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YOKOGAWA

横河电机(中国)有限公司

成功案例

日本钟渊化学工业公司

优化控制策略有助于BTG工厂节能,并提高生产效率

应用地点: 日本兵库县高砂市
合同日期: 2009年1月
完工日期: 2010年2月
行业: 化工
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关于钟渊公司

日本兵库县高砂市钟渊公司

日本兵库县高砂市钟渊公司

1949年,钟渊公司脱离钟渊纺绩株式会社后,最初的产品主要有烧碱、肥皂、化妆品、食用油和电线。后来,公司开展多元化业务,涉及聚合物、发酵、生物技术以及电子设备多个领域。现在,业务范围扩展到塑料、EPS树脂、化学制品、食品和药品、医疗器械、电力电子材料以及合成纤维等各种市场。钟渊公司最初于1970年在比利时建立子公司,并相继在美国、新加坡、马来西亚、中国、澳大利亚和越南开展业务,现在已经成长为日本化工企业中在海外开展业务的龙头企业。

钟渊公司在保持全球竞争力的同时,还非常注重环境保护。这一点从以下的企业理念中可以得到很好的诠释: “通过人与技术的创造性融合,共创开拓未来的价值,为保护地球环境并提高人们的生活水平做贡献。”钟渊公司所采取的具体措施包括通过各种生产技术的开发,降低能耗,符合全球环保标准,减少工业废弃物,并降低风险。

背景资料

由于雷曼兄弟破产等事件,导致全球经济低迷的情势下,钟渊公司不断努力降低运营成本。由于公司的高砂工业所是能耗大户,公司发起一项“Advance 17”倡议活动大力削减其能耗。

高砂工业所消耗的燃料和电力基本都用于锅炉、汽轮机和发电机(BTG)设备中。随着原油价格上涨,钟渊公司急需采取对策降低设备能耗。另外,为了坚持企业理念,该公司计划降低其CO2排放。而且,进一步的目标是提高效率,降低人力成本。

挑战

BTG设备由两台锅炉和四套汽轮机及发电机组成,这些设备的能量效率都不尽相同。此外,电价会随着季节和时间不同而变化。公司必须采取措施平衡所有这些设备的运行和维护,使成本最小,同时完全满足高砂工业所的蒸汽和电力需求。实施这个项目之前,BTG设备的操作员每天都忙着实时监视所有过程变量,并手动调节负载变化。由于设备的运行模式多种多样,每个都需要采取不同的流程使成本最小化,因此需要操作员们具有很高水平的技术,相应的,他们的工作压力也很大。


BTG设备概观 运行模式
BTG设备概观 运行模式

解决方案

高砂工业所能源部主管Toshihiko Hayashi先生

高砂工业所能源部主管Toshihiko Hayashi先生

为了提高BTG设备的能源效率,高砂工业所的工程师们想尽一切办法,硬件修改、PID控制和顺序控制策略。考虑到使用运行支持软件包和PIMS时,他们向横河电机寻求帮助,希望横河电机的先进过程控制(APC)解决方案能够与他们现有的控制策略全面集成。

尽管工厂的工程师完全清楚APC解决方案可以实现BTG设备的自动运行,但他们也非常了解自己工厂的复杂性,知道他们需要经验丰富的合作伙伴,以帮助他们应用这项技术,并从中获益。

他们了解横河电机,知道该公司在全球许多过程工业领域中拥有400多个APC解决方案的成功案例,这个合作伙伴是具有创新性、勇于尝试并且值得信赖的。


钟渊公司生产技术和能源部门的工程师们 钟渊公司生产技术和能源部门的工程师们 钟渊公司生产技术和能源部门的工程师们
钟渊公司生产技术和能源部门的工程师们 钟渊公司生产技术和能源部门的工程师们 钟渊公司生产技术和能源部门的工程师们
钟渊公司生产技术和能源部门的工程师们

在这个项目中,通过与高砂工业所同行的密切合作,横河电机团队在CENTUM CS 3000 DCS的监视、控制和操作功能中集成了Exasmoc多变量模型预测控制器和Exapilot操作效率改进软件包。Exasmoc APC控制器通过计算变量调整的顺序,使用模型优化工厂行为。例如,在启停锅炉和涡轮机时可以快速调整设置点。Exapilot软件包可根据经验丰富的操作员的专业技术,通过存储系统流程,实现操作序列的自动化,如工厂启停,产品切换等。


CENTUM DCS,Exapilot和Exasmoc集成
CENTUM DCS,Exapilot和Exasmoc集成

成果

通过CENTUM CS 3000 DCS与Exapilot操作支持和Exasmoc APC解决方案的综合,可完全实现BTG设备的操作自动化,这不仅极大减少了操作员的工作负担,同时减少了85%的报警情况。该工厂现在可更平稳更灵活地运行。不仅提高了操作效率,而且能耗降低了0.21%,CO2年排放量减少1,000吨。改善状况完全符合预期目标。

不久的将来,我们可以看到高砂工业所中能源效率的进一步提高。一系列确保进一步改善的项目正在进行中,不仅包括低负载下稳定性的提高,还包括根据报警分析进行控制策略的优化,减少工厂从日间运行进入夜间运行时的转换时间等。