石油化工工藝集成設計研究
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了石油化工工藝集成設計研究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要：在計算機技術飛速發(fā)展的背景下，國內工程公司的軟硬件配置和信息平臺的環(huán)境越來越先進，許多數字化設計軟件得到了廣泛的應用。工程設計集成系統(tǒng)的應用已成為石化工程公司目前必須關注的課題。因此，本文對石化工藝集成設計中的關鍵問題進行了分析和探討，研究了工藝集成設計的系統(tǒng)構建。
目前國內石油化工工藝的設計工作中，工藝專業(yè)設計使用到眾多的設計軟件，如AspenPlus、PRO/II、HYSYS、CHEMCAD、HTRI等,以及各種工藝設備、管線、流體計算軟件，軟件之間無法自動同步和統(tǒng)一數據源，在設計工作中，工藝人員存在大量的數據重復輸入工作。并且數據修改和版本升級時，各設計軟件彼此之間數據無法自動更新，對下游專業(yè)發(fā)送條件、傳遞數據也容易產生遺漏，造成數據傳遞錯誤，降低了設計質量。此外近年來國內外企業(yè)對于數字化交付的需求逐漸增大，數字化交付要求工藝數據和P&ID錄入集成設計平臺，也需要完成工藝設計的集成平臺建設。借鑒國際先進的經驗，許多國內工程公司工藝專業(yè)啟動了集成設計，實現數據資源和工作程序的標準化和規(guī)范化，并在此基礎上，建立和總結專有工藝技術模型，沉淀和積累工程項目經驗，逐步建立企業(yè)級的工藝數據庫和知識庫。
1石油化工工藝設計特點
石化工程技術復雜，工藝流程長，生產連續(xù)性，工程投資大，裝置布置緊湊，設備、管道數量多，工藝介質通常都具有易燃易爆、高溫高壓、有毒有害等危險性。這些特點導致工藝設計處于十分關鍵的首要地位，將直接影響整個項目的成敗。工藝設計是石化工程建設的“龍頭”，是項目實施的必要前提。石化工程項目的工藝設計可分為項目前期研究、工藝包設計、基礎工程設計、詳細工程設計等幾個主要階段，每個階段之間的連接非常緊密。工藝設計主要內容有計算及確定工藝操作條件，通過物流數據表、工藝流程圖（PFD）、工藝管道及儀表流程圖（PID）對工藝流程進行說明，給出界區(qū)條件，對物料、能量消耗進行平衡，完成設備、儀表、管道等數據表，完成工藝手冊以及衛(wèi)生、安全、環(huán)保說明等工作。工藝設計是整個項目的基礎，工藝數據是下游專業(yè)的設計依據，其設計質量，直接決定整個項目的品質。
2石油化工工藝集成設計的概念和構架
在石油化工領域中，工藝集成設計對比傳統(tǒng)的設計模式，最核心的內容即為“數字化”和“集成”。數字化含義是從設計工具到管理都采用數字化的方法，集成則建立一個擁有豐富接口的平臺，把設計工具軟件、圖紙、數據表集成起來，與平臺的管理和功能模塊應用集成，并能夠擴展與其他系統(tǒng)的集成。石油化工工藝項目系統(tǒng)集成設計用于工藝專業(yè)各設計階段的數據集成，在完成下游專業(yè)數據共享的同時，可以進行文檔管理，對設計中的過程文件、條件往來、版次升級及設計變更都可以記錄下來，供隨時查閱和數據差異的比較。在集成設計平臺中，工藝各種軟件工具與集成平臺無縫對接，可基于該集成平臺實現信息導入、資料共享、數據采集、設計輸出、信息歸檔等功能的銜接，完成項目執(zhí)行全過程的數據管理。工藝集成設計的實質是數據流，要按照實際工藝專業(yè)設計工作要求建立數據流向，即每個設計階段數據都可以自動傳遞至下一個階段，下游專業(yè)都可以正確地接收工藝專業(yè)的設計數據，保證數據的正確性和一致性。通過唯一的數據庫進行管理，對于數據的更改，系統(tǒng)會直接自動更新所有相關的設計數據，無需人工重復輸入，極大的降低了工作量，同時也有效的減少了二次輸入有可能帶來的人為錯誤。同時通過集成平臺也可生成的所需文檔，可供，文檔與數據共存于一個系統(tǒng)中，之間相互關聯，便于管理和查詢。
3石油化工工藝集成設計國內發(fā)展現狀
目前國內已有石化工程公司實現工藝集成，能夠最大限度的滿足工藝集成設計的要求，并在實際項目中取得了顯著的效果。
3.1石油化工工程公司的集成化建設
