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炼油企业油品移动信息化管理

   日期:2007-05-08     作者:管理员    

  油品移动是炼油企业生产流程的重要组成部分,对油品移动的管理直接关系到装置运行是否正常和能否高效。随着石化行业面临市场经济的巨大挑战,生产的精细管理已提到企业管理者的议程上来,其中油品移动信息化管理也自然和紧迫地成为炼油企业生产管理的重要课题。

  一 油品移动业务流程

  1. 炼油企业物流分析

  炼油企业的生产流程是连续的,其物料(液体或气体)根据工艺要求所提供的温度和压力等条件,一方面在塔器中发生物理或化学变化,另一方面又在管道中产生流动。这种物料的流动实际上就是油品的移动,它存在从原油进厂到产品出厂的全过程中,通过物流建立起企业内部的产业链,实现各个环节的最优匹配,确保生产经济运行;通过物流的跟踪和管理,能实现对企业生产过程状态及时和全面的了解和控制;同时,通过对从物流得出相应的价值流的分析和管理,又能有效地控制生产成本,促进企业"低成本、高效益"的实现。

  2. 油品移动设备

  油品移动设备主要包括各种油品储罐、输油管线、机泵、阀门等,通过它们把多个装置和各种设备连接起来,组成了一个炼油厂的企业整体。

  a. 油品储罐

  贮存石油及产品的油罐种类繁

多,结构较复杂,分布面很广。每个炼油厂都有上百个到几百个油罐,油罐单体容量从几千立方米至十万以上立方米,这些油罐按需要组成几个到几十个罐区。罐区贮存的油品性质不同,承担的任务不同,作业方式不同,对它们的管理与要求也就不完全相同。

  b. 输油管线

  输油管线由管道、阀门、管架及各种连接附件组成。各种油品,如原油、成品油、半成品油、石油气体等,都要经过管线进行输送,从而实现炼油厂的连续生产流程。输油管线普遍采用多管系统布置,以满足复杂流程的需要。对黏度大易凝的油品(如原油、渣油、润滑油等)需要加热输送,为减少输送过程的热损失,还应对输油管线进行保温和伴热。

  c. 机泵和泵房

  机泵是给输油管线中的油品移动提供动力,机泵的种类很多,但使用最多的是离心泵。炼油厂的泵房承担着收油、发油、调合、装车、装船等油品移动的任务,其基本的功能是输送油品。泵房的类型是根据油品性质、输送方式和承担任务来确定的。

  3. 油品移动业务流程

  炼油厂油品移动业务流程包括:

  a. 油品进厂移动业务流程

  进厂油品包括原油、蜡油、重油等,主要是原油。供应部门根据企业原油采购计划安排,签订原油采购合同,并把原油到厂的时间计划信息下达到生产调度部门及油品管理部门。后者根据原油到厂计划时间表,做好接卸原油的准备工作。而前者安排原油进厂的输送计划,油品管理部门接到收油指令后,原油罐区开始接收原油,接收完毕,做好油罐检尺计量,并把相关罐情信息反馈给生产调度部门。

  b. 油品出厂移动业务流程

  生产调度部门根据企业销售部门的产品出厂计划,给油品管理部门下达油品出厂指令。后者安排相关的罐区岗位做好油品出厂装车(管输、装船)工作。装油完毕后,做好油罐、槽车、轮船等付油量的检尺计量,并开具出厂计量凭证,把相关罐情信息反馈到生产调度部门。销售部门收到出厂计量单后,生成销售明细台账,开出销售结算发票。

  c. 罐区油品移动业务流程

  油品罐区承担着原料油的接收、贮存、半成品油的中转和成品油的贮存、发送等项任务。罐区油品移动操作业务流程从整体上说可分为3个方面,一是原油进厂、原油和二次加工料供装置、装置产出油品送储罐;二是成品油出厂;三是油罐和油罐之间的油品(半成品、成品)移动,如调和、倒罐、切水等。

  d. 装置油品互供移动业务流程

  生产调度根据生产流程的需要,为安排某一套装置的馏出口组分作为另一套装置的加工原料,下达装置油品互供指令给相关生产装置,相关生产装置收到油品互供指令后,执行付油、收油操作,同时完成对装置侧线的流量计计量,并把相关计量信息反馈到生产调度部门。

  二 油品移动信息化管理功能

 

