1.項目簡(jiǎn)介及概述

1.1項目概況

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

項目位于福建省泉州市泉港區，總占地面積約480公頃。是目前我國第一個(gè)煉油、化工和成品油營(yíng)銷(xiāo)一體化的中外合資項目。也是至今為止一次性整體規劃、一次性設計、一次性施工建設、一次性投產(chǎn)成功、實(shí)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。它是國內第一個(gè)采用IGCC的煉油、化工項目，也是國內又一個(gè)大規模采用基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)的大型項目。

項目充分依托福建煉化公司原有400萬(wàn)噸/年煉油廠(chǎng)設施，新建14套煉油裝置：800萬(wàn)噸/年常減壓、260萬(wàn)噸/年催化原料加氫處理、210萬(wàn)噸/年加氫裂化、280萬(wàn)噸/年柴油加氫、20萬(wàn)噸/年硫磺回收、170萬(wàn)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(wàn)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(wàn)噸/年乙烯裂解、40萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置、80萬(wàn)噸/年聚乙烯裝置、70萬(wàn)噸/年芳烴聯(lián)合裝置(PX)、12萬(wàn)噸/年丁二烯裝置、8/3.5萬(wàn)噸/年MTBE/丁烯-1裝置(C4)；對原有400萬(wàn)噸/年煉油裝置進(jìn)行擴能改造，以及與上述工藝裝置相配套的廠(chǎng)內外公用工程與基礎設施建設；利用劣質(zhì)瀝青規劃建設了國內第一套與煉油、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(chǎng)外工程包括30萬(wàn)噸級原油碼頭、60萬(wàn)立方米容量的中轉油庫、13公里的海底輸油管線(xiàn)、原有成品油碼頭和庫區擴容、低溫乙烯接卸設施等，以及廠(chǎng)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(guò)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數字化工廠(chǎng)DCS系統,具體參見(jiàn)下表：

1.2 MICC供貨范圍

EMERSON作為主要的儀表及過(guò)程控制的供應商(MICC)為FREP項目提供：
— 22個(gè)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數字閥門(mén)定位器
— 高準流量計
— 費希爾閥門(mén)和調壓器
— 羅斯蒙特分析儀表
— OTS仿真培訓系統

1.3 MICC服務(wù)范圍

— FEED前端工程設計
— 項目管理和工程執行
— 現場(chǎng)服務(wù)
— 開(kāi)車(chē)支持
— 培訓

2. DCS系統應用介紹

根據項目設計規范及DCS功能設計規格書(shū)(FDS)，每套DCS系統軟硬件配置、功能設計及網(wǎng)絡(luò )架構均采用統一標準實(shí)施，標準化的采用便于管理和維護。

2.1DCS系統配置簡(jiǎn)介

2.1.1 硬件配置

應用于FREP項目的DCS系統主要由工作站、控制器及IO卡件、網(wǎng)絡(luò )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)?？捎糜诮M態(tài)及操作，系統數據庫保存。
— 組態(tài)站(Professional station)?？捎糜诮M態(tài)及操作。
— AMS站。應用站，現場(chǎng)HART及Ff設備管理，設備數據庫保存。
— 歷史站(Historian server)。應用站，存放DCS系統過(guò)程歷史數據及與實(shí)施數據庫系統通訊。
— OPC站。應用站，用于與其它DCS系統及第三方系統OPC數據通訊。
— 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(guò)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(luò )通訊組件：

包括用于連接DCS系統各節點(diǎn)的交換機、光電轉換器、光纖連接盤(pán)、網(wǎng)線(xiàn)、光纖跳線(xiàn)等。其中，應用于DCS控制網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)通訊模件均為主副網(wǎng)冗余配置。

供電：

— 系統電源(AC/12VDC)。冗余，控制器及IO卡件供電。
— 系統電源(AC/24VDC)。冗余，現場(chǎng)常規儀表及其它24VDC用電設備供電。
— 系統電源(DC/DC)。冗余，控制器及IO卡件供電。
— 總線(xiàn)電源(DC/DC)。冗余，現場(chǎng)Ff儀表供電。

