2016 «honeywell · mv cv dv Задание уровня пульпы Задание расхода...

Российская конференция 2016

«Honeywell – Отвечая на вызовы времени»

ПЕРСПЕКТИВЫ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ В РОССИЙСКОЙ ГОРНОРУДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Антонов Александр

21.09.2016

Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.

Что такое «APC»

• APC – аббревиатура Advanced Process Control

• Это означает:«Усовершенствованное управление технологическим процессом»

• Русскоязычный термин: Система Усовершенствованного

Управления Технологическим Процессом (СУУТП)

• В основе СУУТП от Honeywell лежит технология Model Predictive Control (MPC) – многопараметрическое управление на основе

прогнозирующей модели

• СУУТП является надстройкой над РСУ


Входные (управляющие) переменные (MV)

Выходные (контролируемые)параметры (CV)

Наблюдаемые возмущения (DV)

Расход пара

Подвод тепла

Положения клапанов

Качество продуктов

Состав продукта

Расход продукта

Температура воздуха (день/ночь) Качество сырья

Как работает APC

• APC-система управляет набором параметров (управляющие), задавая либо уставкирегуляторам (SP), либо напрямую выходы на клапаны (OP).

• При этом, она следит, чтобы другие параметры (контролируемые) соответствовали

требуемым уставкам, односторонним или двусторонним ограничениям.

• Если на установке существуют наблюдаемые возмущения, которые измеряются, но не

используются для управления, то АРС компенсирует их изменения примерно так, как это делается в системах управления по возмущению.

Модель

Экономические цели


© 2015 by Honeywell International Inc. All rights reserved.

Как работает APC3

Дробление

Мельницы ПСИ/СИ

Шаровые/стержневые мельницыФлотацияСгущение

Обжиг

Электродуговые печиКонвертеры

Производство кислоты

Сухая сепарация

• Основано на моделях• Расчеты показателей по косвенным измерениям• Прогноз будущих значений• Обработка ограничений

• Стабилизация режима• Метод воронки и согласованное управление группой

параметров с минимизацией эффекта взаимного влияния• Экономическая оптимизация

• Целевая функция максимизации производительности, минимизации затрат энергии и химикатов

Статистика внедрений по переделам


APC позволяет снять запас по качествуПоказателькачества продукта

Граница спецификации

Запас по качеству

Брак

Низкое качестворегулирования

Хорошее базовое

регулирование

APC

Благодаря чему APC дает прибыль


OPC-интерфейс

APC-системы Honeywell успешно работают на РСУ любых производителей

Интеграция APC и РСУ


Иногда выделяют в отдельный этап

Обследование (3,5 – 4,5 месяцев)

• Стартовое (установочное) совещание

• Уточнение ТЗ

• Предварительный технико-экономический анализ

• Предварительное тестирование

• Отчет по Этапу 1

Проектирование (3,5 – 4,5 месяцев)

• Пошаговое тестирование

• Идентификация моделей ТП

• Подготовка ИТР Заказчика

• Офисные (модельные) испытания

• Техно-рабочий проект

Пуско-наладка и опытная эксплуатация (2,5 – 3 месяца)

• Конфигурирование приложений УУ и интеграция с РСУ

• Пуско-наладочные испытания УУ (системные и технологические)

• Опытная эксплуатация

• Постпроектный аудит (фактический анализ эффективности УУ) и актуализация проектной

документации

Этапы APC-проекта


• Мельницы ПСИ- 7 внедрений- Увеличение производительности от 3 до 10% при стабилизации

качества- Сокращение потребления энергии от 1 до 10% и увеличение

стабильности работы оборудования• Шаровые и стержневые мельницы

- 34 внедрения- Увеличение производительности от 3 до 5% при стабилизации

качества- Сокращение потребления энергии от 3 до 6% и увеличение

стабильности работы оборудования• Флотация

- 9 внедрений- Увеличение извлечения концентрата до 4% при стабилизации

качества• Сгустители

- 4 внедрения- Увеличение извлечения воды около 3%

Опыт АРС в компании CODELCO – 2007-2010гг


Управление измельчением

• Цели управления измельчением- Снижение крупности в пульпе для улучшения извлечения минералов при

� Максимизации производительности� Минимизации энергозатрат� Минимизации подачи воды� Минимизации воздействий на технологический процесс

