智能天然气净化厂建设实践

二〇二三年二月汇报内容

2

2020年，深入学习和贯彻总书记关于网络强国、数字中国的讲话精神，积极适应数字化发展趋势，推进新一代信息技术与石油产业的深度融合，加快推动数字化转型、

智能化发展。一、智能天然气净化厂建设构想以上产300亿、加快500亿、奋进800亿的“三步走”发展战略为目标，西南油气田

公司制定了与之相匹配的信息

化建设规划：2020年全面建成数字化油气田2025年初步建成智能化油气田2030年全面建成智能化油气田一、智能天然气净化厂建设构想p

西南油气田公司发展战略建设模式：新区和老区同步试点；持续优化，全面推广。重点与难点区别规划；统筹安排，加快落实。区区一、智能天然气净化厂建设构想智能净化厂建设范围及模式智能净化厂建设方案新老一厂一平台，一网一平台；生产网:突出现场管控的即时性、安全性、高效性；办公网突出经营管理的前瞻性、

统筹性、全面性。智能净化

设、方案天然气净化厂建设构想一厂建智能净化厂建设方案智能净化厂建设总体架构建设类型建设内容部署位置基础设施建设信息化基础设施改造净化总厂、各净化分厂工控系统建设自动化改造各净化分厂先进控制及在线优化各净化分厂

(

试点+推广

)生产物联网建设分厂物联网数据库各净化分厂(试点+推广)分厂数字化管理平台各净化分厂

(

试点+推广

)总厂生产数据平台净化总厂总厂生产指挥调度中心净化总厂办公网系统建设公司梦想云平台净化总厂作业区数字化管理平台各净化分厂一、智能天然气净化厂建设构想p

与分公司“三步走”发展战略同步序号阶段时间工作内容建成效果1第一阶段2020年至2021年大竹净化厂试点大竹净化厂建成数字化净化厂2第二阶段2022年至2025年净化总厂集成推广净化总厂初步建成智能工厂3第三阶段2024年至2025年分公司推广分公司其他净化厂初步建成智能净化厂4第四阶段2025年至2030年智能化发展净化总厂全面建成智能净化厂5第五阶段2025年至2035年其他净化厂智能化发展分公司其他净化厂全面建成智能净化厂6第六阶段2030年至2035年对标国际石化领域智能化先进企业，进一步优化完善智能化发展净化总厂全面建成国际领先的智能净化厂一、智能天然气净化厂建设构想p

与分公司“三步走”发展战略同步p

智能天然气净化厂建设愿景以“四控两化”(生产运行操作受控、安全环保风险受控、设备设施完整受控、检查维修质量受控、经营管理数字化、辅助决策智能化)为建设需求；以“生产动态全面感知、生产过程自动控制、趋势特征智能预判、辅助决策科学敏捷”为核心能力；以“产品气合格外输、三废达标排放、装置安全高效运行”为建设目标打造国内一流的智能净化厂。

立足需求

(四控两化)

打造能力

实现目标

一、智能天然气净化厂建设构想生产动态全面感知生产过程自动控制辅助决策科学敏捷3趋势特征智能预判412p

智能天然气净化厂特征在自动化、数字化的基础上，综合云平台、物联网、AR/VR、大数据分析、机器学习等新一代智能化技术，构建具有“全面感知、

自动操控、

智能预测、

辅助决策”特征的智

能天然气净化厂。一、智能天然气净化厂建设构想汇报内容

11埃克森美孚：运用科研平台集成共享专业软件、数据分析软件、专业知识等要素，提高多专业跨单位协同研发效率，利用人工智能、大数据分析、分子模拟等数字工具，助力新产品研发、

