云天化集团是以肥料、玻纤及复合材料、化工新材料为主业的国有综合产业集团,位列中国肥料企业50强首位。云天化天安化工隶属于云天化集团,是国内首批成套大规模引进壳牌煤气化技术,以煤为原料生产合成氨的企业。
项目背景
云南天安化工50万吨/年合成氨装置采用国外知名自动化企业DCS控制系统实现整个生产过程的操作和控制。由于煤制合成氨的特殊性及煤种的复杂性,装置精细化生产还面临诸多挑战,为进一步提高煤制合成氨装置的综合自动化水平,实现装置最优运行,提质增效,天安化工引进和利时先进控制技术,面向煤制合成氨全流程全面部署先进控制系统。
解决方案优势
天安化工50万吨/年煤气化合成氨装置,涵盖煤气化至合成氨的全流程。为实现核心设备壳牌气化炉安全稳定优化的控制,项目团队开发出融合气化炉机理模型与APC先进控制的智能控制系统。
首套气化炉机理模型, 建立差异化技术优势
首次实现了气化炉机理模型部署与运行,气化炉机理模型综合考虑原料煤的工业分析、元素分析、粗煤气组分含量、气化炉工艺参数、热力参数、气化炉设备尺寸、熔渣信息等多维度信息,构建了包含热力学模型和动力学模型的复合系统,可及时获得气化炉内温度分布、燃烧反应热功率、热损失系数及碳转化率,可给予操作人员观测气化炉的有效“眼睛”,为实时优化奠定基础。
APC多变量预测控制优化
项目覆盖了磨煤单元、液氮洗尾气催化燃烧单元、气化单元、氮气系统、变换单元、低温甲醇洗单元、液氮洗单元和氨合成单元。 APC系统投用前后效果对比图如下:
图/气化炉出口CO2含量

图/气化炉出口CH4含量
图/氢氮比
用户效益
云南天安化工煤气化及合成装置APC项目投用后,高度提升整个装置的自动化水平,为用户带来优异的企业管理效率和经济效益。
● 煤气化和合成装置吨氨标准煤耗降低1.03%;
● 煤气化装置PID回路日均投用率达到99.90%,APC回路日均投用率达到99.53%,操作频次降低69.86%以上,关键参数标准偏差平均降幅37.50%;
● 合成装置PID回路日均投用率达到99.11%,APC回路日均投用率达到99.77%,操作频次降低59.51%,关键参数标准偏差平均降幅44.16%。
用户评价
先进控制系统投运至今,系统运行稳定、安全、可靠,优化控制效果明显,天安化工公司对和利时优质的产品技术给予充分肯定,并对项目团队优良的工作作风、过硬的技术水平给予高度赞扬。
云南天安化工APC项目的成功实施,不仅是和利时技术创新能力的集中展现,更是双方长期战略合作的成果结晶。未来,和利时将依托自主研发的软件平台和智能化技术,持续为煤化工行业提供“工艺+控制+优化”的全栈式解决方案,助力企业实现安全、高效、低碳的可持续发展目标。以智提质,以控增效!和利时将与云南天安化工携手共创共赢,谱写煤化工智造新篇章!
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