supSIM智慧仿真培训解决方案

中控一直致力于流程模拟与仿真领域的研究,包含稳态模拟、动态仿真等多种仿真技术解决方案,是中控的核心业务之一。中控智慧仿真培训解决方案不但应用于装置生产开工前设计检验,也应用于操作人员技能培训。通过操作员培训仿真系统的应用能提高生产岗位操作人员、专业技术人员的技术素质,为企业生产的稳定、高效、优化提供助力;同时让操作人员熟练掌握生产装置的事故操作,减少生产装置的停工次数,减少突发性事故和生产过程的误操作,为企业的安全生产保驾护航。

客户挑战

Customer pain point

员工培训:现代工艺的操作更复杂、对人员要求更高、无法实现物理装置上的培训
安全生产:化工行业因安全问题造成每年上百亿元的人员、设备和财产损失
经济利益:非计划停车造成每年上千万元的损失,企业迫切需要减少停车次数、改进工艺流程

方案详情

Solution details

中控凭借自身领先的仿真技术,可根据企业自身需求及装置的实际特点提供全方位的智慧仿真培训整体解决方案,其核心技术涵盖工艺仿真、虚拟控制系统、现场仿真三个部分。本解决方案适用于炼油、石化、化工、电力、冶金、建材、军工、制药等流程行业。
 

工艺仿真
  • 基于严格的热力学和动力学机理,由状态方程求解化学平衡和相平衡,适应于多组分、多相变、有化学反应的复杂体系,具有很好的外延性与基本的传递方程算法;
  • 开发软件具有5000多个组分的物性数据库(含固体组分物性)、12万对二元交互作用参数,有多种状态方程选择;同时借鉴国际领先的流程模拟软件,对装置进行全流程稳态模拟,检查精度和收敛情况。
  • 工艺参数变化趋势与节奏与实际装置一致,工艺参数稳态误差<=3%(装置在平稳运行时刻与实际参考数据间的相对偏差)、动态误差<=5%(装置在非平稳运行时刻与实际参考数据间的相对偏差)。

虚拟控制系统
中控仿真系统的控制仿真采用先进的虚拟控制器技术,即虚拟DPU(Distributed Processing Unit,分散处理单元)技术。虚拟DCS系统可以脱离数据采集及数据运算硬件设备而工作,节省大量硬件投资。

虚拟控制器技术特点:

  • 现激励仿真,完全模拟真实控制器的运行和功能;
  • 可直接使用DCS现场组态,在使用、维护等各个环节均与现场一致;
  • 能够帮助控制工程师和操作人员熟悉和了解DCS,也是DCS控制逻辑的测试、验证与优化完善的最佳工具;
  • 无需开发模拟控制器和模拟控制逻辑,能够有效缩短工程实施周期。

 

现场仿真
中控仿真系统的现场仿真技术支持二维、三维虚拟现实(VR)、半实物等多种模式,可实现全方位的场景模拟,可营造逼真度更高、沉浸感更强的现场操作体验。

 

  • 操作人员技能培训

帮助企业实现新装置开车、停车、稳定生产等操作技能培训;新员工与转岗人员技能培训;在岗人员技能培训;培养一人多岗的技能骨干等。

 

  • 操作技能考核鉴定

针对不同级别的人员进行技能考核和鉴定;举办技能竞赛获技术大比武,帮助企业选拔优秀人员,优化人力结构,建立人才梯队。

 

  • 安全分析事故处理

为装置技术人员提供安全分析实验平台;为装置操作人员提供安全事故培训考核的虚拟场景,减少安全隐患,提高安全紧急响应能力。

 

  • 设计验证工艺优化

对控制系统及安全系统的控制方案、联锁程序进行检验;对工艺和操作规程进行试验、检验及优化;为实际装置的工艺流程、操作规程、控制方案提供测试、验证及研究平台。 

国内首套晋华炉工艺合成氨装置OTS系统


该项目采用先进的晋华炉代替传统的固定床造气炉,合成氨装置全套采用国际最先进的技术,同时采用专利技术回收硫化氢和富裕放空的二氧化碳气体,达到本质上节能减排的目的。 晋华炉是该合成氨装置的核心设备,晋华炉技术是集“水煤浆+膜式壁+辐射式蒸汽发生器+激冷流程”于一体,为“三高”煤气化装备实现本土化提供了新手段,破解了“三高”煤气化难题,对业内具有典型的示范意义。


本OTS项目模拟范围包括磨煤、烘炉、气化炉、汽包、废热锅炉、灰水处理、渣处理等气化炉工段的全部装置。模型采用机理建模,有严格的物料平衡、热量平衡及相平衡计算,完善的设备库,煤的组分用虚拟组分代替,其余组分都有准确的物性库,可调整虚拟组分的参数来模拟不同的煤种对生产过程的影响。

 

模拟过程包括:开停车、正常操作、故障操作

  • 开车过程:煤浆泵水压试验、锁斗空试、建液位、水循环、系统置换、气化炉安全系统调试、水冷壁预热、程控点火、启动闪蒸系统、建立煤浆循环、建立氧气流量、气化炉投料、投料后操作等。
  • 停车过程:顺控停车、手动停车等。
  • 正常生产过程:正常回路的调整,生产负荷的调整、生产工艺参数的调整、锁斗手动排渣等。
  • 故障模拟:气化炉温度过高、泵坏、阀门堵塞、换热器结垢等。

 

仿真效果

  • 稳态过程精度与实际偏差小于1%,动态过程现象符合实际要求,精度小于8%。
  • 采用与实际完全一致的DCS组态,可直接调用实际DCS组态,实现100%操作体验。
  • 直接调试DCS组态及SIS组态,极大的减少了DCS,SIS实际开车过程的调试时间。

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