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中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司副總工程師 林融

    伴隨著人類科技的進(jìn)步與發(fā)展，石化行業(yè)逐漸成為全球經(jīng)濟(jì)的重要推動(dòng)力和現(xiàn)代社會(huì)正常運(yùn)行的重要支柱。石化行業(yè)資源資金技術(shù)密集，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，經(jīng)濟(jì)總量大，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活、國(guó)防科技等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有舉足輕重的作用。

    然而，隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染的到來，用清潔能源替代傳統(tǒng)能源的聲音此起彼伏，這將原本發(fā)展得順風(fēng)順?biāo)氖袠I(yè)推入了有些尷尬的境地。

    2014年12月，埃克森美孚發(fā)布了新版《2040年能源展望報(bào)告》。這份報(bào)告是在詳細(xì)分析了近100個(gè)國(guó)家、15個(gè)需求領(lǐng)域及20種燃料類型后形成的。該報(bào)告對(duì)2040年前全球能源增長(zhǎng)趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，形成以下幾組數(shù)據(jù)：全球能源總需求將增長(zhǎng)35%。其主要理由是全球?qū)⑿略?0億人口，中產(chǎn)階級(jí)人數(shù)將顯著增加，新興經(jīng)濟(jì)體將強(qiáng)勢(shì)發(fā)展；可再生能源年均增速將達(dá)到6%，約占全球能源需求的15%。風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)將成為發(fā)展速度最快的能源產(chǎn)業(yè)；全球核電產(chǎn)能將增長(zhǎng)近一倍，這主要是受到以中國(guó)為首的亞太地區(qū)強(qiáng)勁增長(zhǎng)的推動(dòng)，屆時(shí)亞太地區(qū)將占據(jù)全球新增核電能力的75%；傳統(tǒng)能源（化石能源）中，天然氣需求增長(zhǎng)最快，總體將增長(zhǎng)65%。其中，50%的新增需求來自亞太地區(qū)，尤其是中國(guó)。到2040年，天然氣有望占據(jù)全球能源消費(fèi)總量的25%，超過煤炭所占比例，煤炭需求2025年后將逐年下降。

    通過對(duì)以上預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)分析，清潔能源需求將上升到總需求的15%+25%=40%，而除天然氣之外的傳統(tǒng)能源（化石能源，包括石油、煤炭、頁巖油等）需求將下降到總需求的約60%。這使傳統(tǒng)石化行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展迫在眉睫。對(duì)此，中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司副總工程師林融也深表認(rèn)同。他認(rèn)為，開發(fā)替代能源，特別是開發(fā)清潔能源、可再生能源已成為世界社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)，因此，如何研發(fā)頁巖氣、煤層氣、生物質(zhì)能（包括生物汽油、生物柴油、生物航煤等）、煤制氣等清潔能源的開采及生產(chǎn)技術(shù)，開拓清潔能源市場(chǎng)份額，是擺在傳統(tǒng)石油石化行業(yè)面前的緊迫問題。

    事實(shí)上，無論是來自于清潔能源等外部環(huán)境的壓力，還是石化企業(yè)自身，都讓一向被看作是能源行業(yè)“老大”的石化行業(yè)在這個(gè)新的時(shí)代中面臨諸多挑戰(zhàn)。這一點(diǎn)對(duì)于一直工作在石化行業(yè)多年的林融來說深有體會(huì)。他認(rèn)為，這些挑戰(zhàn)主要來自于幾方面：

    （1）資源方面：油氣資源短缺，大量依靠進(jìn)口原油加工；原油資源劣質(zhì)化，原油加工難度大；煉油及石化原料供需矛盾越來越突出；原油價(jià)格波動(dòng)，生產(chǎn)成本提高，經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)加大；世界著名石化公司在中國(guó)建廠，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈；中東廉價(jià)原料、美國(guó)頁巖氣的高速發(fā)展帶來的競(jìng)爭(zhēng)加劇等。

    （2）環(huán)境方面：安全、節(jié)能、減排、環(huán)保方面的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)要求越來越嚴(yán)格，投資大幅度提高。

    （3）煤炭、電力、民營(yíng)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)及IT等企業(yè)強(qiáng)勢(shì)跨界，加劇了石化行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。例如：神華、大唐電力、華潤(rùn)集團(tuán)、恒力集團(tuán)、恒逸集團(tuán)、伊泰能源、久泰能源、聯(lián)想集團(tuán)等大力投資石化領(lǐng)域。

    （4）伴隨著“兩化”深度融合，網(wǎng)絡(luò)及信息安全已成為石化企業(yè)發(fā)展新的風(fēng)險(xiǎn)因素。

    （5）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)迅速融入工業(yè)化及商業(yè)化應(yīng)用，給傳統(tǒng)石化發(fā)展模式帶來沖擊。

