中國石化工程建設有限公司副總工程師 林融

    伴隨著(zhù)人類(lèi)科技的進(jìn)步與發(fā)展，石化行業(yè)逐漸成為全球經(jīng)濟的重要推動(dòng)力和現代社會(huì )正常運行的重要支柱。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)濟總量大，產(chǎn)品廣泛應用于國民經(jīng)濟、人民生活、國防科技等各個(gè)領(lǐng)域，對促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級和拉動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)具有舉足輕重的作用。

    然而，隨著(zhù)全球能源危機和環(huán)境污染的到來(lái)，用清潔能源替代傳統能源的聲音此起彼伏，這將原本發(fā)展得順風(fēng)順水的石化行業(yè)推入了有些尷尬的境地。

    2014年12月，?？松梨诎l(fā)布了新版《2040年能源展望報告》。這份報告是在詳細分析了近100個(gè)國家、15個(gè)需求領(lǐng)域及20種燃料類(lèi)型后形成的。該報告對2040年前全球能源增長(cháng)趨勢進(jìn)行了預測，形成以下幾組數據：全球能源總需求將增長(cháng)35%。其主要理由是全球將新增20億人口，中產(chǎn)階級人數將顯著(zhù)增加，新興經(jīng)濟體將強勢發(fā)展；可再生能源年均增速將達到6%，約占全球能源需求的15%。風(fēng)能、太陽(yáng)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(cháng)近一倍，這主要是受到以中國為首的亞太地區強勁增長(cháng)的推動(dòng)，屆時(shí)亞太地區將占據全球新增核電能力的75%；傳統能源（化石能源）中，天然氣需求增長(cháng)最快，總體將增長(cháng)65%。其中，50%的新增需求來(lái)自亞太地區，尤其是中國。到2040年，天然氣有望占據全球能源消費總量的25%，超過(guò)煤炭所占比例，煤炭需求2025年后將逐年下降。

    通過(guò)對以上預測數據分析，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能源（化石能源，包括石油、煤炭、頁(yè)巖油等）需求將下降到總需求的約60%。這使傳統石化行業(yè)的轉型發(fā)展迫在眉睫。對此，中國石化工程建設有限公司副總工程師林融也深表認同。他認為，開(kāi)發(fā)替代能源，特別是開(kāi)發(fā)清潔能源、可再生能源已成為世界社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢，因此，如何研發(fā)頁(yè)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(kāi)采及生產(chǎn)技術(shù)，開(kāi)拓清潔能源市場(chǎng)份額，是擺在傳統石油石化行業(yè)面前的緊迫問(wèn)題。

    事實(shí)上，無(wú)論是來(lái)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。這一點(diǎn)對于一直工作在石化行業(yè)多年的林融來(lái)說(shuō)深有體會(huì )。他認為，這些挑戰主要來(lái)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(lái)越突出；原油價(jià)格波動(dòng)，生產(chǎn)成本提高，經(jīng)營(yíng)風(fēng)險加大；世界著(zhù)名石化公司在中國建廠(chǎng)，市場(chǎng)競爭激烈；中東廉價(jià)原料、美國頁(yè)巖氣的高速發(fā)展帶來(lái)的競爭加劇等。

    （2）環(huán)境方面：安全、節能、減排、環(huán)保方面的法律、法規、標準及指標要求越來(lái)越嚴格，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)強勢跨界，加劇了石化行業(yè)競爭。例如：神華、大唐電力、華潤集團、恒力集團、恒逸集團、伊泰能源、久泰能源、聯(lián)想集團等大力投資石化領(lǐng)域。

    （4）伴隨著(zhù)“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)險因素。

    （5）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據等新技術(shù)迅速融入工業(yè)化及商業(yè)化應用，給傳統石化發(fā)展模式帶來(lái)沖擊。

    除此之外，林融表示，煤制油、煤化工企業(yè)還面臨著(zhù)以下特殊挑戰：耗水量大，而富煤地區缺水嚴重；三廢量大，環(huán)保形勢嚴峻；項目投資高，關(guān)鍵設備需進(jìn)口；生產(chǎn)技術(shù)不成熟，能耗偏高；設備維護費用居高不下；煤制油、煤化工技術(shù)人才缺乏；項目布點(diǎn)集中，對市場(chǎng)沖擊大。

    自動(dòng)化技術(shù)助力石化企業(yè)應對挑戰

    幾十年來(lái)，石化行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)隨著(zhù)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工藝及負荷不斷加大，對生產(chǎn)穩定性要求越來(lái)越高，對控制的要求及自動(dòng)化水平也越來(lái)越高，儀表使用越來(lái)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用DCS，控制水平從單參數簡(jiǎn)單控制回路到多變量復雜控制回路，再到現在先進(jìn)控制系統、優(yōu)化控制系統在各種場(chǎng)合都有成功應用的典范。

    應該說(shuō)，我國石化行業(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)應對時(shí)代下的挑戰呢？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，精細化操作與管理，提高能源效率，節能減排，使企業(yè)經(jīng)濟效益最大化；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(zhù)；第三，可使石化企業(yè)的生產(chǎn)運營(yíng)靈活、產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)機動(dòng)、抗風(fēng)險能力強，使企業(yè)的市場(chǎng)競爭力增強。

    “數字化工廠(chǎng)”促進(jìn)控制系統的變革

    幾年前，數字化工廠(chǎng)在人們腦海中還僅僅是個(gè)夢(mèng)想，而今天，它已經(jīng)被應用到汽車(chē)、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)積極響應國家的兩化融合，開(kāi)始了“數字化工廠(chǎng)”、“數字化油田”的建設進(jìn)程，目前，已經(jīng)取得了卓有成效的成果。