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

其它輔助設備：

— AMS多路轉換器。用于SIS、ITCC系統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(xiàn)箱?？偩€(xiàn)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系統網(wǎng)路架構介紹

全廠(chǎng)設置兩個(gè)中央控制室CCR1和CCR2，其中CCR1是利用原有400萬(wàn)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(gè)生產(chǎn)裝置均在就地設置一個(gè)現場(chǎng)控制室（Field Assemble Rack Room，簡(jiǎn)稱(chēng)FAR），全廠(chǎng)總有26個(gè)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，實(shí)現對不同生產(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(chǎng)互聯(lián)的自動(dòng)化結構，實(shí)現統一管理和調度。同時(shí)項目也設有多個(gè)功能中心：全廠(chǎng)歷史數據庫中心、全廠(chǎng)儀表維護中心、全廠(chǎng)調度中心、消防中心、HSE中心、仿真和操作員培訓中心、先進(jìn)過(guò)程控制中心等。

 

在全廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )架構內，屬于MICC供貨范圍內的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型分為：

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

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

— 工廠(chǎng)管理網(wǎng)絡(luò )PMN
— 監視攝像信息網(wǎng)絡(luò )CCTVN
— 設備監測系統網(wǎng)絡(luò )MMSN
— 機組控制系統網(wǎng)絡(luò )ITCCN
— 過(guò)程分析網(wǎng)絡(luò )PAN

網(wǎng)絡(luò )拓撲結構：

MICC所提供的工業(yè)以太網(wǎng)遵從星形網(wǎng)絡(luò )拓撲結構。星形結構的中心點(diǎn)位于中央控制室CCR2內的機柜間，中控室內的網(wǎng)絡(luò )分布按不同系統和類(lèi)型劃分，由各自的交換機連接至現場(chǎng)機柜室側的相應交換機。 

 

 

按設備的物理位置分布，系統結構可分為：

 

—現場(chǎng)機柜間 FAR。放置DCS系統機柜、網(wǎng)絡(luò )通訊柜、繼電器柜、安全柵柜、配電柜等及就地組態(tài)站，以實(shí)現就地控制。其它如SIS等第三方系統的控制柜也安裝在現場(chǎng)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操作員站監視器，以實(shí)現集中監視和控制。在附近的機柜室安裝DCS服務(wù)器柜、操作員站柜、網(wǎng)絡(luò )通訊柜、配電柜等；SIS、FGS等其它系統的部門(mén)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，安裝有各套DCS系統、SIS系統、FGS系統及其它第三方系統的工程師站和應用站等。

2.3 全廠(chǎng)公用性系統

MICC還為福煉一體化項目提供了以下全廠(chǎng)公用性系統：

—GPS時(shí)鐘服務(wù)器。采集GPS全球定位通訊衛星上的原子鐘信號，作為全廠(chǎng)各套系統時(shí)鐘同步的主時(shí)鐘信號。

—RTDB實(shí)時(shí)數據庫系統。通過(guò)專(zhuān)用的OPC網(wǎng)絡(luò )讀取各套DCS系統的實(shí)時(shí)測量值，并把它們儲存在基于InfoPlus 21的實(shí)時(shí)數據庫服務(wù)器中。

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

—總調度站。通過(guò)遠程登錄方式察看DCS系統過(guò)程畫(huà)面及歷史數據。

—中央維護站?？赏ㄟ^(guò)遠程登錄方式實(shí)現DCS系統組態(tài)及診斷功能，也可以通過(guò)AMS系統客戶(hù)端軟件實(shí)現儀表組態(tài)及診斷。

3.項目實(shí)施和管理

3.1項目特點(diǎn)及執行策略

FREP項目的目標是建設可靠且先進(jìn)的儀控系統，精簡(jiǎn)操作與維護人員，降低計劃外的停車(chē)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行經(jīng)驗的承包商，提供儀表和控制系統以及服務(wù)，以降低項目執行的風(fēng)險；同時(shí)也需要選擇一個(gè)最具有技術(shù)優(yōu)勢的自動(dòng)化方案，以提高整個(gè)工廠(chǎng)的自動(dòng)化水平，降低生命周期成本。

