自动化仪表在石化行业的应用 专访中石化工程设计师|艾伊科技-凯发网站

石化行业是自动化仪表的重要市场，中石化上海工程有限公司仪电室副主任俞旭波先生表示，当前石化企业采购仪表一直在淡化国产品牌、国外品牌这种地域划分，不再一味追求高端品牌，而是选择性价比高、能够满足工况要求、长期稳定、生产质量具有可追溯性的产品。

 记者：首先，能否简单介绍下您现在的主要工作内容？

　　俞旭波先生：

　　从工程公司的角度，我们的工作主要涵盖：工程设计、工程咨询、工程采购、现场施工指导、开车投运、设计回访和产能标定等内容。按照工作地点又可分为现场工作和办公室工作，分别占30%和70%。现场工作包括开车调试、现场安装指导等，办公室工作以设计为基础，将完成的设计文件及采购文件发送给业主或采购方。

　　随着上海工程有限公司业务领域的不断扩展，业务面向两个发展趋势：一个趋势是承接epc及交钥匙工程，对工程设计、设备材料采购、施工、试运行服务全面负责，这就要求承包商拥有相当的专有技术和丰富的项目经验；另一个趋势是海外工程项目的不断扩大，这就要求熟悉国际工程管理和技术的标准与程序，按照国际惯例运作项目。

　　就我个人而言，主要工作是负责一些大型项目的管理，例如项目前期的筹划、项目的监管，协调项目的进度以及解决设计、施工过程中遇到的技术难题等。

　　还有一项工作是将中石化具有自主知识产权的技术转化为具有成套技术的工业化装置。目前中石化越来越向技术专有化发展，加大科技开发的力度，逐步打破国外技术的垄断。中石化下设的研究院开发出来的专有技术如何转变成工业化，需要工程公司、研究院和其他部门的通力协作。目前参与的技术开发例如：合成气制乙二醇工艺，即从煤气化途径生产乙二醇；生产工艺清洁化的hppo法环氧丙烷工艺，目前世界上只有两家公司拥有相关专利，中石化已经有一条生产线投入试运行，将来要扩大生产规模，实现产量翻一番。其它还包括环氧乙烷工艺包、苯乙烯成套技术、pta装置工艺包等。一个新技术可能是颠覆性的，如果得到推广应用，会节省很大的成本，不被国外技术所牵制。

　　记者：石化行业中会应用到大量的仪表，在选择产品时主要从哪几方面因素进行考虑？dcs、plc这类控制系统又是如何选择的？

　　俞旭波先生：

　　■仪表产品的选择

　　根据是否采用电信号输出，仪表可分为电动仪表（远程传输，remoteinstrument）和就地仪表（直读式，localindicator）两大类，这是最典型的一种分类。另外一种分类方式是根据检测参数的不同，如压力、温度、流量等参数，分为压力仪表、温度仪表、流量仪表等。我们参与的项目中，90%的就地仪表来自国内品牌，只有特殊工况采用国外品牌。事实上，我们现在一直在淡化国产品牌、国外品牌这种地域划分，而是按照国内生产、原装进口来区分。因为很多国外品牌目前在中国都设有独资的生产厂或合资工厂，而且研发部门就在中国本土，例如变送器品牌罗斯蒙特、abb、科隆、e h等等。从中石化目前的项目来看，电动仪表以合资品牌为主，但很少会购买原装进口产品。

　　在选择仪表产品时，主要会从以下几方面进行考虑：

　　（1）长期稳定性：包括产品性能的稳定性和制造工艺的稳定性；

　　（2）市场占有率：一般情况下，我们不会贸然选择一个小众品牌，而是会选择具有一定市场口碑、大部分用户普遍接受的品牌，市场占有率不是作为考核的依据，但能说明该产品在用户心目中的地位；

　　（3）价格的合理性；

　　（4）检验证书、检测报告和检验手段是否符合基本安全的要求。

　　另外，从项目方面来看，假如一个项目的仪表总投资金额为几千万元，可以采取miv（主仪表供货商）总体招标的方式，通俗来讲就是“买大包”，向社会开放进行公开招标单一的供货商。因为量大，价格相对会降低，最终使业主获益。但是价格降低，并不意味着品质要随之降低，中石化对于电动仪表的要求较高，由于石化企业的自动化程度高，要求产品的稳定性比较好。

　　总之，在选择仪表产品时，我们不是一味追求高端品牌，而是选择性价比高、能够满足工况要求、长期稳定、生产质量具有可追溯性的产品。

　　■控制、操作系统的选择

　　控制系统很大一部分与工艺的操作习惯有关，对工艺人员来说就是操作画面和操作方式的方便性，从我们目前接触的国内外大项目来看，工艺操作人员对工艺流程、画面组态、操作要求都有自己的理念，他们有很大的话语权。