當前，數字化工廠熱度高起，國內主流大工程公司都已開始布局集成設計，工藝集成設計作為集成設計的基礎，在行業(yè)內，已經進行了很多實踐和研究。其中以中國石化集團公司直屬的中石化煉化工程（集團）股份有限公司（簡稱SEG）、中石油寰球工程公司為典型代表，于2013年就開始與軟件商合作啟動工藝集成設計系統(tǒng)的建設，至今已取得很多成果。并在此基礎上，于2018年完成《石油化工工程數字化交付標準》，為行業(yè)的數字化、集成化建設提供強有力的技術支撐。
3.2石油化工項目業(yè)主的集成化需求
根據《中國制造2025》的精神，中石油、中石化、中化集團等大型國有企業(yè)以及以萬華集團為代表的國內大型、先進的民營企業(yè)都正在積極開展智能工廠的探索與建設工作。其中中石油在信息化建設的指導思想“模擬優(yōu)化、實時優(yōu)化、先進控制、報警管理、三維數字化”中明確將三維數字化作為信息化建設的一個規(guī)劃，堅定不移地推動信息化建設，圍繞提高企業(yè)經濟效益的目標，建設智能化工廠。三維數字化工廠是智能工廠的基礎，而工藝集成設計又是數字化工廠的數據基礎。因此，工藝集成設計在業(yè)主的推動下，有內在的強大動力，也是即將到來的工程設計數字化交付核心一環(huán)，是設計發(fā)展的必然趨勢。。
3.3集成設計典型服務商
目前國內主流的工藝集成技術服務商有鷹圖的SPPID、SPF集成設計，AVEVA的IE&D集成設計，西門子的COMOSFEED、PID集成設計，這三家服務商在國內外擁有廣泛的用戶群和接受度，也有很多的成功案例，在眾多數字化工程和數字化工廠建設項目中，被大量推薦和指定。這些供應商的工藝集成技術以數據為核心規(guī)則驅動集成設計，內含豐富工程數據庫和知識庫，依托設計規(guī)則和質量檢測功能，確保滿足工程要求，同時還可以跟三維設計軟件集成。以上三款商業(yè)化集成軟件代表了當今石化行業(yè)工藝集成設計的最高技術水平，基本功能差別不大，但細節(jié)上和適用性及應用能力存在一些差異。
4石油化工工藝集成設計的發(fā)展趨勢
在信息化數字化的戰(zhàn)略發(fā)展方針指導下，工藝設計作為工程數據的創(chuàng)建者，工藝集成設計的實現是不可能缺少的，這對工程公司本身的業(yè)務發(fā)展也提出了很大的挑戰(zhàn)，需要工程公司從工程的源頭工藝設計出發(fā)，將工藝專業(yè)對應的工程資料和數據有條理的收集、組織、校驗和管理，實現工廠的工程基礎信息數字化。這些成果將作為其它信息化系統(tǒng)的數據參照，解決工廠信息化系統(tǒng)實施過程缺乏基礎數據支撐的問題。將工藝資料、設計文件、設計人員、模擬計算和應用軟件基于工程數據庫和數據流過程集成到平臺上，當工藝集成設計系統(tǒng)完成時，整個工廠的數據不再是零散的對象，它將工廠包含的所有設備、管道、儀表數據聯通和關聯起來，對整個工廠數據可進行整體優(yōu)化和管理。前端工藝設計將得到極大的優(yōu)化，實現精確的數據交付，可以有效的提高生產力和設計質量，加快工程實施的速度，縮短建設周期，達到減少成本和運營風險的目的。同時隨著石油化工設計行業(yè)的深入應用和研究，工藝集成的軟件平臺得到不斷完善和改進，其應用也將會更加廣泛。因此，工藝集成設計，是現代化石油化工工程公司發(fā)展的必由之路。
5結語
面對時代飛速發(fā)展，石油化工工程公司在進步的同時也面臨著日益激烈的競爭和技術革新的挑戰(zhàn)，集成設計和數字化交付已成為工程設計行業(yè)的重要方向。工藝技術先進，技術手段創(chuàng)新，設計質量提升，設計成本下降才能應對更加嚴峻的市場環(huán)境。為了應對挑戰(zhàn)，有必要建立工藝集成設計系統(tǒng)，全面整合工藝數據，簡化工作流程，準確的配置資源，為工程公司的發(fā)展奠定可靠的依據和基礎。
參考文獻：
[1]蔣曼芳.基于石化企業(yè)數字化工廠技術研究，[J].信息系統(tǒng)工程,2015.8.20.
[2]黃靖麗.三維數字化技術在數字化工廠的應用.中國管理信息化,2018(1).
[3]吉利.面對“數字化工廠”工程公司的業(yè)務拓展方向[J].信息技術與信息化,2016(8).
[4]彭穎,胡素萍,朱春田,等.ComosFEED在工藝設計中的應用[J].石油化工設計,2011,28(4):29-31.
作者：艾吉文 單位：中科合成油工程股份有限公司
