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中國石化工程建設有限公司副總工程師 林融

    伴隨著人類科技的進步與發展，石化行業逐漸成為全球經濟的重要推動力和現代社會正常運行的重要支柱。石化行業資源資金技術密集，產業關聯度高，經濟總量大，產品廣泛應用于國民經濟、人民生活、國防科技等各個領域，對促進相關產業升級和拉動經濟增長具有舉足輕重的作用。

    然而，隨著全球能源危機和環境污染的到來，用清潔能源替代傳統能源的聲音此起彼伏，這將原本發展得順風順水的石化行業推入了有些尷尬的境地。

    2014年12月，埃克森美孚發布了新版《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測，形成以下幾組數據：全球能源總需求將增長35%。其主要理由是全球將新增20億人口，中產階級人數將顯著增加，新興經濟體將強勢發展；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、太陽能和生物質能產業將成為發展速度最快的能源產業；全球核電產能將增長近一倍，這主要是受到以中國為首的亞太地區強勁增長的推動，屆時亞太地區將占據全球新增核電能力的75%；傳統能源（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，尤其是中國。到2040年，天然氣有望占據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。

    通過對以上預測數據分析，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%。這使傳統石化行業的轉型發展迫在眉睫。對此，中國石化工程建設有限公司副總工程師林融也深表認同。他認為，開發替代能源，特別是開發清潔能源、可再生能源已成為世界社會經濟發展的大趨勢，因此，如何研發頁巖氣、煤層氣、生物質能（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技術，開拓清潔能源市場份額，是擺在傳統石油石化行業面前的緊迫問題。

    事實上，無論是來自于清潔能源等外部環境的壓力，還是石化企業自身，都讓一向被看作是能源行業“老大”的石化行業在這個新的時代中面臨諸多挑戰。這一點對于一直工作在石化行業多年的林融來說深有體會。他認為，這些挑戰主要來自于幾方面：

    （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，生產成本提高，經營風險加大；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展帶來的競爭加劇等。

    （2）環境方面：安全、節能、減排、環保方面的法律、法規、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、互聯網及IT等企業強勢跨界，加劇了石化行業競爭。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、聯想集團等大力投資石化領域。

    （4）伴隨著“兩化”深度融合，網絡及信息安全已成為石化企業發展新的風險因素。

    （5）移動互聯網、物聯網、云計算、大數據等新技術迅速融入工業化及商業化應用，給傳統石化發展模式帶來沖擊。

    除此之外，林融表示，煤制油、煤化工企業還面臨著以下特殊挑戰：耗水量大，而富煤地區缺水嚴重；三廢量大，環保形勢嚴峻；項目投資高，關鍵設備需進口；生產技術不成熟，能耗偏高；設備維護費用居高不下；煤制油、煤化工技術人才缺乏；項目布點集中，對市場沖擊大。

    自動化技術助力石化企業應對挑戰

    幾十年來，石化行業自動化技術隨著工藝和裝備技術的不斷發展而發展，從初期簡單的手工操作到連續工藝及負荷不斷加大，對生產穩定性要求越來越高，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用DCS，控制水平從單參數簡單控制回路到多變量復雜控制回路，再到現在先進控制系統、優化控制系統在各種場合都有成功應用的典范。

    應該說，我國石化行業的每一點進步，都有自動化技術在背后的推動。那么，自動化技術又將從哪些方面幫助石化企業應對時代下的挑戰呢？林融指出，第一，自動化技術可提高石化企業的智能化生產水平，精細化操作與管理，提高能源效率，節能減排，使企業經濟效益最大化；第二，可提高石化企業的安全、環保、健康生產管理水平，使企業社會效益顯著；第三，可使石化企業的生產運營靈活、產品營銷機動、抗風險能力強，使企業的市場競爭力增強。

    “數字化工廠”促進控制系統的變革

    幾年前，數字化工廠在人們腦海中還僅僅是個夢想，而今天，它已經被應用到汽車、航空航天、電子等行業。林融告訴記者，中石化、中石油、中海油等特大型石化企業早在10年前就已經積極響應國家的兩化融合，開始了“數字化工廠”、“數字化油田”的建設進程，目前，已經取得了卓有成效的成果。