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

—預先完成系統功能規范FDS。對所有MICC主系統的軟、硬件的標準及功能，系統之間界面接口的軟、硬件的標準及功能，全廠(chǎng)公用系統的的軟、硬件的標準及功能以及網(wǎng)絡(luò )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(shí)施。預先按項目標準設置了一套測試系統，由專(zhuān)職負責標準化的系統技術(shù)專(zhuān)家對系統硬件及組態(tài)工具包進(jìn)行有效測試，并依據測試結果修正和完善項目標準。

—對EPC技術(shù)人員進(jìn)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(kāi)發(fā)了符合項目標準的Intools文件以規范EPC設計，針對各EPC的系統設計輸出文檔也按照標準化進(jìn)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(shí)際經(jīng)驗的項目執行隊伍。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(shù)水準。

—采用有實(shí)踐經(jīng)驗的系統技術(shù)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(shù)能力的國內外專(zhuān)家作為技術(shù)支持，同時(shí)在汲取前期項目經(jīng)驗的基礎上，開(kāi)發(fā)出最符合福煉一體化項目特點(diǎn)系統軟硬件架構及執行策略。

—遵循完整嚴密的工作責任矩陣。在項目執行的各個(gè)階段，均按責任矩陣分工，切實(shí)落實(shí)工作界面和內容。

3.1.3在技術(shù)方面，對系統的可靠性要求較高，要求維護方便

— 根據各EPC的基礎設計和詳細設計，合理地為每套裝置配置系統。

— 每套裝置中的每個(gè)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(chē)系統SIS和必要的火災及有毒有害氣體監測系統。

3.1.4 項目進(jìn)度影響因素較多，變更較為頻繁

— 設置合理的項目進(jìn)度表，采用贏(yíng)得值法繪制S-Curve曲線(xiàn)。

— 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)現并按規定的流程處理，以免造成質(zhì)量與進(jìn)度問(wèn)題。

3.1.5 現場(chǎng)安裝質(zhì)量要求較高，多個(gè)系統同時(shí)聯(lián)調可能性大

— 安排熟悉石化行業(yè)技術(shù)規范要求的廠(chǎng)家儀表自控專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員入廠(chǎng)指導，對EPC、施工商、監理和業(yè)主相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行必要的培訓和現場(chǎng)故障排查處理。

— 項目執行組有完善的計劃和充足的現場(chǎng)服務(wù)人員，可以充分應對各種計劃與非計劃的服務(wù)相應。

— 每套系統均安排專(zhuān)職的責任工程師與項目工程師負責現場(chǎng)調試與開(kāi)車(chē)保運。

3.1.6 系統預維護方案

— 采用PlantWeb數字化工廠(chǎng)管控網(wǎng)解決方案。數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設備管理系統這一平臺管理現場(chǎng)設備，進(jìn)行預維護的開(kāi)發(fā)與應用，便于有計劃地日常維護與停車(chē)大修的實(shí)施。
 

 

 

— 配合業(yè)主建立緊急備件庫及常規備件庫。

— 留下參與項目執行的優(yōu)秀工程師在現場(chǎng)，負責系統的日常維護、問(wèn)題診斷、培訓及優(yōu)化。

— 提供符合業(yè)主要求的售后服務(wù)方案。

3.2 合同執行模式及階段控制和流程

3.2.1 合同執行模式

項目的合同執行模式如下：

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根據各項目框架文件及規范，進(jìn)一步深化設計，并與MICC完成EPC合同的技術(shù)審核與商務(wù)確認，最終由中石化國際事業(yè)公司向MICC發(fā)出商務(wù)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(wù)和職責。
— 定義各方工作范圍。
— EPC詢(xún)價(jià)書(shū)模板及MICC對EPC報價(jià)的要求。
— 工程標準化的制定。
— 項目執行計劃。
— 項目執行進(jìn)度。
— 系統功能設計規格書(shū)。
— 風(fēng)險分析指導。
— 系統結構框架。
— 等等。