提高科研成功率

，

利用物联网等与生产现场保持互联，跟踪

应用成果。挪威国油：通过远程网络连接和统一指挥系统建设，建立现场作业的数字孪生系统，支

持国内外采集项目的高效运作；通过人工智

能的实时故障复杂处理专家系统，提供精准

匹配的快速决策支撑；通过基于大数据的安

全系统体系，实现生产动态再提速。二、智能天然气净化厂建设进程p

石油行业智能化现状---国际p

石油行业智能化现状---国内新疆油田

：通过建立完善的油田数据应用体系、优化的决策分析模型、

体系化的生产管理知识库以及共享的油田数据

知识，从而实现生产流程自动化、

系统

应用一体化、

生产指挥可视化、

分析决

策科学化。涪陵页岩气：以建设智能油气田云平台

为基础，重点围绕勘探、开发、生产、集输、生产辅助、QHSE、经营管理等七

项业务域相关应用，在信息标准化体系

和技术支持体系支撑下，最终实现全面

感知、

集成协同、

预警预测和分析优化

四项核心能力。二、智能天然气净化厂建设进程Shell、BP、Exxon

Mobil等国际石油公司，以数据标准化为基础，整合上游各部门的

信息，促进各部门和各业务之间的协同，实现全球范围内7×24远程协作、资产一体化运营。Petronas、Aramco、Statoil等国家石油公司，通过物联网技术，实现实时数据采集与监测，动态优化生产、深入挖潜，提高生产效率和油气采收率。斯伦贝谢、哈里伯顿等石油服务公司，更偏重于知识管理、交流与共享，致力于搭建以

知识资产为中心的协同工作环境，已建成遍布全球的实时作业支持中心(RTOC

)。涪陵页岩气、长庆油田、新疆油田、塔里木油田、大港油田等国内石油公司，全面实施了物联网建设，强化数据采集与管理，并在勘探、开发、生产、工程、经营等领域开展

p

国内外最佳实践总结

(经验启示)最佳实践最佳实践最佳实践最佳实践、22、最佳实践二、智能天然气净化厂建设进程了业务协同与智能应用场景的构建，正在全力推进国内油气企业的数字化转型。p

智能化现状在“十三五”的收关之年2020年，公司经历4个阶段、

取得5项成果、

积

累3条经验，全面建成了以

“两个三化”为代表的数字化油气田；“十四五”阶段将正式开启公司数字化转型、智能化发展新局面。智能油气田三条经验大力开展“两化融合”体系贯标“两个三化”管理迈上新台阶技术进步与管理变革双轮驱动五项成果3个领域基础设施4类油气生产数据7大区域数字化气田8大业务领域专业应用2个智能气田示范雏形二、智能天然气净化厂建设进程四个阶段探索起步阶段单项应用阶段集中建设阶段集成应用阶段生产运行智能调度经营管理精益高效建成一流智能平台综合研究智能协同生产过程智能操控方案决策智能优化形成智能数据生态安全环保智能管控净化总厂是西南油气田公司规模最大、装置数量最多的专业化生产单位，承担着分公司“智能工厂”的规划与建设的主要责任。其开展的智能工厂项目较多，如龙王庙净化厂物联网、忠县分厂数字化巡检平台等项目，也取得较好的效果和成绩。其主导编制的《西南油气田智能净化厂建设方案》，已成为分公司智能净化厂建设的指导性意见和专业标准。p

