǒng)技術專家對系統(tǒng)硬件及組態(tài)工具包進行有效測試，并依據(jù)測試結果修正和完善項目標準。

—對EPC技術人員進行標準化培訓，并在各EPC辦公室派駐相應的接口工程師，協(xié)助EPC完成標準化設計。

—工程文檔的標準化管理。開發(fā)了符合項目標準的Intools文件以規(guī)范EPC設計，針對各EPC的系統(tǒng)設計輸出文檔也按照標準化進行管理。

3.1.2 參與項目的EPC及施工單位多，協(xié)調工作量大

—組織有實際經(jīng)驗的項目執(zhí)行隊伍。項目團隊的所有項目經(jīng)理及多位項目責任工程師均有多年的項目執(zhí)行經(jīng)驗，尤其是擁有揚巴、賽科等超大型石化項目的管理技能和技術水準。

—采用有實踐經(jīng)驗的系統(tǒng)技術與結構。項目團隊擁有多位具有豐富國際項目經(jīng)驗和技術能力的國內(nèi)外專家作為技術支持，同時在汲取前期項目經(jīng)驗的基礎上，開發(fā)出最符合福煉一體化項目特點系統(tǒng)軟硬件架構及執(zhí)行策略。

—遵循完整嚴密的工作責任矩陣。在項目執(zhí)行的各個階段，均按責任矩陣分工，切實落實工作界面和內(nèi)容。

3.1.3在技術方面，對系統(tǒng)的可靠性要求較高，要求維護方便

— 根據(jù)各EPC的基礎設計和詳細設計，合理地為每套裝置配置系統(tǒng)。

— 每套裝置中的每個工藝單元，設置獨立的控制器，以方便生產(chǎn)運行和維護操作。

— 選用可靠性高的緊急停車系統(tǒng)SIS和必要的火災及有毒有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)。

3.1.4 項目進度影響因素較多，變更較為頻繁

— 設置合理的項目進度表，采用贏得值法繪制S-Curve曲線。

— 盡早介入EPC的設計，加強溝通和協(xié)調，按項目工作責任矩陣的分工，采用標準化的工具和流程，盡量防止不必要的變更。

— 對于必要的變更，應盡早發(fā)現(xiàn)并按規(guī)定的流程處理，以免造成質量與進度問題。

3.1.5 現(xiàn)場安裝質量要求較高，多個系統(tǒng)同時聯(lián)調可能性大

— 安排熟悉石化行業(yè)技術規(guī)范要求的廠家儀表自控專業(yè)的技術人員入廠指導，對EPC、施工商、監(jiān)理和業(yè)主相關專業(yè)人員進行必要的培訓和現(xiàn)場故障排查處理。

— 項目執(zhí)行組有完善的計劃和充足的現(xiàn)場服務人員，可以充分應對各種計劃與非計劃的服務相應。

— 每套系統(tǒng)均安排專職的責任工程師與項目工程師負責現(xiàn)場調試與開車保運。

3.1.6 系統(tǒng)預維護方案

— 采用PlantWeb數(shù)字化工廠管控網(wǎng)解決方案。數(shù)字化信號方便設備組態(tài)及報警、診斷信號的傳輸。

 

— 充分利用AMS設備管理系統(tǒng)這一平臺管理現(xiàn)場設備，進行預維護的開發(fā)與應用，便于有計劃地日常維護與停車大修的實施。
 

 

 

— 配合業(yè)主建立緊急備件庫及常規(guī)備件庫。

— 留下參與項目執(zhí)行的優(yōu)秀工程師在現(xiàn)場，負責系統(tǒng)的日常維護、問題診斷、培訓及優(yōu)化。

— 提供符合業(yè)主要求的售后服務方案。

3.2 合同執(zhí)行模式及階段控制和流程

3.2.1 合同執(zhí)行模式

項目的合同執(zhí)行模式如下：

PMC — 項目管理公司

IPMT — 一體化項目管理團隊

CDIs — 中石化各下屬設計院

CPI — 中石化國際事業(yè)公司

MICC — 主體儀表和控制系統(tǒng)承包商

PMC作為項目前期的管理單位，負責投標、評審、項目框架文件和規(guī)范的制定及基礎設計的審核等工作。在前端設計FEED結束后，EPC根據(jù)各項目框架文件及規(guī)范，進一步深化設計，并與MICC完成EPC合同的技術審核與商務確認，最終由中石化國際事業(yè)公司向MICC發(fā)出商務合同。