    除此之外，林融表示，煤制油、煤化工企業(yè)還面臨著以下特殊挑戰(zhàn)：耗水量大，而富煤地區(qū)缺水嚴(yán)重；三廢量大，環(huán)保形勢(shì)嚴(yán)峻；項(xiàng)目投資高，關(guān)鍵設(shè)備需進(jìn)口；生產(chǎn)技術(shù)不成熟，能耗偏高；設(shè)備維護(hù)費(fèi)用居高不下；煤制油、煤化工技術(shù)人才缺乏；項(xiàng)目布點(diǎn)集中，對(duì)市場(chǎng)沖擊大。

    自動(dòng)化技術(shù)助力石化企業(yè)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

    幾十年來，石化行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)隨著工藝和裝備技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展，從初期簡(jiǎn)單的手工操作到連續(xù)工藝及負(fù)荷不斷加大，對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性要求越來越高，對(duì)控制的要求及自動(dòng)化水平也越來越高，儀表使用越來越普遍，從簡(jiǎn)單回路的閉環(huán)控制到單元裝置的全面自動(dòng)化，使用的控制工具從氣動(dòng)單元組合儀表、電動(dòng)單元組合儀表到廣泛應(yīng)用DCS，控制水平從單參數(shù)簡(jiǎn)單控制回路到多變量復(fù)雜控制回路，再到現(xiàn)在先進(jìn)控制系統(tǒng)、優(yōu)化控制系統(tǒng)在各種場(chǎng)合都有成功應(yīng)用的典范。

    應(yīng)該說，我國(guó)石化行業(yè)的每一點(diǎn)進(jìn)步，都有自動(dòng)化技術(shù)在背后的推動(dòng)。那么，自動(dòng)化技術(shù)又將從哪些方面幫助石化企業(yè)應(yīng)對(duì)時(shí)代下的挑戰(zhàn)呢？林融指出，第一，自動(dòng)化技術(shù)可提高石化企業(yè)的智能化生產(chǎn)水平，精細(xì)化操作與管理，提高能源效率，節(jié)能減排，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化；第二，可提高石化企業(yè)的安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)管理水平，使企業(yè)社會(huì)效益顯著；第三，可使石化企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)靈活、產(chǎn)品營(yíng)銷機(jī)動(dòng)、抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)，使企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)。

    “數(shù)字化工廠”促進(jìn)控制系統(tǒng)的變革

    幾年前，數(shù)字化工廠在人們腦海中還僅僅是個(gè)夢(mèng)想，而今天，它已經(jīng)被應(yīng)用到汽車、航空航天、電子等行業(yè)。林融告訴記者，中石化、中石油、中海油等特大型石化企業(yè)早在10年前就已經(jīng)積極響應(yīng)國(guó)家的兩化融合，開始了“數(shù)字化工廠”、“數(shù)字化油田”的建設(shè)進(jìn)程，目前，已經(jīng)取得了卓有成效的成果。

    而在這種趨勢(shì)的變化過程中，“數(shù)字化工廠”、“數(shù)字化油田”也為控制系統(tǒng)的發(fā)展帶來了重大變革：（1）在ISA S95標(biāo)準(zhǔn)模型的5層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，在第1層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（短距有線通信）、工業(yè)無線儀表技術(shù)（傳感網(wǎng)——短距無線通信）、SCADA/RDS技術(shù)（M2M——4G/5G長(zhǎng)距有線和無線通信）、RFID/IR（短距無線通信）等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和普適測(cè)量技術(shù)。（2）在第2層~第4層網(wǎng)絡(luò)中，大量應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，并與傳統(tǒng)的AMS、AAMS、APC、RTO、RTDB、LIMS、MES、APS、ERP、SCM等應(yīng)用系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成泛在信息網(wǎng)，大幅提高過程控制系統(tǒng)的能力。（3）在過程控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用“瘦客戶端”、“數(shù)據(jù)挖掘/數(shù)據(jù)倉(cāng)庫”、“可視化/虛擬化”等最新ICT技術(shù)。

    積極推進(jìn)信息化建設(shè)

    隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，面對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化和社會(huì)信息化的挑戰(zhàn)，能源企業(yè)也不得不把信息化作為技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和體制創(chuàng)新的重要手段。石化行業(yè)是高科技密集型行業(yè)，與其他傳統(tǒng)行業(yè)相比，信息化在石化行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行和管理當(dāng)中起著非常重要的作用，信息化實(shí)施的程度和實(shí)施的成效，在很大程度上影響著石化行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，積極推進(jìn)信息化建設(shè)成為了石化企業(yè)的重中之重。

