【典型项目】和利时APC+气化炉机理模型解决方案驱动天安化工煤制合成氨装置实现全流程协同优化

云天化集团是以肥料、玻纤及复合材料、化工新材料为主业的国有综合产业集团，位列中国肥料企业50强首位。云天化天安化工隶属于云天化集团，是国内首批成套大规模引进壳牌煤气化技术，以煤为原料生产合成氨的企业。

项目背景

云南天安化工50万吨/年合成氨装置采用国外知名自动化企业DCS控制系统实现整个生产过程的操作和控制。由于煤制合成氨的特殊性及煤种的复杂性，装置精细化生产还面临诸多挑战，为进一步提高煤制合成氨装置的综合自动化水平，实现装置最优运行，提质增效，天安化工引进和利时先进控制技术，面向煤制合成氨全流程全面部署先进控制系统。

解决方案优势

天安化工50万吨/年煤气化合成氨装置，涵盖煤气化至合成氨的全流程。为实现核心设备壳牌气化炉安全稳定优化的控制，项目团队开发出融合气化炉机理模型与APC先进控制的智能控制系统。

首套气化炉机理模型，

建立差异化技术优势

首次实现了气化炉机理模型部署与运行，气化炉机理模型综合考虑原料煤的工业分析、元素分析、粗煤气组分含量、气化炉工艺参数、热力参数、气化炉设备尺寸、熔渣信息等多维度信息，构建了包含热力学模型和动力学模型的复合系统，可及时获得气化炉内温度分布、燃烧反应热功率、热损失系数及碳转化率，可给予操作人员观测气化炉的有效“眼睛”，为实时优化奠定基础。

APC多变量预测控制优化

项目覆盖了磨煤单元、液氮洗尾气催化燃烧单元、气化单元、氮气系统、变换单元、低温甲醇洗单元、液氮洗单元和氨合成单元。

APC系统投用前后效果对比图如下：

用户效益

云南天安化工煤气化及合成装置APC项目投用后，高度提升整个装置的自动化水平，为用户带来优异的企业管理效率和经济效益。

■煤气化和合成装置吨氨标准煤耗降低1.03%；

■煤气化装置PID回路日均投用率达到99.90%，APC回路日均投用率达到99.53%，操作频次降低69.86%以上，关键参数标准偏差平均降幅37.50%；

■合成装置PID回路日均投用率达到99.11%，APC回路日均投用率达到99.77%，操作频次降低59.51%，关键参数标准偏差平均降幅44.16%。

用户评价

先进控制系统投运至今，系统运行稳定、安全、可靠，优化控制效果明显，天安化工公司对和利时优质的产品技术给予充分肯定，并对项目团队优良的工作作风、过硬的技术水平给予高度赞扬。

云南天安化工APC项目的成功实施，不仅是和利时技术创新能力的集中展现，更是双方长期战略合作的成果结晶。未来，和利时将依托自主研发的软件平台和智能化技术，持续为煤化工行业提供“工艺+控制+优化”的全栈式解决方案，助力企业实现安全、高效、低碳的可持续发展目标。以智提质，以控增效！和利时将与云南天安化工携手共创共赢，谱写煤化工智造新篇章！