3.2.2 階段控制及流程

項目的階段控制如下：

階段一FEED：

— 定義任務和職責。
— 定義各方工作范圍。
— EPC詢價書模板及MICC對EPC報價的要求。
— 工程標準化的制定。
— 項目執(zhí)行計劃。
— 項目執(zhí)行進度。
— 系統(tǒng)功能設計規(guī)格書。
— 風險分析指導。
— 系統(tǒng)結構框架。
— 等等。

階段二Post FEED：

— MICC收到EPC的詢價書后，根據(jù)項目框架協(xié)議和EPC的詢價書完成含材料及工程服務在內(nèi)的EPC合同報價，并與EPC完成審核與確認。
— MICC對業(yè)主和EPC完成Ff系統(tǒng)方面知識的培訓。

階段三EPC：

— 基于已批準的FEED文件和EPC的設計規(guī)范要求來執(zhí)行每一個項目分包。

3.3項目進度控制

MICC系統(tǒng)EPC分包合同的執(zhí)行通常是從開工會開始執(zhí)行，在得到EPC必要的設計輸入資料后開始系統(tǒng)設計、軟硬件組態(tài)及工廠驗收測試，之后是系統(tǒng)交付現(xiàn)場后的現(xiàn)場服務工作。如下圖所示：

在項目執(zhí)行階段，對于系統(tǒng)工程詳細設計的質量控制上設置了三個關鍵審查點,包括業(yè)主、IPMT和MICC項目執(zhí)行人員共同參與：

— 初步設計審查 PDR
— 關鍵設計審查 CDR
— 系統(tǒng)準備就緒審查 SRR

在完成軟件組態(tài)及硬件集成后，首先對系統(tǒng)進行軟硬件的預測試，接著進行工廠驗收測試Pre-FAT，包括系統(tǒng)整合測試FAT。在交付現(xiàn)場完成安裝、上電等準備工作后，系統(tǒng)先進行預現(xiàn)場驗收測試ISAT,在完成儀表回路聯(lián)調后，再完成最終的系統(tǒng)現(xiàn)場驗收測試SAT，至裝置試車、開車結束。

3.4 項目標準化實施

3.4.1 FEED工作內(nèi)容及工程標準化

整個項目的執(zhí)行，從設計到安裝階段，都貫穿有統(tǒng)一的標準化。FEED階段經(jīng)過審核和批準的輸入輸出文檔均為項目標準化的體現(xiàn)。

FEED輸入文檔：

— FREP項目投標文件及規(guī)范
— MICC的工作范圍
— MICC的執(zhí)行策略
— 報價材料單
— 項目主體進度
— 報價結構圖
— 方案澄清
— 工藝單元P&ID及描述
— 框架協(xié)議的單價
— 等等

FEED輸出文檔：

— MICC系統(tǒng)規(guī)范提升
— 系統(tǒng)結構圖的擴充
— MICC所供電纜的規(guī)格
— 報警管理體系
— 整體項目進度
— MICC文檔提交的修訂
— MICC執(zhí)行策略的改進
— 項目費用概算
— 等等

Post FEED階段的標準化工作:

— 組態(tài)工具包的開發(fā)及審批
— 過程畫面標準化的完善
— 工程標準化
— FDS的準備和審批
— EPC報價的準備
— 第三方系統(tǒng)在DCS測試系統(tǒng)上的通訊測試
— EPC及業(yè)主的培訓
— 等等

3.4.2 工程標準化的工作分配

執(zhí)行于不同EPC分包合同的項目團隊始終都是貫徹于統(tǒng)一的工程與標準化的指導方針下，采用統(tǒng)一的系統(tǒng)功能規(guī)格書進行設計，統(tǒng)一接受項目規(guī)范的培訓及認證，包括系統(tǒng)組態(tài)，程序文件的開發(fā)，全廠性通訊管理等在內(nèi)的工作都由專職的標準化專家進行審核。

3.5 項目執(zhí)行團隊組織結構

— FEED階段，MICC執(zhí)行團隊組織結構：

— 項目管理和執(zhí)行—各方工作關系圖：

 

 

Owner/PMC作為高層管理協(xié)調部門主要負責項目指導、政策規(guī)范的頒布和沖突的協(xié)調處理。

PMT項目管理團隊由由項目總監(jiān)領導，主要負責計劃、成本控制/變更管理、報告、協(xié)調、質量及工程標準化等工作。

Execution team項目執(zhí)行團隊按裝置劃分，由項目經(jīng)理及數(shù)位主管工程師負責管理。負責工作包的開始至結束及相關供應商的管理，并匯報給PMT。