階段二Post FEED：

— MICC收到EPC的詢(xún)價(jià)書(shū)后，根據項目框架協(xié)議和EPC的詢(xún)價(jià)書(shū)完成含材料及工程服務(wù)在內的EPC合同報價(jià)，并與EPC完成審核與確認。
— MICC對業(yè)主和EPC完成Ff系統方面知識的培訓。

階段三EPC：

— 基于已批準的FEED文件和EPC的設計規范要求來(lái)執行每一個(gè)項目分包。

3.3項目進(jìn)度控制

MICC系統EPC分包合同的執行通常是從開(kāi)工會(huì )開(kāi)始執行，在得到EPC必要的設計輸入資料后開(kāi)始系統設計、軟硬件組態(tài)及工廠(chǎng)驗收測試，之后是系統交付現場(chǎng)后的現場(chǎng)服務(wù)工作。如下圖所示：

在項目執行階段，對于系統工程詳細設計的質(zhì)量控制上設置了三個(gè)關(guān)鍵審查點(diǎn),包括業(yè)主、IPMT和MICC項目執行人員共同參與：

— 初步設計審查 PDR
— 關(guān)鍵設計審查 CDR
— 系統準備就緒審查 SRR

在完成軟件組態(tài)及硬件集成后，首先對系統進(jìn)行軟硬件的預測試，接著(zhù)進(jìn)行工廠(chǎng)驗收測試Pre-FAT，包括系統整合測試FAT。在交付現場(chǎng)完成安裝、上電等準備工作后，系統先進(jìn)行預現場(chǎng)驗收測試ISAT,在完成儀表回路聯(lián)調后，再完成最終的系統現場(chǎng)驗收測試SAT，至裝置試車(chē)、開(kāi)車(chē)結束。

3.4 項目標準化實(shí)施

3.4.1 FEED工作內容及工程標準化

整個(gè)項目的執行，從設計到安裝階段，都貫穿有統一的標準化。FEED階段經(jīng)過(guò)審核和批準的輸入輸出文檔均為項目標準化的體現。

FEED輸入文檔：

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

FEED輸出文檔：

— MICC系統規范提升
— 系統結構圖的擴充
— MICC所供電纜的規格
— 報警管理體系
— 整體項目進(jìn)度
— MICC文檔提交的修訂
— MICC執行策略的改進(jìn)
— 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(kāi)發(fā)及審批
— 過(guò)程畫(huà)面標準化的完善
— 工程標準化
— FDS的準備和審批
— EPC報價(jià)的準備
— 第三方系統在DCS測試系統上的通訊測試
— EPC及業(yè)主的培訓
— 等等

3.4.2 工程標準化的工作分配

執行于不同EPC分包合同的項目團隊始終都是貫徹于統一的工程與標準化的指導方針下，采用統一的系統功能規格書(shū)進(jìn)行設計，統一接受項目規范的培訓及認證，包括系統組態(tài)，程序文件的開(kāi)發(fā)，全廠(chǎng)性通訊管理等在內的工作都由專(zhuān)職的標準化專(zhuān)家進(jìn)行審核。

3.5 項目執行團隊組織結構

— FEED階段，MICC執行團隊組織結構：

— 項目管理和執行—各方工作關(guān)系圖：

 

 

Owner/PMC作為高層管理協(xié)調部門(mén)主要負責項目指導、政策規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領(lǐng)導，主要負責計劃、成本控制/變更管理、報告、協(xié)調、質(zhì)量及工程標準化等工作。

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

— EPC階段

3.6 質(zhì)量管理

項目管理通常由成本控制、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、HSE及客戶(hù)滿(mǎn)意度這幾部分組成。而質(zhì)量控制則是項目管理中的關(guān)鍵環(huán)節。

