另一种方式的管道设计

在过程设备的规划和技术设计中，IT系统扮演着什么样的角色呢？仔细阅读这篇有关最佳实践的文章，您就可以知道一个过程设备制造商是如何高效完成其工程项目的。

全球性的经济增长推动了在新过程设备方面及过程设备技术改造方面的投资，同时也带动了石油工业、天然气工业、石油精炼工业和石油化工领域中设计能力的提高，其结果是流程行业在三个重要问题方面进行着不懈的努力。他们必须使工程进展更加高效，而技术人员越来越少；新设计的过程设备应尽可能快的投产使用；招聘以及培养有经验的熟练工人。

为完成这些任务，用户、供应商以及工程和技术设计公司（研发企业）应使他们的工作流程更加合理，尽可能地使用更加易于操作和网络化的工具，并打破原来组织上信息封锁的界限，真正实现信息资源的共享。而这些目标只能由经验丰富的实践家和流程工艺优化技术人员来实现。在完成这些任务的过程中，IT技术解决方案所起的作用不可小视。

边界模糊：“集成化的工程”的趋势

近年来，市场上对流程工艺项目的规划设计和过程设备的技术设计的需求增长幅度很大。合同分包商期望以较少的投资获得较大的回报，能有更好的经济性和设备组件的重复利用性，并且希望了解过程设备整个使用寿命周期内的数据。这些可通过集成化的工程项目来实现，即把项目规划设计与技术设计结合在一起的综合性设计来实现，这也就打破了传统意义上项目规划设计与过程设备具体的结构技术设计之间的界限。另外，在这样一个综合性的设计范围内也容易实现相互合作，带来更大的效益（图1）。

图1  过程设备规划设计的典型流程

今天，规划设计和技术设计的范围、工作流程之间的界限，例如工艺流程设计、过程设备的技术设计、安全可靠性设计、设备成本核算、控制技术设计等等已经不可能再相互分割、互相独立。今天的设计应是流程工艺技术与控制技术以及项目规划设计密切合作的综合性工作，要求对流程生产设备有着更加丰富的知识和了解。同时，流程行业企业有关运行费用（OPEX）和投资费用（CAPEX）的认识也因原材料和能源价格的强力上涨以及过程设备操作复杂性的提高、对过程设备使用灵活性的提高以及主管当局不断严格的要求而有了根本性的转变。

这些趋势也因为更多地使用了流程工艺模拟技术、流程模型技术和IT基础设施而增强。

流程工艺模拟技术的发展

在过去的20年里，流程工艺模拟技术有了很大的发展和进步。推动其发展的动力也由原始的“自动化的规划设计计算”逐渐演变为“集成化的研发过程”，一种有着多种多样技术工作的集体行为——从方案的规划设计到流程工艺设计直到技术性的辅助设计、最终的过程设备安装调试。

工艺模型的发展

在过程设备真正安装、调试之后，用户越来越多地利用流程工艺模型对过程设备的功能进行支持和优化。适合于这类应用的模型有常态模型，动态模型等，它们都可应用操作控制以及过程设备的性能监控。

图2  系统地使用BP能够对过程设备的操作决策起到很好的帮助作用

IT基础的发展

流程行业企业中的IT基础设施在近10年来也有了很大的发展。今天的流程行业企业已经能够通过企业任何一台计算机的界面、在企业各级组织、部门内对过程设备的数据进行访问。从而使得过程设备的工作状况更加清晰、一目了然，这就使得过程设备能够按照不同的工作原理进行工作。设备运行方面、技术方面和计划方面的决策都能建立在统一的信息基础之上。而且整个企业经营所需的信息都由统一的信息管理系统来采集、分类、管理和保存。IT基础也远远的走出了国门，从而使得流程行业企业能够“立足本国，放眼全球”。

另一个发展趋势就是可视化。在使用了SoftGrid软件之后，可以省去在每一台计算机中都安装应用软件、工具软件的麻烦，真正实现软件资源的共享。

流程工艺模拟技术和并行工程的优点

流程行业企业和流程工艺研发设计企业都希望通过网络化在流程工艺研发阶段以外继续得到流程工艺模拟的帮助，加速流程工艺技术的改进提高。在企业日常的生产过程中，也就是在企业一边生产、一边进行设备研发的并行工程中，以及在全球范围内不同项目参加者之间的相互合作中，流程工艺模拟软件的共享也能够带来很多的好处。

例如BP Oil可以用于流程工艺的模拟，以便在过程设备工作的同时对换热器进行监控，保障卫生清洁的优化。如图2所示，在炼油过程中系统的应用BP Oil系统对其预热阶段的操作控制过程有着很大的帮助。

图3  流程行业企业经营过程中流程工艺技术的分类

在详细的模拟软件（以MS Excel作为前端）和过程设备数据访问设备的帮助下，BP系统的使用者和技术人员能够对换热器的污垢积累程度进行监控，制定出相应的清洁措施使换热器的工作得以优化。

经BP对流程工艺优化之后，仅一台原油提炼设备每年可以节约的能源费用高达百万美元（2003年的费用）。

而降低了能源消耗也就相当于减少了CO2的排放，与节能费用对应的相当于每年减少了25?000tCO2。另外，在对换热器的工作过程进行优化之后，炼油厂的生产能力也有了很大的提高，由此而带来的效益高达每年100万美元。

另一个例子是巴斯夫公司提供的并行工程实例。巴斯夫公司在不同地点都有自己的生产厂，拥有自己的大型流程工艺设备。为了最充分地利用各个大型流程工艺生产设备的优点，充分挖掘投资收益率的潜力，巴斯夫公司用并行工程技术来贯彻落实新上的工程方案。这样，既提高了过程设备的生产能力，又降低了设备运行时的费用，同时新上的过程设备项目或者设备改造工程也都得到了优化。在使用流程工艺模拟、费用分析和设备建模工具的基础上，巴斯夫公司为企业未来的进一步发展而研发了适合于项目研发的i-TCM软件工具（智能化总体费用优化工具）。基于i-TCM软件工程进展的同步特性（不同于顺序开展的），因此有可能利用优化改进工具很快地得到一个可靠的、经过了核查的备用方案。这种应用能够在持续性的投资中节省10%~30%的投资费用，每年节约能源费用至200万美元，还能够保证现行的生产计划毫不间断。

小结：灵活性将成为决定性因素

今天，伴随着流程工艺技术中工艺过程的集成，许多企业都在其研发工具软件中集成了大量的企业经营管理过程。通过经济性、效率和灵活性的提高以及更高的透明度和决策准确性，使得他们的研发投资得到更好的回报（图3）。灵活性，即能够灵活地适应不同的企业条件、技术要求的能力将是企业成功的关键因素。