- Возмущения� Непостоянные крупность и твердость исходной руды� Погода

• Проблемы управления- Длительное время отклика- Взаимное влияние факторов

- Вариации исходной руды� Твердая, Мягкая, Вязкая, Крупная, Мелкая,…

- Повреждения футеровки- Смещение мощности (ПСИ, СИ)- Перелив мельницы (ПСИ, СИ, шаровые)

- Вариации крупности продукта LoadP

ow

er

Ore TypeOre Type


Управление с АРС

Mill

Cyclone

Water

ProductPSM

PT

WT NT JTWT NT JT

Water

DT

FT

SPEED

LT

PIDSP

FT

SPPID

SPEED WT

PID

SP

New FeedFT

SPPID

Profit GrindProfit Grind

ControllerController

Profit GrindProfit Grind


ControlledVariables

ManipulatedVariables


Пример - Медный ГОК компании Codelco Andina в Чили с мельницей ПСИ

Мнение Заказчика: «Технология RMPCT продемонстрировала свою эффективность в процессеполусамоизмельчения, стабилизируя и контролируя уровень внутренней нагрузки в пределахограничений диапазона, заданных оперативным персоналом. Вследствие этого значительноповысилось качество конечного продукта, характеризуемое размером частиц, отправляемых настадию вторичного измельчения. Еще одним положительным результатом, которого мы ожидаем вдолгосрочной перспективе, является защита стальных элементов внутреннего покрытия(лифтеров и футеровки), что продлит срок их службы, благодаря стабильному поведениюмельницы полусамоизмельчения»


Контролируемые переменные

(CV)

Регулируемые переменные (MV) Переменные возмущений

(DV)

W: Вес [тонна]

N: Шум [%]

J: Мощность [кВт] Fpebb: Произведенная галька [т/час]

τ: Крутящий момент [%]

Fff: Скорость подачи свежей руды

[т/час]

ω: Скорость вращения мельницы

[об./мин]

Sol%: Процентное содержание

твердых фракций [%]

Frecirc: Возврат гальки [т/час]

Ffop: Процентное содержание мелкой руды [%]

Пример - Медный ГОК Compania Minera CMDIC в Чили с самой большой мельницей ПСИ (13х7м, 80 тыс.т/сутки)

• Удельное потребление энергии в среднем уменьшилось на 4,5%

• Загрузка свежей руды увеличилась в среднем на 10%


Пример - Золотообогатительная фабрика Pascualama компании Barrik Gold (Чили)


Управление флотацией

• Извлечение требуемого минерала при- Максимизации извлечения

- Получение заданного качества концентрата

- Минимизация добавления реагентов

- Минимизация потребления электроэнергии

• Фокус на первичной флотации для максимального извлечения и снижения рецикла

• Проблемы управления- Разная динамика процессов - воздух и уровни реагируют быстро, эффект от реагентов медленный

- Интерактивный процесс


Схема автоматизации для флотации

Воздух

FT

SPPID

LT

SP

PID

Air

FT

SPPID

LT

SP

PID

Воздух

FT

SPPID

LT

SP

PID

Концентрат

Хвосты

Собиратель

FT

SPPID

Пенообразователь

FT

SP PID

Пульпа

Первичная флотация

Вторичная флотация

Перечистка

pH

ZT

ZT

ZTZT

ZT

ZT

ZT

Camera

ST

Camera

ST

Camera

ST

ZT

FT

LT

ST

Flow

Level

Bubble Speed

On Stream Analyser

Key


Air

FT

SPPID

LT

SP

PID

Air

FT

SPPID

LT

SP

PID

Air

FT

SPPID

LT

SP

PID

Concentrate

Tails

Collector

FT

SPPID

Frother

FT

SP PID

Milling

Roughers Scavengers

Cleaners

pH

ZT

ZT

ZT ZT

ZT

ZT

ZT

Camera

ST

Camera

ST

Camera

ST

Camera

ST

Camera

ST

Camera

ST

ZT

FT

LT

ST

Flow

Level

Bubble Speed

On Stream Analyser

Key

Profit FloatProfit Float


Profit FloatProfit Float


ControlledVariables

ManipulatedVariables

Схема автоматизации для флотации с АРС

MV CV DV

Задание уровня пульпы

Задание расхода воздуха

Подача реагентов

Скорость образования пузырьков

Толщину пены

Качество (если есть)

Подача пульпы

Плотность пульпы

pH


APC – Опыт корпорации Honeywell

• Honeywell – ведущий мировой поставщик решений по усовершенствованному управлению и оптимизации ТП.