　　如果是改造或扩建项目，我们会沿用正在使用的操作系统，如果再安装一套与老工况不同的操作系统，会给工艺操作、管理工作带来不便。新装置如果是一个独立的控制室，则有可能会选择新的控制系统，通过技术评估和商务流程重新进行选择。

　　记者：在贵司负责的工程总承包项目中，自动化仪表的采购流程是怎样的？

　　俞旭波先生：

　　首先业主的招标文件中会提供各类仪表的技术要求和台件数，还会提供一份供货厂商名单（指定品牌的短名单），这两方面确定之后价格一般不会偏差很大。

　　涉及到具体的采购流程，首先将仪表进行分类，第一个原则是满足采购周期，第二个原则是合并同类项，减少采购成本。询价书是采购流程的开始，每个项目都有采购的进度表，分批次按到货时间节点倒过来进行询价工作，以满足项目施工进度。成套系统和特殊变送器、特殊阀门一般交货期为6个月，普通变送器一般交货期3个月，现场仪表交货期为1个月左右。成套系统一般分为dcs系统、sis系统、分析系统，这是三个独立的询价文件，这些系统除了购买硬件，还要根据工艺控制要求、工艺实施方案做好部件集成、组态调试和数据整合工作，所以交货周期长，是第一批发出询价的产品。发询价之后进入采购流程，网上发布招标公告，之后进入商务评标、中标公示、签订合同等环节。

　　作为对社会的承诺，中石化的招标逐渐在向市场开放。比如中石化内部的投资项目，50万元以下的采购合同可以采用邀标方式，50万元以上采用全社会公开招标方式，以上所有的招标信息都在中石化物资采购电子商务平台发布，任何一家有资质的制造商都可以参与竞标。dcs系统、sis系统早已经进入国际化招标程序，为国内制造商提供了共同竞争的平台，这也使得中控、和利时不断发展壮大，在这之前控制系统一直被abb、霍尼韦尔、横河所垄断。

　　另外，为了节约采购成本与时间，中石化对大宗变送器、现场仪表还会采取框架协议招标，即对规格、型号、技术标准基本相同的产品，通过社会公开招标的方式形成统一的制造商，框架协议规定了技术规格和对应的采购单价，非常详细，框架的有效期一般是两年，以此减少招标的频次，提高招标采购效率。这种框架模式，把仪表产品集中起来采购，形成比较大的采购数量，对制造商会产生较强的吸引力，是双方互惠的模式。但是对控制系统的招标不采取框架协议招标，还是采取“一单一招”的操作模式。

　　记者：正确选用仪表类型及控制系统是保证工艺过程正常工作及安全生产的重要前提，能否从工程设计者的角度，分享您在自动化仪表选型方面的经验？

　　俞旭波先生：

　　熟悉各种自动化仪表的特点及功能是对仪表进行选型的前提，这是仪表设计人员需要掌握的基本功。在此基础上，还要尽量了解工艺情况。从现场仪表选型来说，确实有些仪表是为了某个特定工况而开发的，例如测量高温、高压、高粘度，尤其是在聚合物生产和高压加氢工艺会使用到这类特殊仪表，但大部分仪表并不是专门针对于某一特定工况而设计，例如有采用不同测量原理的压力变送器、差压变送器，但本质上都是测量压力。石化装置的工况比较复杂，液体、气体状态下对温度、压力等参数的测量要求也不同，仪表选型和设计安装会有不同方式。要选出满足工况要求的仪表，必须同时对工艺和仪表相当熟悉。

　　其次，我们会尽量选择常规的仪表，例如流量测量通常选择差压流量计、涡街流量计、电磁流量计，满足工艺要求即可，对物料考核才会考虑质量流量计，决不是一味选择高端产品。这也是对刚从事仪表选型人员的提醒，掌握基本功，“把钱用在刀刃上”。

　　记者：工厂安全是石化行业的重中之重，自动化仪表在工厂安全中起到的作用是什么？dcs联锁和sis联锁的区别是什么？

　　俞旭波先生：

　　根据事故后果的严重性，工艺安全涉及三个方面，分别是人身事故、物料损失和环境影响。联锁的设置是根据工艺安全的要求，在紧急状况下将设备和装置导入一个安全的可控状态。

　　dcs联锁属于生产过程中对设备的启动和停止联锁，不涉及工艺安全范畴；而sis联锁大多与人员及设备的安全有关，尤其是停车联锁。前者属于正常操作，而后者属于故障及事故联锁，有严格确定的sil等级（安全完整性等级）。最大的区别就是：dcs联锁在系统故障状态下无法定义安全输出，而sis联锁能够做到。

