华鹤 “黑灯工厂”的大智慧

科技创新,是第一生产力。中海石油华鹤煤化有限公司(以下简称华鹤公司)凭借着一项又一项科研项目,实现了企业生产力的提升,经济指标节节攀升。
在日升日落、云卷云舒的时光流转中,华鹤公司的科研团队全力以赴、拼搏奋进,通过技术引进、校企联合等多元方式,紧密结合企业现有的生产装置与科研条件,积极探索转型升级的新路径,正一步步朝着企业无人化的终极目标——“黑灯工厂”稳步迈进。
自华鹤公司成立科学技术委员会以来,已先后斩获中海石油化学股份有限公司科学技术奖30项,其中包括科技进步二等奖两项、科技进步三等奖一项以及技术革新奖27项,获得授权专利12项,在申专利22项,发表科技论文300余篇,成绩斐然。
“今年做了几个科技项目,目前运行效果非常出色,快来瞧瞧吧!”华鹤公司副总工程师兼复合肥项目组总经理江平热情地向记者发出邀约。
“千里眼”远程问诊控制仪表
正值寒冬。12月4日,室外-22℃的气温,让人感觉格外寒冷。沿着鹤岗的哈萝公路蜿蜒前行,穿过一片银装素裹的红松林后,华鹤公司的厂区便映入眼帘。车间内机器的轰鸣声此起彼伏,宛如充满力量的乐章,而外面升腾的水蒸气,恰似袅袅炊烟,给厂区增添了几分别样的景致。
智能变送器温度监测报警系统,堪称企业仪表安全的智能“巡查员”,有着“千里眼”的美誉。以往,每到“三九”或“三伏”这些最难熬的日子,传统的仪表巡检方式便是安排专人按照固定的频次,前往现场打开仪表箱进行人工查看。厂区内共有256个巡检点,其中20%的点位处于高处,最高的点位距离地面大概有40米左右,每次巡检下来,工作人员都得花费两个多小时,冬天归来时脸上挂满白霜,夏天则是浑身汗水淋漓。
如今,随着智能变送器温度监测报警系统的研发与应用,情况大为改观。它实现了远程随时自检自查,监测仪表能够为控制仪表“问诊”,并出具精准的“诊断报告”,为装置的安全稳定运行开出“良方”,充分彰显了科技创新在自动化减人方面的显著成效,也有效克服了传统控制系统存在的诸多弊端。也正因如此,这个项目荣获了今年黑龙江省“五小”创新二等奖。
“APC”多模量的智能化
时下,华鹤公司最新研发的合成氨工段APC先进控制系统项目,已通过控制软件对DCS控制系统生产过程的关键环节进行了再优化。这不仅显著提高了生产过程的稳定性和效率,还进一步降低了能耗和资源消耗。按照目前的进度计划,变换、低温甲醇洗、液氮洗、氨合成APC控制器预计在12月20日前投用。投用后,氨合成装置将步入智能化控制的新时代。
“我们科技人员利用自主研发的预测控制、模糊控制、多变量自适应优化控制器、自动寻优、大数据滚动迭代自学习、卡边控制、智能仿人工、协调控制等先进技术,可使生产过程中的各工艺变量始终处于最优状态,进而实现无人化操作。今后,还计划将该技术陆续推广应用到热电装置、气化装置当中。项目投入运行后,预计每年可为企业创造效益600余万元。”江平满怀信心地说。
潜在故障难逃“顺风耳”
过去,判断机器是否发生故障,往往依赖人工听设备运行的声音。而如今,随着声纹识别系统建设项目的研发落地,公司在故障预防方面有了质的飞跃,不仅有效避免了运行中的故障发生,还大幅提高了生产效率,有力促进了企业新质生产力的提升。
声纹识别系统的成功研发,给公司设备管理带来了全新的思路。以往设备管理侧重于关注设备的振动、温度等情况,如今在此基础上增加了声纹识别,如同给设备装上了“听诊器”,实现了从设备全生命周期的角度去全方位管理设备的日常运行状态。
华鹤公司技术装备部副总经理林凯介绍:“这套声纹故障诊断系统主要用于设备的故障诊断,其原理类似于医生给病人看病时的‘望闻问切’。我们为每台设备定制化安装了‘听诊器’,它能够实时抓取设备运行时产生的声音数据。传统的故障诊断大多基于振动和温度,而我们的声纹故障诊断系统则更具针对性,会对每一台设备的声音频谱进行实时抓取,并通过分析设备声音的特性,精准判断出潜在的故障隐患,进而为设备的预防性维修提供有力依据,真正做到先知先觉。”