• По оценкам международных промышленных консультантов ARC Advisory Group и Frost & Sullivan, Honeywell в течение многих лет занимает первое место на рынке продуктов и решений по усовершенствованному управлению и оптимизации для нефтепереработки (~15%).

• Корпорация Honeywell стояла у истоков APC.Ее линейка APC-продуктов Profit® Suite существует и развивается с начала 1990-х гг. Корпорация активно инвестирует средства в ее дальнейшее развитие.

• За 20 лет выполнено почти 1000 APC-проектов в различных перерабатывающих отраслях, главным образом, в нефтепереработке.


APC от Honeywell – Опыт в России

• Отдел систем усовершенствованного управления и оптимизации ТП («СУУТП и ОТП») существует в ЗАО «Хоневелл» с 2006 г.

• На сегодня Отдел укомплектован

12-ю высококвалифицированными специалистами:

инженерами, старшими и ведущими инженерами,

консультантами.

• При необходимости, мы привлекаем ресурсы

из международных центров компетенции Honeywell.

• За 10 лет своего существования Отдел разработал

собственную методологию реализации проектов,

соответствующую стандартам и процедурам корпорации Honeywell и подтвердившую свою эффективность на российских предприятиях.



• 33 APC-проекта на российских предприятиях (ЛУКОЙЛ, РОСНЕФТЬ, Сургутнефтегаз, Газпром нефть, Башнефть, Фосагро и др.)

• Опыт реализации APC в РФ на установках АВТ, висбрекинга, каталитического крекинга, каталитического риформинга,

изомеризации бензиновых фракций, ГФУ, гидроочистки,

производстве аммиака

• Экономический эффект оценивается в каждом проекте

• Уникальный опыт сопровождения и подготовки заводских специалистов на специальных курсах и в ходе совместной

работы


Перспективные объекты для внедрения APC

• Измельчение

• Флотация

• Энергоемкие переделы:

- Печи кальцинации

- Печи агломерации

- Коксохимическое производство

- Доменные печи

- Электродуговые печи

- Методические печи


Оптимизация всего производства

Blended Coal

Бункер

Грузовая

бункернаятележка

Коксовая печьУдалениекокса

Сухое тушениекокса

Разделитель

Газ/жидкостьДымосос

H2SO4

Отстойникпромывного

ликера

Установка

Сульфатааммония

Установкаполучениябензола

Установкаобессеривания

Сульфат аммония

Нефтяной газ

Flare

АммиакРеакторКлауса

Смола

Светлые продукты

Доменный

газ

Уголь

Центробежныйсепаратор

Получениераствора

фенолаФенолят натрия

Очистка

сточных вод

Газгольдер

Coke

Надсмольная вода

Нафталиновое масло

Сера

Остаточный газ всистему вытяжки

нефтяного газа

Очищенныйкоксовый

газ

Электростанция

для

утилизации тепла

смешанныйCOG

Охладитель/

Осадитель

Profit

Optimizer

Оптимизация всего завода• Координирование и обеспечение

оптимальности кросс-блоков• Улучшение баланса использования

пара/газа• Соблюдение требований по выбросам• Повышение прибыли, ассортимента

продукции

Сульфат аммония• Стабилизация работы• Минимум подачи H2SO4 исвежего каустика

• Улучшение восстановления• Минимизация энергии

Энергетические решения

по сухому тушению

кокса• Повышение утилизации

тепла• Оптимизация выходного

пара• Обеспечение соответствия

выбросов

Установка серы• Максимизация получения• Соблюдение ограничений по

выбросам• Сокращение затрат катализатора• Уменьшение расхода энергии

Управление получением бензола

• Улучшение получения• Стабилизация качества• Минимизация

использования пара/газа• Экономия абсорбционногомасла

Разделение газа/жидкости• Стабилизация

• Улучшение восстановления• Минимизация энергии

Горение в коксовой печи• Стабилизация выхода кокса• Минимизация использования

топлива


Спасибо за внимание!

23

2016 «honeywell · mv cv dv Задание уровня пульпы Задание расхода...

Documents