  1. 油品储运自动化

  a. 油罐计量数据自动采集

  一般有4部分组成:(1)现场数据采集单元,包括温度传感器、压力传感器、液位测量仪表等;(2)一次仪表,包括温度变送器、压力变送器、液位转换器等;(3)二次仪表,如巡回检测仪等;(4)微机监测管理系统,其功能:定时检测油罐的液位、温度、压力;根据罐表和罐温等参数计算储罐的存油量;图形显示油罐的液位和进油、付油各种状态,高低液位超限报警;自动采集的油罐计量数据上网送企业生产管理系统实时数据库。

  b. 衡器计量数据自动采集

  它由电子轨道衡和电子汽车衡及配套的微机计量管理系统完成。前两者的工作原理和结构基本相同,都是由机械秤台面、称重传感器和测量系统3部分组成。而且它们的计量数据自动采集系统的计量准确度较高(0.2~0.3%),具有信号处理、零点跟踪、

速度监测、超速报警、车辆判别、自动称量等功能,能满足计量、生产、销售各种需求。

  c. 泵房自动化

  油品储运过程的一个重要环节是机泵。泵房自动化一般由以下几部分组成:机泵和阀门的遥控;机泵运行状态监测(泵压力、电机电流、轴承温度);机泵启停和阀门开关状态回讯;轴承温度超限报警。

  d. 装车自动化

  铁路槽车和汽车槽车付油自动化能满足计量精确度、简化付油手续、提高付油效率、保证作业安全,正在被炼油企业的管理者认识和采纳。装车自动化系统一般都由计量仪表、控制单元、执行器件和装油鹤管4部分组成。其中的计量仪表大都采用精确度较高的质量流量计,执行器件是高可靠性和高稳定性的电磁控制阀和被动阀(压差活塞阀),控制单元按着预定的付油指令,向执行器件发出控制信号,并接收计量仪表的发油数据,自动完成装车作业。

 

  2. 进出厂管理

  a. 进出厂油品的计量和采集

  一般有以下几种方式:

  (1)储罐计量和采集

  有两种方式:一是采用由一次表、二次表和微机组成的储罐液位监测系统进行计量和采集;二是由人工检尺得到储罐液位,人工录入到现场工作站,根据罐表

和罐温等参数计算出储罐的存油量,然后上网送到系统实时数据库。

  (2)质量流量计计量和采集

  质量流量计的测量精确度较高(液体的测量精确度为读数的±0.10%,气体的测量精确度为读数的±0.50%),可用于进出厂油品的计量,所测数据经相应的微机监测系统和网络设备,上网送到系统实时数据库。

  (3)汽车衡计量和采集

  企业目前用来进行进出厂计量的汽车衡一般已有专门的业务管理软件,实现进出厂数据的采集和录入,但大多数此类系统为单机版软件,数据保存在本地计算机,应增设数据的网络传输功能,实现对进出厂业务的支持。

  (4)轨道衡计量和采集

  企业在采购和安装轨道衡时,一般会获得附送的轨道衡称重系统,负责将称重系统的数据集成到系统的实时数据库,作为统计和查询的基础。

  (5)定量包装线计量和采集

  采集定量包装线包装秤和检测秤的实时称重数据,自动进行包装量的采集和包装袋数的计数,将数据集成到系统的实时数据库。

  b. 进出厂信息管理

  (1)原油水路进厂管理

  原油进厂从码头卸船,经管输进厂原油罐,可以分成运输和进厂罐收两个环节,记录各个环节的计量数据,找出原油水路进厂的途耗。记录每一船的装船量和罐收量,可以计算单船的途耗。输入规定的时间段后,自动统计、查询中间途耗和总途耗,并计算一段时间内的全厂原油进厂数量和途耗。

  (2)产品水路出厂管理

  油品从油品罐发出,中间经过流量计计量,最后流入油船。对应有罐付量、流量计付量、油轮船检量3个量,在财务结算方式中选择此3量中的一个作为财务结算量,一般是以流量计付量为结算量。码头出厂罐信息记录出厂罐的详细信息,例如前尺时间、前油尺、前重量、后尺时间、后油量、后重量。码头出厂流量计信息记录出厂流量计的详细信息例如起始时间、起码、起始温度、起始密度、结束时间、止码、结束温度、结束密度。码头出厂船信息记录出厂船的详细信息,例如油尺、温度、标准密度、实际密度、含水量、VCF值、容积、船检重量。

  (3)管输进出厂管理

  管输进出厂主要指原油批次进厂和产品批次出厂,记录批次起始、中止时间,收付批次跨班的记录每班(8h)结束时间点记录一次仪表读数,并计算质量(仪表计量)。录入每班检尺数据,计算本班罐收量(罐计量)。如果有供方(需方)量的录入供方(需方)量。仪表计量、罐计量、供方(需方)量可分别比较差异,计算绝对偏差、相对偏差,可设置偏差限,偏差超过一定范围报警提示。可根据用户要求汇总一段时间的管输进厂数据,并生成相关单据或报表。