龙江能效“领跑者”
据江平介绍,今年,华鹤公司投入4800万元实施了合成等温变换改造、尿素中压改造、气化余热回收等一系列节能项目,这些项目为公司后续实现低能耗、低成本运行奠定了坚实基础。就拿合成装置的等温变换技术来说,它能够将错位配置的一氧化碳成分在前端进行有效的转化。要知道,一氧化碳如果放在后工序,那就是废气,但放在前工序,它则是宝贵的原材料,等温变换技术恰恰能够将这一原材料“吃干榨净”,发挥出极大的作用。
“尿素装置的中压节能改造项目同样成效显著,改造后,吨尿素的蒸汽消耗明显下降,每吨尿素可节约15千克标煤,生产用能消耗得以降低,生产成本自然也随之下降。围绕‘双碳’目标,今年整个生产环节的用煤量较去年有了大幅减少,去年使用了54万吨原料煤,今年仅用了49万吨。在产量没有出现较大变化的情况下,一年就减少了5万吨煤的消耗,这与节能技术的迭代升级有着密切关联。煤炭用量减少了,最终排放的二氧化碳量必然也会随之降低。目前,尿素装置在黑龙江省已经成为能效‘领跑者’,堪称全省标杆。此外,公司还结合碳中和、碳达峰的要求,与郑州大学共同开展二氧化碳氨化制三聚氰酸项目中试,致力于为碳捕集后再利用探索出工业化途径。”江平说。
企校联手研发“新装备”
企校联手开展的科研项目在这个冬天结出了累累硕果。华鹤公司联合黑龙江省科学院高技术研究院、黑龙江科技大学以及俄罗斯西伯利亚国立工业大学,共同开展水煤浆空化技术研究,基于空化效应水煤浆提浓降粘中试技术研究这一科技成果也应运而生。
走进机器轰鸣的气化制浆车间,随同记者采访的华鹤公司气化部工艺技术经理冯志超介绍:“水煤浆空化主要基于水利空化原理,大家看,我身后的这台就是我们水煤浆水利分化的中试装置,目前它的储备量为15立方米的空化煤浆池。经过试验验证,中试装置所取得的数据与实验室的数据保持一致,这充分证明了我们这项技术在水煤浆领域的应用是切实可行的。现阶段,这套实验装置还将继续深化发展,我们正与黑龙江省科学院、黑龙江科技大学、俄罗斯西伯利亚工业大学展开深度合作,共同研发一套储备量为50立方米每小时的处置装备,预计本月就能制造完成并进行安装。这项技术能够有效降低煤浆的粘度,提高其浓度和稳定性,对于降低企业生产成本有着积极意义。”
该项目预计在2025年2月完成工业放大试验,基于空化效应水煤浆提浓降粘技术有望成为改变中国水煤浆气化技术的龙江原创科技成果,令人充满期待。
产品生产“定制化”
展示厅内摆放着各式各样的化肥样品,它们被装在透明的容器里,形状、颜色、颗粒大小等特征一目了然。江平随手拿起一个样品展示器:“这个是公司生产的大颗粒尿素,主要是为了满足咱们黑龙江东部地区60%用肥的需求。而这个则是我们今年新推出的一款聚核酸复合肥,它是针对黑土地的养分需求,进行定制化生产的一款产品,在今年秋季测产过程中,使用这款复合肥的土地,每垧玉米达到了18吨的好收成。”
针对鹤岗地区施肥结构不合理、肥料养分利用率低等问题,华鹤公司通过测土配方优化施肥方案、提供植物营养方案等一系列优化举措,有效提高了肥料利用率,控制肥料总投入量降低10%,实现了减肥增效,增加了农民的收益。
过去六年里,华鹤公司累计为“北大仓”提供了400余万吨大颗粒尿素,在化肥稳价保供、促进农业增效、农民增收以及助力龙江保障国家粮食安全等方面都作出了积极贡献。
科技投入,毫不吝啬。截至2024年10月,华鹤公司在本年度(科技)研发(R&D)经费投入已达1088万元,较之上年同期增加了10%。不仅如此,技术迭代升级改造投入将近6600万元,研发强度的提升与新技术的应用,为科技创新筑牢了坚实根基。
华鹤公司在今年荣获了黑龙江省尿素装置能效“领跑者”的殊荣,未来将继续深耕“煤头化尾”领域,筑牢黑土粮仓,努力打造更多原创性科技成果,向着数字化“黑灯工厂”的目标奋勇前行。 

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