— EPC階段

3.6 質量管理

項目管理通常由成本控制、進度控制、質量控制、HSE及客戶滿意度這幾部分組成。而質量控制則是項目管理中的關鍵環(huán)節(jié)。

艾默生過程控制有限公司質量控制體系是由工程標準化、變更管理、定期技術審核及預工廠測試這幾個方面實現(xiàn)的。如下圖所示：

艾默生質量控制體系與業(yè)主/EPC質量體系之間，通過必要的輸入輸出文檔聯(lián)系，由項目要求及規(guī)范，經(jīng)審批通過的各設計程序文件等達成一致。

3.7 現(xiàn)場技術支持

現(xiàn)場技術支持是項目現(xiàn)場服務階段的核心。在系統(tǒng)運抵現(xiàn)場之前，MICC組建了項目現(xiàn)場工作組，設置了現(xiàn)場辦公室，負責現(xiàn)場一切相關工作。現(xiàn)場工作組成員由具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗、技術能力強的軟硬件工程師、專家組成。具體工作內(nèi)容：

— 系統(tǒng)現(xiàn)場開箱檢驗支持
— 系統(tǒng)安裝檢查和監(jiān)督
— Ｆf安裝監(jiān)督和回路檢驗
— 儀表回路測試支持
— 對業(yè)主、承包商和各項目組的技術支持和響應
— 現(xiàn)場協(xié)調

4. 項目實施案例

4.1 IGCC項目

4.1.1 項目概況

IGCC是一套部分氧化氣化/汽電聯(lián)產(chǎn)裝置，作為FREP項目中一個公用工程島裝置，它以脫油瀝青為原料，生產(chǎn)整個項目所需要的部分氫氣和大部分超高壓蒸汽及部分電力。裝置主要由6個工藝單元組成，有氣化、酸性氣脫除、CO耐硫變換、汽電聯(lián)產(chǎn)、變壓吸附PSA、制冷單元。

生產(chǎn)方法及流程特點：采用部分氧化工藝技術將脫油瀝青進行氣化生產(chǎn)出粗合成氣（主要CO和H2），粗合成氣分成兩部分，一部分經(jīng)過酸性氣脫除后（脫H2S等雜質）用作燃氣輪機的燃料，燃燒后高溫煙氣進入余熱鍋爐回收余熱，這部分的產(chǎn)品有蒸汽、電；另一部分作為制取氫氣的原料，經(jīng)過變換、酸性氣脫除（脫H2S、CO2等雜質）和變壓吸附PSA單元生產(chǎn)滿足全廠用氫裝置要求的氫氣。在汽電聯(lián)產(chǎn)部分還設置了2臺以乙烯裂解PFO/PGO為原料的超高壓輔助開工鍋爐氣化采用Shell公司的已脫油瀝青為進料的液體進料氣化技術，氣化爐、合成器冷卻器、燒嘴為專利設備。酸性氣體脫除采用德國Lurgi公司的低溫甲醇洗技術。CO耐硫變換無專有技術使用費，PMT提供工藝包，SNEC完成工程設計。變壓吸附PSA采用華西科技股份有限公司的技術，吸附劑、程控閥門由其成套供貨。制冷采用丙烯制冷系統(tǒng)，擬由供貨商成套提供設備及控制系統(tǒng)。汽電聯(lián)產(chǎn)（Cogen）單元主要包括合成氣燃氣輪機及發(fā)電、余熱鍋爐、超高壓輔助鍋爐、超高壓蒸汽過熱爐、蒸氣輪機及發(fā)電。該單元的整合技術由西班牙TR公司提供，其中燃氣輪機采用GE公司的2臺PG9171 (E)型機組。

4.1.2 IGCC DCS系統(tǒng)設計應用范圍

— 氣化進料系統(tǒng)/灰漿處理系統(tǒng)
— 氣化系統(tǒng)(三線)
— 灰漿過濾系統(tǒng)
— CO耐硫變換系統(tǒng)
— 變壓吸附系統(tǒng)
— 酸性氣體脫除系統(tǒng)
— 丙烯制冷單元
— 鍋爐給水/燃料氣單元
— 輔助開工鍋爐及POX過熱爐
— GTG/STG系統(tǒng)串行通訊
— 公用工程單元