    而在這種趨勢的變化過(guò)程中，“數字化工廠(chǎng)”、“數字化油田”也為控制系統的發(fā)展帶來(lái)了重大變革：（1）在ISA S95標準模型的5層網(wǎng)絡(luò )架構中，在第1層現場(chǎng)設備網(wǎng)絡(luò )中廣泛應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)（短距有線(xiàn)通信）、工業(yè)無(wú)線(xiàn)儀表技術(shù)（傳感網(wǎng)——短距無(wú)線(xiàn)通信）、SCADA/RDS技術(shù)（M2M——4G/5G長(cháng)距有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信）、RFID/IR（短距無(wú)線(xiàn)通信）等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和普適測量技術(shù)。（2）在第2層~第4層網(wǎng)絡(luò )中，大量應用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算等新技術(shù)，并與傳統的AMS、AAMS、APC、RTO、RTDB、LIMS、MES、APS、ERP、SCM等應用系統相結合，構成泛在信息網(wǎng)，大幅提高過(guò)程控制系統的能力。（3）在過(guò)程控制系統廣泛應用“瘦客戶(hù)端”、“數據挖掘/數據倉庫”、“可視化/虛擬化”等最新ICT技術(shù)。

    積極推進(jìn)信息化建設

    隨著(zhù)中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，面對經(jīng)濟全球化和社會(huì )信息化的挑戰，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)，與其他傳統行業(yè)相比，信息化在石化行業(yè)的生產(chǎn)運行和管理當中起著(zhù)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(zhù)石化行業(yè)的競爭能力。因此，積極推進(jìn)信息化建設成為了石化企業(yè)的重中之重。

    有別于通用信息管理系統，工業(yè)控制系統有著(zhù)其獨特的特點(diǎn)。因此，林融強調，石化企業(yè)的信息化建設一定要基于工業(yè)控制系統的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。首先，工業(yè)控制系統與生產(chǎn)過(guò)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、自診斷等功能；工業(yè)控制系統需要具備良好的實(shí)時(shí)性，對于特殊工藝過(guò)程要具有高速處理能力；工業(yè)控制系統中所采用的設備、組件、元器件需要采用廠(chǎng)家特殊定制的工業(yè)級產(chǎn)品，如：工作站、服務(wù)器、交換機、電源等；在網(wǎng)絡(luò )和信息安全方面，工業(yè)控制系統與通用信息管理系統有著(zhù)較大區別，如：不能隨意查殺病毒、不能輕易停機等。

    林融認為，石化企業(yè)信息化建設的重點(diǎn)應該放在兩個(gè)方面：第一，要在項目前期階段，如可行性研究報告階段、總體設計階段對信息化建設的總體方案、網(wǎng)絡(luò )架構做出很好的規劃設計，然后在項目實(shí)施階段，如基礎設計、詳細設計、安裝施工、調試開(kāi)車(chē)階段分布落實(shí)；第二，要充分重視解決方案及應用系統。例如先進(jìn)技術(shù)，如APC（先進(jìn)控制）、RTO（實(shí)時(shí)優(yōu)化）、OBS（油品調和）等在國內石化行業(yè)的應用水平參差不齊。其中，合資企業(yè)、“三大油”應用水平較高，民營(yíng)企業(yè)、地方企業(yè)應用水平較低。理念、資金和技術(shù)是制約其發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。在未來(lái)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)濟效益、提高工藝生產(chǎn)操作的穩定性，便于精細化管理等方面加速石油石化行業(yè)節能減排進(jìn)程。

    針對這兩個(gè)建設重點(diǎn)，林融也對自動(dòng)化企業(yè)提出了建議。第一，國內大型石化企業(yè)對自動(dòng)化廠(chǎng)商的工程執行能力要求日趨提高。近十年，MAV模式在國內石化行業(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)的工程項目中得到了普遍應用。除DCS、SIS（安全儀表系統）、AMS（設備管理系統）、OTS（操作培訓仿真系統）等系統之外，像FGS（火災和氣體檢測系統）、CCS（壓縮機控制系統）、MMS（轉動(dòng)設備監視系統）、PLC、MAS（儲運自動(dòng)化系統）、PAS（過(guò)程分析儀系統）、AAMS（先進(jìn)報警管理系統）、APC（先進(jìn)過(guò)程控制）及RTO（實(shí)時(shí)優(yōu)化）等系統是自動(dòng)化企業(yè)與石化企業(yè)合作的方向。第二，隨著(zhù)“三大油”等大型石化國企正在實(shí)施的 “國際化”發(fā)展戰略，需要國際、國內自動(dòng)化廠(chǎng)商大力支持、密切配合，例如：在石化國企對外做EPC項目報價(jià)階段，需要自動(dòng)化廠(chǎng)商配合做儀表、控制系統的預報價(jià)；在EPC項目實(shí)施階段，需要中標的自動(dòng)化廠(chǎng)商做好技術(shù)服務(wù)、系統集成、安裝調試、用戶(hù)培訓、現場(chǎng)試車(chē)等。

    錢(qián)學(xué)森先生曾經(jīng)指出：“信息技術(shù)是測量技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結合的產(chǎn)物，測量技術(shù)是基礎”。所以，林融在采訪(fǎng)的最后強調：“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是智能制造。”

    摘自《自動(dòng)化博覽》2月刊