2016 «honeywell · mv cv dv Задание уровня пульпы Задание расхода...
Post on 25-May-2020
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
© 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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
APC позволяет снять запас по качествуПоказателькачества продукта
Граница спецификации
Запас по качеству
Брак
Низкое качестворегулирования
Хорошее базовое
регулирование
APC
Благодаря чему APC дает прибыль
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
OPC-интерфейс
APC-системы Honeywell успешно работают на РСУ любых производителей
Интеграция APC и РСУ
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
• 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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
ControllerController
ControlledVariables
ManipulatedVariables
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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»
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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%
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
Пример - Золотообогатительная фабрика Pascualama компании Barrik Gold (Чили)
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
ControllerController
Profit FloatProfit Float
ControllerController
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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.
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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.
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
APC от Honeywell – Опыт в России
• 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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
APC от Honeywell – Опыт в России
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
Перспективные объекты для внедрения APC
• Измельчение
• Флотация
• Энергоемкие переделы:
- Печи кальцинации
- Печи агломерации
- Коксохимическое производство
- Доменные печи
- Электродуговые печи
- Методические печи
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
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
Honeywell Confidential - © 2016 by Honeywell International Inc. All rights reserved.
Спасибо за внимание!
23
top related