智能净化厂建设现状对标西南油气田公司智能油气田建设要求，天然气净化厂作为分公司含硫天然气处理一

个不可缺少的环节，其智能化工厂建设的进度落后于分公司智能油气田建设阶段目标要求，

数字化建设起步阶段，2018年开始逐步开展生产物联网建设和部分智能项目试点工作。二、智能天然气净化厂建设进程2019年12月净化总厂发表论文

《智能天然气净化厂建设展望》2020年7月净化总厂发表

论文《天然气净化装置无

人巡检模式探讨及实践》2020年净化总厂正在开展龙王庙净化厂电站智能机器人巡检系统、物资库房智能仓储管理系统

、智慧工厂管理平台等项目建设，大竹净化厂数

字化管理平台、净化总厂自动化作业试点工程项

目建设的可研和初步设计2020年6月公司傅首席主持《西南油

气田智能净化厂建

设方案》审查2020年川西北气矿剑阁净化厂和苍溪净化厂实施智能机器人巡检二、智能天然气净化厂建设进程2018年11月公司气田开发

管理部组织公司相关处室

及二级单位对智能净化厂

方案总体思路进行讨论2017年12月净化总厂在公司净炼化专业技术座谈会上做题目为《智

能天然气净化厂建设》专题报告p

智能净化厂建设进程2020年9月公司开发部对《西南油气田智

能净化厂建设方案》

进行宣贯2018年净化总厂实施厂级科研项目《天然气净化厂

智能工厂建设研究》2020年4月公司傅首席主持智能净化

厂建设思路及方案

讨论会2018年川中油气矿开展磨溪净化厂脱硫溶液发泡拦液预警2018年净化总厂引进分厂实施动设备在线监测系统2018年净化总厂忠县净化厂实施数字化巡检平台建设2017年净化总厂渠县分厂实施110KV电站无人值守2019年净化总厂引进分厂实施数字化巡检平台建设2020年净化总厂自建员

工健康管理系统2020年净化总厂大竹分

厂开展物联网示范工程2019年净化总厂安岳净

化公司实施物联网建设2015年净化总厂龙王庙

净化厂实施物联网建设各个净化厂试点陆续全面铺开建设2020.92023生产物联网系统：利用射频、5G网络、大数据分析等技术，打造集数字巡检、

设备管理、

能源管

控、

智能运行分析、

问题闭环管理、

数据对比、

化

验分析管理、

临时任务督办、

备品备件管理、

能耗

分析、

故障预警、

工作任务到期提醒、

统计分析等

14大功能于一体的智能化平台。能源管控二、智能天然气净化厂建设进程p

净化总厂智能项目简介p

净化总厂智能项目简介总厂动设备在线监测系统：配置振

动、温度探头、传感器、I/O卡件等，实

现对动设备的运行监控、

直观展示、

频

谱分析、

提前预警和故障预防。全面感知平台试点：增设视频安防联动、AR增强现实、人车定位等应

用，结合三维技术直观展示现场的生

产、设备、人员、环境状态和运动轨迹，实现生产、

人员、

环境等要素的

全面感知。二、智能天然气净化厂建设进程。p

净化总厂智能项目简介电站机器人系统建设：系统以室内巡检机器人为核心，结合后台管理系统、高

速网络通信系统及安全高效的电源系统，能够对变电站室内机房、开关室等区域进行远程监视与管控，提升变电站智能巡检系统的管理水平，进一步实现“无人值守、少人值守”的科学管理模式，提升运行维护效率和生产管理水平。二、智能天然气净化厂建设进程p

净化总厂智能项目简介首创性开展已建净化装置二三维数据逆向恢复建模。通过激光点云扫描技术将已有设备设施三维数字模型化，结合单管图、PID图、设备台帐等基础资料，活化PID图，实现装置设备设施数字化、可视化，为实现透明工厂。人员定位、

生产实时数据、设备基础数据等相关数据进行关联，有利用于技术管理、生产运行管理、技术培训、可视化巡检等。二、智能天然气净化厂建设进程p

净化总厂智能项目简介•净化总厂生产指挥调度中心在原来仅有工艺数据和部分视频数据的基础上，接入更多设备状态、安全环境、电力能耗、人员位置、车辆信息、网络传输等全类型数据，并增加生产现场风险作业、工艺卡片、作业许可、检维修记录等管理流程的展示，结合音视频融合技术，强化指挥中心对现场状态的呈现与掌握能力，逐步上移生产现场的监管职能，有效推动偏平化管理的落地，构建“看得见、

叫得通、

调得动、

能预警、

可倒查、

全掌控”的净化业务最

强大脑。

净化总厂生产指挥调度中

心二、智能天然气净化厂建设进程远程诊断视频监控调度指挥生产跟踪音视频融合p

净化总厂智能项目简介•数字化管理平台建设：融合已建系统，开发新系统应用，如动静态数据中心，机器人巡检，生产物联网，承包商管理、厂区门禁管理、设备管理、能耗管理、机泵监测等系统统一平台。实现一厂一平台管理模式。二、智能天然气净化厂建设进程汇报内容