艾默生過(guò)程控制有限公司質(zhì)量控制體系是由工程標準化、變更管理、定期技術(shù)審核及預工廠(chǎng)測試這幾個(gè)方面實(shí)現的。如下圖所示：

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

3.7 現場(chǎng)技術(shù)支持

現場(chǎng)技術(shù)支持是項目現場(chǎng)服務(wù)階段的核心。在系統運抵現場(chǎng)之前，MICC組建了項目現場(chǎng)工作組，設置了現場(chǎng)辦公室，負責現場(chǎng)一切相關(guān)工作?，F場(chǎng)工作組成員由具有豐富現場(chǎng)經(jīng)驗、技術(shù)能力強的軟硬件工程師、專(zhuān)家組成。具體工作內容：

— 系統現場(chǎng)開(kāi)箱檢驗支持
— 系統安裝檢查和監督
— Ｆf安裝監督和回路檢驗
— 儀表回路測試支持
— 對業(yè)主、承包商和各項目組的技術(shù)支持和響應
— 現場(chǎng)協(xié)調

4. 項目實(shí)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(gè)公用工程島裝置，它以脫油瀝青為原料，生產(chǎn)整個(gè)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(gè)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(diǎn)：采用部分氧化工藝技術(shù)將脫油瀝青進(jìn)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(guò)酸性氣脫除后（脫H2S等雜質(zhì)）用作燃氣輪機的燃料，燃燒后高溫煙氣進(jìn)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(guò)變換、酸性氣脫除（脫H2S、CO2等雜質(zhì)）和變壓吸附PSA單元生產(chǎn)滿(mǎn)足全廠(chǎng)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(kāi)工鍋爐氣化采用Shell公司的已脫油瀝青為進(jìn)料的液體進(jìn)料氣化技術(shù)，氣化爐、合成器冷卻器、燒嘴為專(zhuān)利設備。酸性氣體脫除采用德國Lurgi公司的低溫甲醇洗技術(shù)。CO耐硫變換無(wú)專(zhuān)有技術(shù)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(shù)，吸附劑、程控閥門(mén)由其成套供貨。制冷采用丙烯制冷系統，擬由供貨商成套提供設備及控制系統。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(guò)熱爐、蒸氣輪機及發(fā)電。該單元的整合技術(shù)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系統設計應用范圍

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

4.1.3 IGCC DCS系統硬件特點(diǎn)

— DCS系統I/O 7,500點(diǎn)，其中硬點(diǎn)為6,000點(diǎn)。
— 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柜內。
— 系統供電來(lái)自雙路UPS電源。
— DCS系統機柜安裝在就地機柜間FAR內，而操作員站安置在中央控制室CCR內。
— DCS系統控制網(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DCS控制器與中央控制室內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內機柜間，而顯示器、鍵盤(pán)、鼠標及音箱位于操作大廳的操作臺上，雙方通過(guò)KVM連接。
— DCS工程師站及其它應用站采用機架式服務(wù)器，安裝在CCR內的機柜間，通過(guò)KVM把信號送至工程師間顯示及操作。
— 設置了AMS站用于現場(chǎng)HART及Ff設備的管理。
— SIS系統與FGS系統和DCS之間采用串行通訊方式連接。
— 部分EPC包設備系統如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通訊方式交換數據。

4.1.4 IGCC DCS系統軟件應用特點(diǎn)

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

— 流程圖畫(huà)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(huà)爐開(kāi)停的E200單元邏輯的特殊畫(huà)面是根據在SIS系統中運行的順控程序自行開(kāi)發(fā)。此類(lèi)特殊應用畫(huà)面總數超過(guò)130張，在開(kāi)停車(chē)過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)的顯示每一步的操作提示、允許、按鈕動(dòng)作、聯(lián)鎖、計時(shí)等狀態(tài)信息。

— 開(kāi)發(fā)并實(shí)現在DCS上操作顯示第三方系統及包設備單元的畫(huà)面。下圖所示為GTG Mark VI系統在DCS上的顯示畫(huà)面：

