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中國石化工程建設(shè)有限公司副總工程師 林融

    伴隨著人類科技的進步與發(fā)展，石化行業(yè)逐漸成為全球經(jīng)濟的重要推動力和現(xiàn)代社會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(yīng)用于國民經(jīng)濟、人民生活、國防科技等各個領(lǐng)域，對促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級和拉動經(jīng)濟增長具有舉足輕重的作用。

    然而，隨著全球能源危機和環(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)展得順風順水的石化行業(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年能源展望報告》。這份報告是在詳細分析了近100個國家、15個需求領(lǐng)域及20種燃料類型后形成的。該報告對2040年前全球能源增長趨勢進行了預(yù)測，形成以下幾組數(shù)據(jù)：全球能源總需求將增長35%。其主要理由是全球?qū)⑿略?0億人口，中產(chǎn)階級人數(shù)將顯著增加，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)能將增長近一倍，這主要是受到以中國為首的亞太地區(qū)強勁增長的推動，屆時亞太地區(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，天然氣需求增長最快，總體將增長65%。其中，50%的新增需求來自亞太地區(qū)，尤其是中國。到2040年，天然氣有望占據(jù)全球能源消費總量的25%，超過煤炭所占比例，煤炭需求2025年后將逐年下降。

    通過對以上預(yù)測數(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。對此，中國石化工程建設(shè)有限公司副總工程師林融也深表認同。他認為，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經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢，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)，開拓清潔能源市場份額，是擺在傳統(tǒng)石油石化行業(yè)面前的緊迫問題。

    事實上，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)在這個新的時代中面臨諸多挑戰(zhàn)。這一點對于一直工作在石化行業(yè)多年的林融來說深有體會。他認為，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；原油價格波動，生產(chǎn)成本提高，經(jīng)營風險加大；世界著名石化公司在中國建廠，市場競爭激烈；中東廉價原料、美國頁巖氣的高速發(fā)展帶來的競爭加劇等。

    （2）環(huán)境方面：安全、節(jié)能、減排、環(huán)保方面的法律、法規(guī)、標準及指標要求越來越嚴格，投資大幅度提高。

    （3）煤炭、電力、民營企業(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“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)展新的風險因素。

    （5）移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、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)缺水嚴重；三廢量大，環(huán)保形勢嚴峻；項目投資高，關(guān)鍵設(shè)備需進口；生產(chǎn)技術(shù)不成熟，能耗偏高；設(shè)備維護費用居高不下；煤制油、煤化工技術(shù)人才缺乏；項目布點集中，對市場沖擊大。

    自動化技術(shù)助力石化企業(yè)應(yīng)對挑戰(zhàn)

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

    應(yīng)該說，我國石化行業(yè)的每一點進步，都有自動化技術(shù)在背后的推動。那么，自動化技術(shù)又將從哪些方面幫助石化企業(yè)應(yīng)對時代下的挑戰(zhàn)呢？林融指出，第一，自動化技術(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(jié)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)社會效益顯著；第三，可使石化企業(yè)的生產(chǎn)運營靈活、產(chǎn)品營銷機動、抗風險能力強，使企業(yè)的市場競爭力增強。

    “數(shù)字化工廠”促進控制系統(tǒng)的變革

    幾年前，數(shù)字化工廠在人們腦海中還僅僅是個夢想，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標準模型的5層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，在第1層現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(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)和普適測量技術(shù)。（2）在第2層~第4層網(wǎng)絡(luò)中，大量應(yīng)用移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(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)倉庫”、“可視化/虛擬化”等最新ICT技術(shù)。

    積極推進信息化建設(shè)

    隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，面對經(jīng)濟全球化和社會信息化的挑戰(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)運行和管理當中起著非常重要的作用，信息化實施的程度和實施的成效，在很大程度上影響著石化行業(yè)的競爭能力。因此，積極推進信息化建設(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)有著其獨特的特點。因此，林融強調(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)的特點來進行。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、自診斷等功能；工業(yè)控制系統(tǒng)需要具備良好的實時性，對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(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、不能輕易停機等。

    林融認為，石化企業(yè)信息化建設(shè)的重點應(yīng)該放在兩個方面：第一，要在項目前期階段，如可行性研究報告階段、總體設(shè)計階段對信息化建設(shè)的總體方案、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做出很好的規(guī)劃設(shè)計，然后在項目實施階段，如基礎(chǔ)設(shè)計、詳細設(shè)計、安裝施工、調(diào)試開車階段分布落實；第二，要充分重視解決方案及應(yīng)用系統(tǒng)。例如先進技術(shù)，如APC（先進控制）、RTO（實時優(yōu)化）、OBS（油品調(diào)和）等在國內(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，并且利用先進的自控技術(shù)以及“卡邊”、“夾點”操作能夠提高經(jīng)濟效益、提高工藝生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性，便于精細化管理等方面加速石油石化行業(yè)節(jié)能減排進程。

    針對這兩個建設(shè)重點，林融也對自動化企業(yè)提出了建議。第一，國內(nèi)大型石化企業(yè)對自動化廠商的工程執(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)和氣體檢測系統(tǒng)）、CCS（壓縮機控制系統(tǒng)）、MMS（轉(zhuǎn)動設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)）、PLC、MAS（儲運自動化系統(tǒng)）、PAS（過程分析儀系統(tǒng)）、AAMS（先進報警管理系統(tǒng)）、APC（先進過程控制）及RTO（實時優(yōu)化）等系統(tǒng)是自動化企業(yè)與石化企業(yè)合作的方向。第二，隨著“三大油”等大型石化國企正在實施的 “國際化”發(fā)展戰(zhàn)略，需要國際、國內(nèi)自動化廠商大力支持、密切配合，例如：在石化國企對外做EPC項目報價階段，需要自動化廠商配合做儀表、控制系統(tǒng)的預(yù)報價；在EPC項目實施階段，需要中標的自動化廠商做好技術(shù)服務(wù)、系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、用戶培訓(xùn)、現(xiàn)場試車等。

    錢學(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(jié)合的產(chǎn)物，測量技術(shù)是基礎(chǔ)”。所以，林融在采訪的最后強調(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是智能制造。”

    摘自《自動化博覽》2月刊