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赋能硫酸行业高质量发展:中智达先进控制技术助力装置实现“提质、增效、零手动”



在流程工业迈向智慧工厂的征程中,数字化与智能化已不再是选择题,而是必答题。近日,由浙江中智达科技有限公司承建的某知名集团二期80万吨/年硫酸装置先进控制系统(APC)改造项目顺利通过验收。该项目的成功结项,标志着中智达在硫酸行业数字化转型的深度实践中又迈出了坚实一步,也为全行业实现“安全、稳定、长效、满优”运行树立了新的标杆。


硫酸行业痛点深析:从“经验依赖”到“智控协同”
硫酸生产过程是一个典型的分布参数、非线性、大滞后且多变量耦合的复杂系统。传统依靠人工经验和常规PID控制的模式,往往难以应对大扰动下的参数波动,导致操作员劳动强度大,生产指标难以在最优区间内“卡边”运行。由此行业面临诸多深层挑战:
环境敏感度高:酸浓调节极易受环境湿度冷却水温变化影响,由于其大时滞特性,人工调节往往存在严重的滞后性,导致参数波动频繁。
能量利用不平衡:焚硫炉温度波动会直接传递至废热锅炉及后续转化器,导致产汽率不稳定,余热发电效率难以最大化。
设备环境恶劣:高温强腐蚀环境使测量仪表易失真或损坏,传统控制系统难以识别仪表“坏值”,常迫使操作员切回手动模式,劳动强度巨大。


中智达技术路径:全流程闭环控制大脑
中智达凭借多年行业深耕,提炼出一套以IDPC智能动态优化控制软件为核心的技术方案,其中:
多变量模型预测控制(MPC):这是系统的“控制大脑”。它利用预测模型预估过程未来的偏差,采用滚动优化确定最优控制方式,有效解决了硫酸装置中存在的强耦合、大时滞问题。
软仪表(软测量)技术:硫酸装置中某些关键质量指标(如在线酸浓、转化率等)往往难以实时精确测量。中智达通过建立数学模型,利用可测变量实时估算未知变量,为控制器提供精准的信息支撑。
智能专家控制与智能仪表诊断:将资深专家的操作经验转化为逻辑程序,实现设备状态的智能判断和特殊工况下的自主处理。同时,系统能自动识别仪表测量值的跳变、走平或坏值,并自动切回安全模式,为装置保驾护航。

 


通过对工艺过程的深度解析,构建了覆盖全流程的智控引擎。
● 焚硫转化:最优“风磺比”优化控制。针对风机鼓风量测量不准的难题,系统建立相关模型,通过“卡边”操作,最大化催化转化效率。
● 干吸工序:物料与浓度的多权重解耦。采用多变量预测算法,确保产品酸浓度始终处于理想区间。
● 废热锅炉:三冲量液位平稳优化。通过智能算法防止锅炉“干烧”或满液位,大幅提升了蒸汽品质及吨酸产汽率。
● 智能仪表诊断:本质安全卫士。系统每秒采集实时数据,通过统计学算法识别仪表数值的跳变、走平或坏值。一旦确认为故障,系统将自动无扰动切回安全模式,为装置运行保驾护航。

在本次实施的二期硫酸APC项目中,中智达通过部署IDPC智能动态优化控制软件,实现了对焚硫转化、干吸、废热锅炉、HRS(热回收系统)及尾气洗涤等全流程工序的精细化调控。
提质增效成效:数字驱动下的经济跃迁
中智达在硫酸行业的诸多案例积累,转化成了实实在在的经济效益:
平稳度飞跃:在多个80万吨及60万吨硫酸项目中,关键工艺指标(如焚硫炉温度、转化器进口温度)的标准偏差普遍降低30%至60%以上,显著减少了产品质量波动。

PID回路优化与自控率提升


焚硫工段


蒸汽与HRS工段


干吸工段

直接经济增收:

      ● 产汽量提升:通过优化控制,多套装置实现吨酸产汽率提高0.5%至1%以上。以80万吨产能核算,仅此一项年收益可增加近百万元。
      ● 发电效率最大化:在余热发电工序中,通过稳定主汽压力,单套机组发电量提升效果显著,年经济效益增加可达数百万元。

操作模式变革:操作员日均干预频次从上千次锐减至几十次甚至接近零次,下降率超85%,成功实现了从“操作员”向“监护员”的职能转变。

迈向“零手动”与数字化协同(MES集成)中智达正引领硫酸行业由单点控制向全流程零手动(ZeroS)和数字化业务协同演进:
零手动操作(ZeroS):通过“装备精良+工艺优化+控制优化+深度融合”的专项方案,实现装置在正常工况下人工不参与控制,系统自主优化运行。在某典型硫酸装置改造中,报警条数从日均数百条降至不足100条,极大提升了装置的本质安全管理水平。
数字化协同(MES集成):利用工业互联网平台底座,将APC产出的底层控制数据实时回传至MES系统,支持生产调度优化与能效管理。这种“数据互联+业务协同”的模式,打通了从操作控制层到经营决策层的信息流,辅助企业实现科学决策。同时,中智达正积极探索将工业大模型(LLM)应用于故障识别与工艺参数推荐,进一步夯实数字化工厂基础。
中智达在硫酸行业的足迹已遍布全国多个省份,服务对象涵盖众多大型磷肥及冶炼烟气制酸企业。中智达在硫酸行业的足迹见证了工业AI对传统工艺的重塑。凭借ISO15746先进控制国际标准召集人的技术底气和上百套装置的成功实绩,中智达将持续助力硫酸企业在高质量发展的道路上实现跨越式升级。

中国智造,达济天下。 中智达愿与硫酸行业同仁携手,共同成就工业AI的美好愿景。
 


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