— 為復雜回路單獨提供邏輯運算畫(huà)面及關(guān)聯(lián)畫(huà)面。

— 輔助開(kāi)工鍋爐、余熱鍋爐及POX過(guò)熱氣化爐等的交叉限幅控制策略均在DCS上開(kāi)發(fā)和實(shí)施。

— 蒸汽系統的主控器控制策略由DCS開(kāi)發(fā)和實(shí)施。

— 變壓吸附單元的控制策略和順控程序在DCS上開(kāi)發(fā)和實(shí)施。

4.1.5 IGCC系統的工廠(chǎng)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系統工程師、EPC設計人員、IPMT及專(zhuān)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(shí)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。
— 為減少現場(chǎng)組態(tài)修改的工作量，FAT工作組用了8周的時(shí)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(zhuān)門(mén)的信號模擬盤(pán)及PLC對所有E200單元邏輯的輸入輸出信號及功能實(shí)現進(jìn)行了完全的仿真測試。在整個(gè)團隊的有效努力下，用了8周時(shí)間完成了一號線(xiàn)氣化爐順控邏輯的測試。

4.1.6 IGCC項目的技術(shù)挑戰

DCS系統面臨的挑戰：

— 使運行在SIS系統中的順控邏輯可以在DCS流程圖畫(huà)面上得到清晰明了地顯示。
— 在整個(gè)EPC工程階段面臨長(cháng)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(zhuān)利商制約，存在不確定因素。
— 對于類(lèi)似“全廠(chǎng)事件驅動(dòng)邏輯”一類(lèi)的全廠(chǎng)性邏輯功能，在DCS系統上實(shí)施前需要進(jìn)行全裝置過(guò)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(guān)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(guò)DCS系統作為操作和顯示窗口，應予以足夠的關(guān)注。

SIS系統面臨的挑戰：

— SIS系統中實(shí)施的開(kāi)停車(chē)邏輯受程序執行時(shí)間限制。
— 無(wú)標準設計組態(tài)文件，需參閱大量的專(zhuān)利商文檔，如STD,FLD等并進(jìn)行相關(guān)轉化。
— 在同一設備順控邏輯執行的不同階段，當多個(gè)動(dòng)作發(fā)生時(shí)需確定其優(yōu)先級。
— 專(zhuān)門(mén)設備的需要。如為了記錄查證SIS時(shí)間，需要配置Tri-logger設備。

界面協(xié)調分工面臨的挑戰：

— DCS系統與SIS系統之間的數據傳輸需滿(mǎn)足項目規范對控制器負荷的要求。
— 一些特殊邏輯，如“全廠(chǎng)事件驅動(dòng)邏輯”不是單純DCS系統可以獨立完成的，而是涉及到相關(guān)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：

— DCS/SIS系統的整合測試如何做到省時(shí)且更有效率。
— 順控程序由于動(dòng)作及響應方式極多，故測試必將耗時(shí)良久。
— “異常工況處理”程序的確認不是由標準程序來(lái)確定，而是更多地根據操作經(jīng)驗來(lái)確認。
— SIS系統中順控的測試需要專(zhuān)門(mén)的類(lèi)似于PLC的程序及專(zhuān)用的測試盤(pán)來(lái)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(jìn)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、分離區、汽油加氫區及低溫罐區組成，其中分離區由急冷、壓縮、冷區、熱區、冷劑壓縮及公用工程單元組成，裝置設計規模為80萬(wàn)噸/年乙烯。裝置專(zhuān)利技術(shù)由ABB Lummus及中石化科技開(kāi)發(fā)公司作為專(zhuān)利商提供相應的工藝包并協(xié)助開(kāi)發(fā)。

4.2.2 乙烯 DCS系統設計應用范圍

— 裂解爐區：1臺氣體爐、4臺輕油爐、3臺重油爐。
— 急冷區：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：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：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：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：一段加氫反應器、脫C5塔、二段加氫反應器、循環(huán)氫壓縮機、穩定塔。
— 低溫罐區：乙烯罐、乙烯泡點(diǎn)壓縮機、丙烯罐、丙烯泡點(diǎn)壓縮機。