  (4)铁路进出厂管理

  铁路槽车进出厂分为已装产品的槽车(即重车)和未装产品的槽车(即空车)。重车和空车分别过衡称重,两者之差为物料净重。原料进厂时,记录货单量,将轨道衡过衡净重与货单量进行比对,计算绝对偏差、相对偏差,可设置偏差限,偏差超过一定范围报警提示。产品出厂时,计量人员对槽车检尺,通过检尺算量软件计算重量。将过衡量、槽车检尺量、货单量进行比对,计算绝对偏差、相对偏差,可设置偏差限,偏差超过一定范围报警提示。集成或登记铁路进出厂的进出时间,槽车检尺量、空车过衡量、重车过衡量等数据,计算过衡净重,让用户选择结算量,打印进出厂票据。

  (5)汽车出厂管理

  油品经地磅出厂,油品从油品罐发出,最后流入汽车罐。汽车经过地磅称重得出地磅净重,以地磅净重量为结算量。集成或登记汽车衡进出厂的进出时间,空车过衡量、重车过衡量等数据,计算过衡净重,打印出厂票据。

  (6)定量包装线出厂管理

  统计定量包装线的

包装误差,自动进行抽检,计算经济效益,按班形成并打印业务单据。同时提供误差曲线分析等功能。

  (7)原油进厂和产品出厂信息管理功能

  涵盖进出厂水路、铁路、汽车、管输等多种运输方式,满足多程、多环节管理要求。仪表计量、储罐计量、供方(需方)量可分别比较差异,计算绝对偏差、相对偏差,可设置偏差限,偏差超过一定范围报警提示。通过计量、罐量、供方(需方)量的"比对",业务人员根据经验,能及时发现进出厂环节中发生的异常。按照计量业务审核流程的要求,提供各有关部门票据审核功能,审核通过的票据方可进行财务结算。对特定长期客户,可汇总若干进出厂记录开成一张结算单据。可选定进出厂途径,按产品名称、出厂日期查询出厂票据。对已确定的进出厂量,按油品分类进行累计和统计,最后生成各种平衡统计报表(日、周、旬、月、季、年)。

 

  三 油品移动信息化管理实现

  1. 油品移动信息化管理课题提出

  目前,国内炼油企业的生产管理模式大都是: 地区分公司计划部门,根据集团公司的指令和市场的需求,确定分公司的产品结构,给各分厂下达月生产计划;各分厂的生产调度,依据分公司下达的月计划,制

定各生产车间的生产计划,提出具体的产量、质量、能耗等要求;各车间则根据厂调度的生产指令,制定本装置的工艺流程(温度、压力、流量等),并付诸实施;生产调度每24h、或12h、或8h、或4h(非正常生产时随机)从其下属部门,得到流程、质量、储运等方面的上报数据,做出判断,指挥生产。

  2. 油品移动信息化管理目的

  使炼油企业生产管理者对以下要求的实现成为可能:(1)对企业的物流有一个全面和实时的了解,对从原油进厂到产品出厂整个工艺流程的运转过程做到心中有数。(2)实际上,也对各加工装置和各辅助部门的生产状况有一个客观的认知,从中发现生产过程中出现的工艺和技术等方面的问题,有的放矢去加以解决,挖潜增效,不断提高生产的管理水平。(3)实现各生产装置的加工(原料)量、产品产量和损失量之间的平衡;罐区的成品油和半成品油,依据交库量、前日库存量、当日库存量、出厂量,和加工装置生产能力之间的平衡;罐区付给装置的原料和装置收到罐区付过来的原料,以及装置生产的产品回送给罐区和罐区收到装置生产的产品之间量的平衡。(4)准确掌握企业的油品库存,这对生产管理者来说,特别是一些老的炼油企业,能够充分合理地利用有限的储罐,去创造更大的经济效益。(5)如果在油品移动的过程中发生误操作,可从系统的历史操作记录库中查出误操作发生的时间、地点、部位、部门和具体的操作人员,辅助分析事故的起因,从中吸取教训,举一反三,避免今后类似事故重现。

  3. 油品移动信息化管理方案

  油品移动管理信息化总体方案如图所示。

炼油企业油品移动信息化管理如图

  (1)总厂调度根据排产计划和生产实际,编制油品移动的指令,下达到二级调度,个别情况也可直接下达到基层。油品移动操作指令主要有两种:一是起始源和目的源流动连接关系,有:罐与罐、罐与装置、装置与装置和进出厂单元与罐或装置;二是移动操作时物料品种改变或减少,主要有:加工方案改变、半成品调和、产成品交库、脱水、产品升降级等。油品移动操作主要参数有开始时间、结束时间、源和目的地、物料改变前后的品种名称和量。