4.1.3 IGCC DCS系統(tǒng)硬件特點

— DCS系統(tǒng)I/O 7,500點，其中硬點為6,000點。
— 18對DeltaV冗余控制器。
— 控制回路I/O卡件為冗余配置。
— 防爆等級為隔爆型Ex.d。
— DCS機柜整合為系統(tǒng)柜和編組柜一體化。DCS控制器及I/O卡件安裝在整合的系統(tǒng)柜內(nèi)。
— 系統(tǒng)供電來自雙路UPS電源。
— DCS系統(tǒng)機柜安裝在就地機柜間FAR內(nèi)，而操作員站安置在中央控制室CCR內(nèi)。
— DCS系統(tǒng)控制網(wǎng)為冗余配置。
— FAR與CCR之間用冗余敷設的光纜連接。
— 就地機柜間內(nèi)DCS控制器與中央控制室內(nèi)工程師站及操作員站的通訊速率最大支持1GB。
— 操作員站使用雙21”液晶顯示器。
— 操作員站主機位于CCR內(nèi)機柜間，而顯示器、鍵盤、鼠標及音箱位于操作大廳的操作臺上，雙方通過KVM連接。
— DCS工程師站及其它應用站采用機架式服務器，安裝在CCR內(nèi)的機柜間，通過KVM把信號送至工程師間顯示及操作。
— 設置了AMS站用于現(xiàn)場HART及Ff設備的管理。
— SIS系統(tǒng)與FGS系統(tǒng)和DCS之間采用串行通訊方式連接。
— 部分EPC包設備系統(tǒng)如BMS、ITCC、MMS和DCS之間采用串行通訊方式連接。
— GTG Mark VI和DCS之間采用OPC通訊方式交換數(shù)據(jù)。

4.1.4 IGCC DCS系統(tǒng)軟件應用特點

— FEED階段設立的測試系統(tǒng)有助于各種組態(tài)模板的開發(fā)和測試。

— 流程圖畫面基于EPC標注的P&ID，并由有經(jīng)驗的操作人員檢測。

— 像涉及到氣話爐開停的E200單元邏輯的特殊畫面是根據(jù)在SIS系統(tǒng)中運行的順控程序自行開發(fā)。此類特殊應用畫面總數(shù)超過130張，在開停車過程中可以動態(tài)的顯示每一步的操作提示、允許、按鈕動作、聯(lián)鎖、計時等狀態(tài)信息。

— 開發(fā)并實現(xiàn)在DCS上操作顯示第三方系統(tǒng)及包設備單元的畫面。下圖所示為GTG Mark VI系統(tǒng)在DCS上的顯示畫面：

— 為復雜回路單獨提供邏輯運算畫面及關聯(lián)畫面。

— 輔助開工鍋爐、余熱鍋爐及POX過熱氣化爐等的交叉限幅控制策略均在DCS上開發(fā)和實施。

— 蒸汽系統(tǒng)的主控器控制策略由DCS開發(fā)和實施。

— 變壓吸附單元的控制策略和順控程序在DCS上開發(fā)和實施。

4.1.5 IGCC系統(tǒng)的工廠驗收測試FAT

— 組織有效的FAT指導和管理團隊，人員包括業(yè)主方生產(chǎn)及DCS系統(tǒng)工程師、EPC設計人員、IPMT及專利商人員和MICC項目組人員。
— 明確每日的測試計劃并做到及時跟蹤和總結。
— 業(yè)主團隊在FAT期間負責復雜回路控制確認等應用審核。
— 為減少現(xiàn)場組態(tài)修改的工作量，F(xiàn)AT工作組用了8周的時間完成所有DCS復雜控制回路及邏輯的組態(tài)和測試工作。
— 采用了專門的信號模擬盤及PLC對所有E200單元邏輯的輸入輸出信號及功能實現(xiàn)進行了完全的仿真測試。在整個團隊的有效努力下，用了8周時間完成了一號線氣化爐順控邏輯的測試。

4.1.6 IGCC項目的技術挑戰(zhàn)

DCS系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)：

— 使運行在SIS系統(tǒng)中的順控邏輯可以在DCS流程圖畫面上得到清晰明了地顯示。
— 在整個EPC工程階段面臨長期而頻繁的設計變更。
— 氣化爐單元的復雜回路作為DCS組態(tài)工作的重要部分，其組態(tài)信息的完整性和正確性受專利商制約，存在不確定因素。
— 對于類似“全廠事件驅動邏輯”一類的全廠性邏輯功能，在DCS系統(tǒng)上實施前需要進行全裝置過程的仿真測試。
— 復雜控制策略，如涉及到蒸汽平衡的主控器、鍋爐負荷分配、STG切換控制、合成氣平衡等需要較多的相關應用知識及各包設備供應商的設計輸入資料。
— 大量的包設備單元需要通過DCS系統(tǒng)作為操作和顯示窗口，應予以足夠的關注。