    而在這種趨勢的變化過程中，“數字化工廠”、“數字化油田”也為控制系統的發展帶來了重大變革：（1）在ISA S95標準模型的5層網絡架構中，在第1層現場設備網絡中廣泛應用現場總線技術（短距有線通信）、工業無線儀表技術（傳感網——短距無線通信）、SCADA/RDS技術（M2M——4G/5G長距有線和無線通信）、RFID/IR（短距無線通信）等物聯網技術和普適測量技術。（2）在第2層~第4層網絡中，大量應用移動互聯網、大數據、云計算等新技術，并與傳統的AMS、AAMS、APC、RTO、RTDB、LIMS、MES、APS、ERP、SCM等應用系統相結合，構成泛在信息網，大幅提高過程控制系統的能力。（3）在過程控制系統廣泛應用“瘦客戶端”、“數據挖掘/數據倉庫”、“可視化/虛擬化”等最新ICT技術。

    積極推進信息化建設

    隨著中國經濟的迅速發展，面對經濟全球化和社會信息化的挑戰，能源企業也不得不把信息化作為技術創新、管理創新和體制創新的重要手段。石化行業是高科技密集型行業，與其他傳統行業相比，信息化在石化行業的生產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的競爭能力。因此，積極推進信息化建設成為了石化企業的重中之重。

    有別于通用信息管理系統，工業控制系統有著其獨特的特點。因此，林融強調，石化企業的信息化建設一定要基于工業控制系統的特點來進行。首先，工業控制系統與生產過程直接相連，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；工業控制系統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；工業控制系統中所采用的設備、組件、元器件需要采用廠家特殊定制的工業級產品，如：工作站、服務器、交換機、電源等；在網絡和信息安全方面，工業控制系統與通用信息管理系統有著較大區別，如：不能隨意查殺病毒、不能輕易停機等。

    林融認為，石化企業信息化建設的重點應該放在兩個方面：第一，要在項目前期階段，如可行性研究報告階段、總體設計階段對信息化建設的總體方案、網絡架構做出很好的規劃設計，然后在項目實施階段，如基礎設計、詳細設計、安裝施工、調試開車階段分布落實；第二，要充分重視解決方案及應用系統。例如先進技術，如APC（先進控制）、RTO（實時優化）、OBS（油品調和）等在國內石化行業的應用水平參差不齊。其中，合資企業、“三大油”應用水平較高，民營企業、地方企業應用水平較低。理念、資金和技術是制約其發展的關鍵問題。在未來幾年中，APC、RTO等技術可以提高產品的產率、收率及合格率，降低綜合能耗，并且利用先進的自控技術以及“卡邊”、“夾點”操作能夠提高經濟效益、提高工藝生產操作的穩定性，便于精細化管理等方面加速石油石化行業節能減排進程。

    針對這兩個建設重點，林融也對自動化企業提出了建議。第一，國內大型石化企業對自動化廠商的工程執行能力要求日趨提高。近十年，MAV模式在國內石化行業得到了廣泛推廣，特別是在以“三大油”為首的一些特大型石化企業的工程項目中得到了普遍應用。除DCS、SIS（安全儀表系統）、AMS（設備管理系統）、OTS（操作培訓仿真系統）等系統之外，像FGS（火災和氣體檢測系統）、CCS（壓縮機控制系統）、MMS（轉動設備監視系統）、PLC、MAS（儲運自動化系統）、PAS（過程分析儀系統）、AAMS（先進報警管理系統）、APC（先進過程控制）及RTO（實時優化）等系統是自動化企業與石化企業合作的方向。第二，隨著“三大油”等大型石化國企正在實施的 “國際化”發展戰略，需要國際、國內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、控制系統的預報價；在EPC項目實施階段，需要中標的自動化廠商做好技術服務、系統集成、安裝調試、用戶培訓、現場試車等。

    錢學森先生曾經指出：“信息技術是測量技術、計算機技術和通信技術相結合的產物，測量技術是基礎”。所以，林融在采訪的最后強調：“切忌為了信息化而信息化，信息化是為企業生產服務的，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