　　有一个概念我们必须清楚，sis联锁越少说明此装置的工艺设计很“本质安全”，仪表无需提供额外的联锁保护。一个工艺设计，如果你定义了10个以上的sil3工艺联锁，业主不会欣赏这个工艺流程的，因为操作风险太大了。国内设计通常把sil等级提高，其实属于过度保护，所以很多装置会在实际运行后摘除这些不必要的“安全联锁”，但是审批手续又很麻烦。随着工艺安全分析的深入推广，大家逐渐意识到这个情况。

　　sil等级是衡量安全仪表系统的重要指标，仪表安全系统能提供的sil等级高，对装置生产安全具有更可靠的保护能力。石化企业的sis系统必须达到规定的sil等级，现场仪表也应该满足。对于一些重要的联锁回路有必要进行sil回路验算。

　　目前国内厂商也逐渐认识到sil认证的重要性，一些制造商和协会机构正在开展类似工作，进行理论研究和认证培训。这是一个系统性的大工程，涉及理论研究、产品制造、验证、监管、应用等一系列环节，国内刚刚起步，任重道远。

　　记者：就目前的现状，石化行业一些重要的苛刻工况大部分还是采用进口自动化仪表产品，国产品牌无法应对，对国产企业您有哪些建议？

　　俞旭波先生：

　　在装置级别的关键场合，基本上不大会考虑国产品牌，其它工况下会使用国产和合资品牌，合资产品具有性价比高、交货周期合理、k8凯发的售后服务方便等优势，因此所占比例略高一点。

　　石化行业中的确存在目前只能采用进口，国产品牌无法应对的工况，仅以在线分析仪表为例，基本上“被统一为”原装进口产品，例如abb、西门子、横河，国内的厂商主要是做一些维护、配套集成工作。究其原因，分析仪表的应用是从实验室拓展到工业现场的，但实验室的分析仪表大多是从国外引进，从源头上就没有掌握分析仪表的核心技术。另外国外的分析仪表技术较为成熟，有大量的工程应用经验。国内仪表制造企业一直在努力，在其它参数测量上能够替代进口，实现国产化。遗憾的是，在线分析仪表一直是空白点。

　　■对国产企业的建议

　　1、实施精细化管理，加强产品质量控制，保证每道生产工序的完整性检验，降低生产成本不能简化品质控制。

　　2、产品除了具有合格证之外，还要提供各类的检测/检验报告，使产品质量具有可追溯性；

　　3、在市场推广上，例如产品推介会或用户交流会，国内企业对于产品的理论性介绍较少。针对市场上同类型产品，建议从自我的技术特点上进行交流。

　　记者：一方面，石化用户对于自动化仪表的安全性与可靠性要求越来越高，另一方面，石化企业又面临着经济下行压力（例如对设备的成本控制），在为用户选择自动化仪表产品时，如何协调这两者之间的平衡？

　　俞旭波先生：

　　安全性、可靠性与控制成本之间肯定会存在一定影响。随着技术的不断更新，电子模块不断升级，自动化仪表的性能也都在不断完善，安全性和可靠性相应提高，但电子元器件的价格涨幅并不是很大，因此对于单台设备来说，价格的影响并不大。但从整个安全系统来说，冗余度可以提高系统的安全性/可用性，等于是成倍的增加硬件设施，那么成本就会增加。因此，安全性、可靠性与控制成本之间的平衡，是从整个安全仪表系统来考虑的，不是针对单台仪表。

　　记者：随着新工艺、新装置的更新迭代，对于自动化仪表和仪表专业人员提出了哪些新的要求？

　　俞旭波先生：

　　目前的新工艺、新装置分为两类，一类是国内尚未开发出的技术，只能从国外直接引进；另一类是我们国内自己开发的工艺。

　　对引进的新工艺来说，主反应基本上属于高温、高压，工艺条件苛刻，对自动化仪表的检测、联锁保护提出了苛刻的要求。

　　对于国内新开发的工艺，对仪表人员提出了新的要求。因为工业化装置都是从实验装置转化而来的，实验装置大多数为手动、间歇控制，而工业装置属于连续生产，这就要求仪表专业人员除了掌握仪表选型和基本设计技能外，还要深入了解该工艺的特点和工艺过程控制要求，仪表人员与工艺紧密合作才能来制定控制方案和联锁保护手段。

　　中石化上海工程有限公司（原“中国石化集团上海工程有限公司”，英文简称ssec）创建于1953年，曾用名“上海医药设计院”、“中国石化集团上海医药工业设计院”等，是国内最早从事石油化工、医药、化工工程设计和总承包的大型综合性工程公司之一。

　　上海工程有限公司的主要业务领域分为三大类，一是石化、化纤、煤化工等，二是医药领域和生物化工等，三是环保、电子、轻纺食品、天然气储运工程等；服务范围覆盖工程项目的规划咨询、项目建议书、可行性研究和基础工程设计、详细工程设计，以及工程采购服务、工程总承包、工程项目管理、工程成套技术开发等。

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