  (2)油品分厂和管网分厂的二级调度和车间,把总厂的油品移动指令分解成具体的操作程序(如机泵的启停、阀门的开关等),安排到基层班组执行,有时也自主地下达油品移动的指令(具体的操作程序)。

  (3)班组操作人员,通过手持机在网上下载油品移动的具体操作指令,对现场的执行机构进行操作,并通过设置在现场的射频卡系统,读取所在位置的射频卡内置编码,自动获取对应的操作起止源和起止时间。

  (4)最后,通过手持机和客户端工作站的通信,将什么时间、什么位置、实施什么操作等有关信息上网,作为"回执"供有关生产管理人员浏览,并留下历史记录以待查询。

  (5)至此,在各罐区的油罐、阀门和管线分布图、各泵房的机泵和管线分布图和各车间与系统相关的阀门和管线分布图中,对应的执行设备的标识(包括颜色)自动发生变化。

 

  4. 建立油品移动模型

  实现油品移动信息化管理的关键是建立油品移动模型。通过对炼油企业油品移动业务的详细调研,归纳出4种油品移动关系:油品进出厂移动关系;油品装置间互供移动关系;油品储罐和装置间移动关系;油品储罐和储罐间移动关系。

  在对上述业务类型描述的基础上,进行收付关系分解, 统计出不同的业务类型,

  种种收付关系确定的油品移动,是由工艺流程和设备状况所确定,据此建立起油品移动模型,能够实现油品移动调度指令的规范化。这种有序的指令规范化对优化生产起到了十分重要的作用。同时,由于规范化的调度指令涵盖了油品移动的全部操作,因

此对现场各种不符合指令集包含的操作认定为"不合法",从而能避免各类事故的发生,确保企业生产的安稳长满优。

 

  5. 油品移动信息化管理实现

  a. 系统架构

  油品移动管理信息化实现架构是:从总厂调度油品移动指令的下达,到二级调度对所接收油品移动指令的分解、再下达(包括二级调度职责范围的油品移动指令的发布),到基层单位、班组岗位获取程序指令,并最终在现场实施具体操作,以及把完成上级指令的结果予以实时回复,而所有这些信息的下达、传递、获取和反馈,都是在覆盖全企业网络上交互实现的。

  b. 系统组成

  油品移动跟踪由下面4部分组成:(1)调度岗移动指令编辑和下达系统:包括建立指令集及其流程;建立起止源字典和图元库;建立移动可能连接关系字典;建立可视化移动指令编辑和下达界面;建立文本移动指令编辑和下达界面。(2)油品管网岗移动指令编辑和下达系统:包括建立位置点字典及编码;建立移动指令与位置点关系字典;建立移动指令分解编辑和下达界面;与手持机的双向通信接口。(3)操作岗手持机软硬件系统:包括手持机专用应用软件系统;手持机专用硬件系统。(4)现场位置点射频卡系

统:根据油品移动指令的需求设定位置点,在每个位置点安装射频卡,卡内写入位置点的编码。

  c. 系统运行环境

  油品移动跟踪的运行环境,是覆盖全企业的快速高效网络。它的目标,是及时准确地下达、获取油品移动操作的物料名、起始源、目的源和具体实施时间,并对油品移动操作过程进行记录和验证。系统的人机交互采用可视化(GIS)方式,屏幕中的装置、管线、机泵、阀门等元素的颜色标识符合行业标准,直观,醒目,印象深刻。

  d. 系统运行安全

  需要指出的是:油品移动是一个关系重要、涉及面大的系统操作,稍一疏忽就会造成难以想象的事故。从安全生产出发,调度令的下达,分两步操作:首先,把本次调度令的操作步骤和数据库中已有的进行比较:(1)数据库中存在本次调度令的操作步骤,便认为本次操作"合理",可以"执行"。(2)数据库中不存在本次调度令的操作步骤,系统提示"不符合已有油品移动关系"。其次经调度人员检查,如果认为操作步骤是正确的,便可"执行",同时该操作步骤自动存入数据库,成为一条新的油品移动关系;如果认为操作步骤是错误的,只能"退出",重新输入正确的操作指令。这"两步操作"环节的设置,给炼油企业的安全生产加上了一道十分可靠的保险。

  e. 油品移动可视化跟踪

  油品移动是石化企业生产管理的重点之一。油品移动的监控和跟踪是动态的,相关信息主要有移动时间、移动路线、移动流向、移动体积和移动质量,对这些数据的了解,不仅可以帮助生产操作者和管理者清晰地掌握企业生产的运转状态,而且能据此做出符合实际的物料平衡。"油品移动可视化跟踪"能根据现场的实际操作工况,自动组态,自动生成油品移动流程图,可方便地"按储罐"、"按装置侧线"、"按连接分组"进行灵活地查询。


 


 
  
  
  
  
 
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