24p

1.基础设施升级---物联网通过OPC接口汇集DCS、FGS数据；通过HART采集器将智能仪表设备的相关数据送到物联网网关，实现对控制系统、

物联网设备实时数据的读取，为设备、仪表健康状况诊断提供数据支撑，实现全面感知。设备是

否正常

未知只有1个数据模拟量数字量开关量脉冲量自动化l

100%采集现场生产数据，快速呈现现场情况，实现对现场仪表、变送器等全面感知；。SCADA

DCS物联网三、净化总厂智能工厂建设展望

设置HART配置(替代手操器):

大数据分析结合：HART数据、

DCS数据、

智能SPD数据

分析得出设备

完整性数据HART采集器

单位,量程,零点,校准,强制电流,…

物联网智能网关一键调用自动调整

快速呈现

现场情况RT

UP

LC

DC

SDCS

深度融

合HART

采集器物联网

网关通用数据:专用数据:p

2.控制系统完善---先进控制系统(APC)针对工艺装置使用先进控制达到优化运行的作用，减少人工干预的操作，降低操作人员

操作强度，实现精细化操作，确保装置安全平稳、最优化运行。ü提高加工生产能力ü改善控制性能ü降低能耗ü提高回收率ü提高产品质量ü提高装置生产平稳与安全性上下限及稳态目标值稳态优化模块动态控制模块操作变量

稳态目标值动态预测与操作变量相关的经济性指标DCS/实

时

数

据

库三、净化总厂智能工厂建设展望SP

SP

SP

OP

SP

SP

OP

SP

SP

SP10

SP11

SP121

2

3

4

5

6

7

8

9预测模块操作人员控制工程师控制变量

稳态目标值设定值

阀位值稳态预测参数整定操作变量受控变量操作变量p

3.控制系统完善---自动化作业通过增加或完善控制系统功能，实现转动设备、

过滤器、

换热器等的自动启停、

切换

，

实现锅炉自动排污以及锅炉系统/循环水自动加药等环节的自动化作业，进一步提升生产装置自动化控制水平。三、净化总厂智能工厂建设展望l

将员工从繁杂的体力劳动中解脱出来，同时降低员工暴露在危险环境中的频率，降低员工安全和健康风险；执行元件传感器p

4.生产网智能应用---智能预测预警利用大数据分析技术，对工艺、

设备、

安全、

环保关键监控点位进行智能预测分析

，

在报警发出前实现预测和预警，为现场技术和操作人员及时采取措施争取更多时间，以便

操作人员提前做出判断和调整，降低生产装置非预见性事故事件。l

规避传统人工监控方式中依赖经验的判断方式以及时常发生的误判、疏忽等缺点，提高装置异常管理水平。作业现场液位压差历史发泡事件三、净化总厂智能工厂建设展望机理模型模糊数据理论、大数据分析方法发泡预警模型利用5G、物联网技术、智能头盔等先进技术和智能设备，实现生产现场人员安全管控；利用视频分析、AR/VR以及数字孪生等技术，实现现场作业标准化管理，提升作业安全管控

水平；利用GPS、北斗定位系统，结合GIS和FGS系统，实现现场有毒有害气体泄漏之后安全

导航，以快速、

准确的逃生路线引导人员撤离至安全区域，切实保障人员的生命安全。p

5.生产网智能应用---生产现场全方位感知三、净化总厂智能工厂建设展望p

6.办公网智能应用---净化智能管理一体化平台基于净化业务数据池数据，集成A5、E7、设备综合管理等上级统建系统，实现所需数据和表单的自动推送，解决反复录入问题，提升数据即时性和准确性；搭建总厂统一化、标准化的设备、安全、环保、能源、工艺、仿真培训等应用，凸出管理层面所需的大数据综合分析与辅助决策。三、净化总厂智能工厂建设展望通过自动化与智能化手段相结合，提升生产装置智能化运行水平，人员暴露在危险环境中的频率大大降低，作业人员数量减少，避免和杜绝人员伤亡事故事件的发生。建设后：生产现场无限接近100%自动操控，包括：远程自动巡检、设备自动切换与启停、过滤器在线式清洗、空氮、锅炉、硫冷凝器排污、加药自动控制等，极大