    有別于通用信息管理系統(tǒng)，工業(yè)控制系統(tǒng)有著其獨(dú)特的特點(diǎn)。因此，林融強(qiáng)調(diào)，石化企業(yè)的信息化建設(shè)一定要基于工業(yè)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來進(jìn)行。首先，工業(yè)控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過程直接相連，需要具備高可靠性、高可用性和魯棒性，需要具備冗余、容錯(cuò)、自診斷等功能；工業(yè)控制系統(tǒng)需要具備良好的實(shí)時(shí)性，對(duì)于特殊工藝過程要具有高速處理能力；工業(yè)控制系統(tǒng)中所采用的設(shè)備、組件、元器件需要采用廠家特殊定制的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，如：工作站、服務(wù)器、交換機(jī)、電源等；在網(wǎng)絡(luò)和信息安全方面，工業(yè)控制系統(tǒng)與通用信息管理系統(tǒng)有著較大區(qū)別，如：不能隨意查殺病毒、不能輕易停機(jī)等。

    林融認(rèn)為，石化企業(yè)信息化建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)該放在兩個(gè)方面：第一，要在項(xiàng)目前期階段，如可行性研究報(bào)告階段、總體設(shè)計(jì)階段對(duì)信息化建設(shè)的總體方案、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做出很好的規(guī)劃設(shè)計(jì)，然后在項(xiàng)目實(shí)施階段，如基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、安裝施工、調(diào)試開車階段分布落實(shí)；第二，要充分重視解決方案及應(yīng)用系統(tǒng)。例如先進(jìn)技術(shù)，如APC（先進(jìn)控制）、RTO（實(shí)時(shí)優(yōu)化）、OBS（油品調(diào)和）等在國(guó)內(nèi)石化行業(yè)的應(yīng)用水平參差不齊。其中，合資企業(yè)、“三大油”應(yīng)用水平較高，民營(yíng)企業(yè)、地方企業(yè)應(yīng)用水平較低。理念、資金和技術(shù)是制約其發(fā)展的關(guān)鍵問題。在未來幾年中，APC、RTO等技術(shù)可以提高產(chǎn)品的產(chǎn)率、收率及合格率，降低綜合能耗，并且利用先進(jìn)的自控技術(shù)以及“卡邊”、“夾點(diǎn)”操作能夠提高經(jīng)濟(jì)效益、提高工藝生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性，便于精細(xì)化管理等方面加速石油石化行業(yè)節(jié)能減排進(jìn)程。

    針對(duì)這兩個(gè)建設(shè)重點(diǎn)，林融也對(duì)自動(dòng)化企業(yè)提出了建議。第一，國(guó)內(nèi)大型石化企業(yè)對(duì)自動(dòng)化廠商的工程執(zhí)行能力要求日趨提高。近十年，MAV模式在國(guó)內(nèi)石化行業(yè)得到了廣泛推廣，特別是在以“三大油”為首的一些特大型石化企業(yè)的工程項(xiàng)目中得到了普遍應(yīng)用。除DCS、SIS（安全儀表系統(tǒng)）、AMS（設(shè)備管理系統(tǒng)）、OTS（操作培訓(xùn)仿真系統(tǒng)）等系統(tǒng)之外，像FGS（火災(zāi)和氣體檢測(cè)系統(tǒng)）、CCS（壓縮機(jī)控制系統(tǒng)）、MMS（轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)）、PLC、MAS（儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)）、PAS（過程分析儀系統(tǒng)）、AAMS（先進(jìn)報(bào)警管理系統(tǒng)）、APC（先進(jìn)過程控制）及RTO（實(shí)時(shí)優(yōu)化）等系統(tǒng)是自動(dòng)化企業(yè)與石化企業(yè)合作的方向。第二，隨著“三大油”等大型石化國(guó)企正在實(shí)施的 “國(guó)際化”發(fā)展戰(zhàn)略，需要國(guó)際、國(guó)內(nèi)自動(dòng)化廠商大力支持、密切配合，例如：在石化國(guó)企對(duì)外做EPC項(xiàng)目報(bào)價(jià)階段，需要自動(dòng)化廠商配合做儀表、控制系統(tǒng)的預(yù)報(bào)價(jià)；在EPC項(xiàng)目實(shí)施階段，需要中標(biāo)的自動(dòng)化廠商做好技術(shù)服務(wù)、系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、用戶培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)試車等。

    錢學(xué)森先生曾經(jīng)指出：“信息技術(shù)是測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，測(cè)量技術(shù)是基礎(chǔ)”。所以，林融在采訪的最后強(qiáng)調(diào)：“切忌為了信息化而信息化，信息化是為企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的，信息化是工具、手段，不是目的，而信息化的核心目標(biāo)是智能制造。”

    摘自《自動(dòng)化博覽》2月刊