1.项目概况:
己内酰胺主要用于生产尼龙6 工程塑料(占90 %)和合成纤维(锦纶),目前中国石化巴陵石化、石家庄化纤等几家企业都有己内酰胺装置。己内酰胺生产工艺复杂、装置高度非线性、关联性与时变性,控制精度要求高,同时由于装置的高度非线性及参数之间的强烈耦合性,对操作人员的安全操作提出了很大的挑战。其中的双氧水装置、环己酮氨肟化装置都属具有高危险性的装置,国内同类装置曾发生过多起安全事故。
本课题针对己内酰胺装置的故障特点,应用定性与定量融合的故障诊断技术,开发出故障诊断推理引擎,开发了己内酰胺装置故障监测与诊断软硬件系统并在工业装置上进行了应用示范。所开发的应用软件,可以快速准确的定位生产过程中可能出现的故障,辅以专家系统的在线指导,帮助技术人员迅速处理各种异常状况,从而有效的避免各种紧急状态,甚至非计划停车的出现,保障己内酰胺装置的安全稳定运行。
2.主要成果:
(1)研发了通用专家系统和定性定量故障诊断推理引擎
以HAZOP分析结果为基础,基于SDG的专家系统,实现了在线推理;研发出了基于多种定性定量方法融合的故障诊断技术,并在此基础上开发了一套基于层次诊断模型的混合故障诊断推理引擎。从而实现了对己内酰胺装置各种异常状态的快速识别,大大提高了诊断的分辨率。
(2)开发了“己内酰胺装置安全运行指导系统”
该系统实现了实时数据在线采集、工艺状态监测、故障根原因诊断、安全操作在线指导等功能,可以在线提供对工艺状态监测与故障诊断、对重点监测指标的实时分析等,实现了对装置故障信息管理数字化;提供了丰富的知识库,有助于员工的实时查阅及在线培训。
3.创新点和知识产权:
(1)研发出了基于多种定性定量方法融合的故障诊断技术,并在此基础上开发了一套基于层次诊断模型的混合故障诊断推理引擎,实现了对己内酰胺装置各种异常状态的快速识别,大大提高了诊断的分辨率。
(2)针对石炼化公司的己内酰胺装置,开发了“己内酰胺装置安全运行指导系统”,实现了对己内酰胺装置的工艺状态监测、故障根原因诊断及安全操作在线指导。同时,该系统的事故预案及操作方案知识库解决了企业职工的在岗安全培训和对日常工作管理等问题。该系统在己内酰胺装置上的实施在国内尚属首次,使己内酰胺装置的安全生产与管理水平得到了较大的提升。
(3)申报了1项发明专利(“在线安全运行指导方法”201310488611.0)
4.成果应用情况:
经过石炼化分公司与青岛安工院的共同努力,己内酰胺装置安全运行指导系统于2011年12月上线运行。截止到2012年3月5日,已稳定运行2100余小时,经统计,应用该系统共计发现装置异常报警状况107次,事故隐患成功处置率提高20%,装置运行平稳率得到较大提升。系统自投用以来,通过现场测,试各项功能指标达到了预期目标,专家系统在线给出的提示信息是较为准确和及时的,其反映出的变化趋势和调节方向,与装置的实际状况相当吻合,与操作员的操作调整也基本保持一致。该系统的应用,使己内酰胺装置的安全生产与管理水平都得到了大大的提升。