4.2.3 乙烯項目DCS系統軟硬件特點(diǎn)

— DCS系統I/O 6,500點(diǎn)，其中硬點(diǎn)為6,000點(diǎn)。
— 22對DeltaV冗余控制器。
— 550個(gè)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柜內。
— 系統供電來(lái)自雙路UPS電源。
— DCS系統機柜分別安裝在兩個(gè)就地機柜間FAR內，而操作員站安置在中央控制室CCR內。
— DCS系統控制網(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DCS控制器與中央控制室內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內機柜間，而顯示器、鍵盤(pán)、鼠標及音箱位于操作大廳的操作臺上，雙方通過(guò)KVM連接。
— DCS工程師站及其它應用站采用機架式服務(wù)器，安裝在CCR內的機柜間，通過(guò)KVM把信號送至工程師間顯示及操作。
— 設置了AMS站用于現場(chǎng)HART及Ff設備的管理。
— SIS系統與FGS系統和DCS之間采用串行通訊方式連接。
— 部分EPC包設備系統如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有助于各種組態(tài)模板的開(kāi)發(fā)和測試。
— 流程圖畫(huà)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(dòng)作和相應，開(kāi)發(fā)了因果圖畫(huà)面。此類(lèi)特殊應用畫(huà)面總數超過(guò)210張，在開(kāi)停車(chē)及日常操作過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)的顯示關(guān)鍵測量值、允許、按鈕動(dòng)作、報警、閥門(mén)開(kāi)關(guān)等聯(lián)鎖狀態(tài)信息。

— 開(kāi)發(fā)并實(shí)現在DCS上操作顯示第三方系統及包設備單元的畫(huà)面。

— 為復雜回路單獨提供邏輯運算畫(huà)面及關(guān)聯(lián)畫(huà)面。
— 裂解爐TOC控制、干燥器順控策略等均在DCS上開(kāi)發(fā)和實(shí)施。

4.2.4 乙烯項目的技術(shù)挑戰

— 項目規模大、工期緊。系統軟硬件設計、組態(tài)、集成和測試的工作量大。
— 超過(guò)60%的現場(chǎng)儀表為Ff設備，網(wǎng)段設計、計算及審核工作量大。
— 現場(chǎng)Ff設備安裝質(zhì)量確認工作量大。

MICC現場(chǎng)團隊在現場(chǎng)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(shù)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(zhì)量，對查處的問(wèn)題一一記錄并整改。附表為Ff設備安裝校驗規范的部分記錄模板：

 

 5. 總結

項目執行成功的關(guān)鍵因素：

— 合同各方包括監督管理方要精誠合作。
— 制定可靠的技術(shù)方案。
— 配備具有豐富項目執行經(jīng)驗的團隊。
— 有足夠的技術(shù)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。
— 堅持項目規范和工程標準化。
— 具有專(zhuān)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行和達成既定目標：

— MICC是現代大型項目的最佳實(shí)踐。
— MICC能應對世界級規模項目執行和運行的挑戰。
— MICC負責系統、儀表和子系統集成。
— 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范，確保工程建設標準化。
— MICC策略是高質(zhì)量、高水平、加快工程建設進(jìn)程、降低生命周期成本的關(guān)鍵之一。

項目及合同執行現狀：

— 福建煉油乙烯項目的順利完成，標志著(zhù)MICC策略在大型石化項目建設上是成功的。
— FF技術(shù)是可靠、穩定、先進(jìn)的技術(shù)。在大型項目上使用FF技術(shù)，可以節約大量的調試、開(kāi)車(chē)時(shí)間和人力。同時(shí)FF技術(shù)和AMS配合使用可以實(shí)現遠程預測維護，實(shí)現工廠(chǎng)的智能化管理，降低生命周期成本，提高經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
— 原老廠(chǎng)煉油部分裝置系統改造已完成，裝置一次性開(kāi)車(chē)成功。新建公用工程、煉油及化工裝置均已順利開(kāi)車(chē)成功并投入生產(chǎn)