SIS系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)：

— SIS系統(tǒng)中實施的開停車邏輯受程序執(zhí)行時間限制。
— 無標準設計組態(tài)文件，需參閱大量的專利商文檔，如STD,FLD等并進行相關轉化。
— 在同一設備順控邏輯執(zhí)行的不同階段，當多個動作發(fā)生時需確定其優(yōu)先級。
— 專門設備的需要。如為了記錄查證SIS時間，需要配置Tri-logger設備。

界面協(xié)調分工面臨的挑戰(zhàn)：

— DCS系統(tǒng)與SIS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸需滿足項目規(guī)范對控制器負荷的要求。
— 一些特殊邏輯，如“全廠事件驅動邏輯”不是單純DCS系統(tǒng)可以獨立完成的，而是涉及到相關裝置包設備單元，因此在EPC工程階段，需要預先設定其控制需求。

測試階段面臨的挑戰(zhàn)：

— DCS/SIS系統(tǒng)的整合測試如何做到省時且更有效率。
— 順控程序由于動作及響應方式極多，故測試必將耗時良久。
— “異常工況處理”程序的確認不是由標準程序來確定，而是更多地根據(jù)操作經(jīng)驗來確認。
— SIS系統(tǒng)中順控的測試需要專門的類似于PLC的程序及專用的測試盤來模仿各種輸入輸出信號，需要較多的設備才能完成順控程序的測試。
— 為保證正式的FAT和IFAT取得成功，在這之前需要進行全面的預FAT。

4.2 乙烯項目

4.2.1 項目概括

乙烯裝置由裂解爐區(qū)、分離區(qū)、汽油加氫區(qū)及低溫罐區(qū)組成，其中分離區(qū)由急冷、壓縮、冷區(qū)、熱區(qū)、冷劑壓縮及公用工程單元組成，裝置設計規(guī)模為80萬噸/年乙烯。裝置專利技術由ABB Lummus及中石化科技開發(fā)公司作為專利商提供相應的工藝包并協(xié)助開發(fā)。

4.2.2 乙烯 DCS系統(tǒng)設計應用范圍

— 裂解爐區(qū)：1臺氣體爐、4臺輕油爐、3臺重油爐。
— 急冷區(qū)：汽油分餾塔、急冷塔、裂解燃油汽提塔、裂解汽油汽提塔、工藝水汽提塔。
— 壓縮區(qū)：裂解氣壓縮機、乙烯壓縮機、丙烯壓縮機、堿洗塔、裂解氣干燥器。
— 冷區(qū)：冷箱、甲烷化反應器、氫氣干燥器、低壓甲烷壓縮機、脫甲烷塔。
— 熱區(qū)：脫乙烷塔、高低壓脫丙烷塔、脫丁烷塔、乙烯塔、丙烯塔、C2加氫反應器、C3加氫反應器。
— 裂解汽油加氫區(qū)：一段加氫反應器、脫C5塔、二段加氫反應器、循環(huán)氫壓縮機、穩(wěn)定塔。
— 低溫罐區(qū)：乙烯罐、乙烯泡點壓縮機、丙烯罐、丙烯泡點壓縮機。

4.2.3 乙烯項目DCS系統(tǒng)軟硬件特點

— DCS系統(tǒng)I/O 6,500點，其中硬點為6,000點。
— 22對DeltaV冗余控制器。
— 550個Ff網(wǎng)段，2318臺Ff設備。
— 控制回路I/O卡件為冗余配置
— 防爆等級為隔爆型Ex.d。
— DCS機柜整合為系統(tǒng)柜和編組柜一體化。DCS控制器及I/O卡件安裝在整合的系統(tǒng)柜內(nèi)。
— 系統(tǒng)供電來自雙路UPS電源。
— DCS系統(tǒng)機柜分別安裝在兩個就地機柜間FAR內(nèi)，而操作員站安置在中央控制室CCR內(nèi)。
— DCS系統(tǒng)控制網(wǎng)為冗余配置。
— FAR與CCR之間用冗余敷設的光纜連接。
— 就地機柜間內(nèi)DCS控制器與中央控制室內(nèi)工程師站及操作員站的通訊速率最大支持1GB。
— 操作員站使用雙21”液晶顯示器。
— 操作員站主機位于CCR內(nèi)機柜間，而顯示器、鍵盤、鼠標及音箱位于操作大廳的操作臺上，雙方通過KVM連接。
— DCS工程師站及其它應用站采用機架式服務器，安裝在CCR內(nèi)的機柜間，通過KVM把信號送至工程師間顯示及操作。
— 設置了AMS站用于現(xiàn)場HART及Ff設備的管理。
— SIS系統(tǒng)與FGS系統(tǒng)和DCS之間采用串行通訊方式連接。
— 部分EPC包設備系統(tǒng)如ITCC、MMS、PAS、Tank Gauging和DCS之間采用串行通訊方式連接。
— FEED階段設立的測試系統(tǒng)有助于各種組態(tài)模板的開發(fā)和測試。
— 流程圖畫面基于P&ID，并由有經(jīng)驗的業(yè)主操作人員檢查審核。

— 為便于生產(chǎn)操作人員的操作及明了聯(lián)鎖保護回路的動作和相應，開發(fā)了因果圖畫面。此類特殊應用畫面總數(shù)超過210張，在開停車及日常操作過程中可以動態(tài)的顯示關鍵測量值、允許、按鈕動作、報警、閥門開關等聯(lián)鎖狀態(tài)信息。

— 開發(fā)并實現(xiàn)在DCS上操作顯示第三方系統(tǒng)及包設備單元的畫面。

— 為復雜回路單獨提供邏輯運算畫面及關聯(lián)畫面。
— 裂解爐TOC控制、干燥器順控策略等均在DCS上開發(fā)和實施。

4.2.4 乙烯項目的技術挑戰(zhàn)

— 項目規(guī)模大、工期緊。系統(tǒng)軟硬件設計、組態(tài)、集成和測試的工作量大。
— 超過60%的現(xiàn)場儀表為Ff設備，網(wǎng)段設計、計算及審核工作量大。
— 現(xiàn)場Ff設備安裝質量確認工作量大。

MICC現(xiàn)場團隊在現(xiàn)場為本EPC及眾多的施工商舉辦了多次的Ff安裝及驗證培訓，提供了詳細的技術資料，并和業(yè)主儀表團隊配合，在EPC及施工商自查的基礎上，再次詳細檢查了所有Ff設備的安裝質量，對查處的問題一一記錄并整改。附表為Ff設備安裝校驗規(guī)范的部分記錄模板：

 

 5. 總結

項目執(zhí)行成功的關鍵因素：

— 合同各方包括監(jiān)督管理方要精誠合作。
— 制定可靠的技術方案。
— 配備具有豐富項目執(zhí)行經(jīng)驗的團隊。
— 有足夠的技術資源和人力資源。
— 得到最高管理層的全力支持。
— 精通項目控制方法。
— 堅持項目規(guī)范和工程標準化。
— 具有專業(yè)和敬業(yè)的精神。

選擇優(yōu)秀的供應商作為MICC可以保證項目的順利執(zhí)行和達成既定目標：

— MICC是現(xiàn)代大型項目的最佳實踐。
— MICC能應對世界級規(guī)模項目執(zhí)行和運行的挑戰(zhàn)。
— MICC負責系統(tǒng)、儀表和子系統(tǒng)集成。
— MICC與業(yè)主、EPC協(xié)調一致。
— MICC與業(yè)主、EPC共同制定功能設計規(guī)范，確保工程建設標準化。
— MICC策略是高質量、高水平、加快工程建設進程、降低生命周期成本的關鍵之一。

項目及合同執(zhí)行現(xiàn)狀：

— 福建煉油乙烯項目的順利完成，標志著MICC策略在大型石化項目建設上是成功的。
— FF技術是可靠、穩(wěn)定、先進的技術。在大型項目上使用FF技術，可以節(jié)約大量的調試、開車時間和人力。同時FF技術和AMS配合使用可以實現(xiàn)遠程預測維護，實現(xiàn)工廠的智能化管理，降低生命周期成本，提高經(jīng)濟效益和社會效益。
— 原老廠煉油部分裝置系統(tǒng)改造已完成，裝置一次性開車成功。新建公用工程、煉油及化工裝置均已順利開車成功并投入生產(chǎn)