Постановка процессной системы управления блока производства типового НПЗ крупной нефтяной компании (стр. 4 из 5)

С другой стороны, запись значений подразумевает под собой расходование вычислительных ресурсов, а именно дискового пространства. Если организовывать фиксирование значений параметров, например, ежесекундно, и таких параметров несколько десятков, то потребуется достаточно большое оперативное дисковое пространство, а если учесть необходимость архивации (т.е. временной остановки записи) или резервных ресурсов, то возникает стоимостной вопрос организации такой системы сбора данных.

Одним из предлагаемых решений вопроса ведения базы данных является учет начального значения в момент запуска системы и дальнейшего фиксирования изменений параметров. Естественно, что каждый параметр в ходе процесса изменяется в обе стороны. Для того, чтобы не учитывать малозначимые изменения, необходимо устанавливать для каждого параметра критическое изменение, при превышении которого делается запись в базу данных, и сравнение уже идет с последним записанным параметром.

Таким образом, в случае стабильного ведения технологического процесса объем хранимой базы минимизируется. В оперативных расчетах используется последний параметр.

Такой же подход справедлив и для учета экономических параметров, таких как внешние цены, курс доллара и т.д. Те показатели, для которых требуются процедуры расчета, определяются с заданной периодичностью, либо устанавливается связь с измеряемыми параметрами и при изменение какого-либо первичного показателя, производится процедура расчета технико-экономических показателей.

Очевидно, что для организации системы сбора информации, решающей подобные задачи, необходимо наличие соответствующего парка вычислительных машин, программного обеспечения и коммуникаций. Но определение целесообразности вложений в такие системы (АСУ) является отдельной задачей.

2) Определение целевой функции технологического процесса.

Для проведения оптимизационных расчетов, помимо наличия данных, зависимостей и ограничений необходимо определение направления оптимизации. Это связано с необходимостью адекватного реагирования на изменение конъюнктуры рынка, которое бывает достаточно трудно спрогнозировать и руководству предприятия приходится принимать решения в оперативном режиме для сохранения конкурентоспособности. Направления оптимизации могут быть различными.

Это может быть как максимизация выручки, прибыли, выпуска какого-либо продукта.

Определение целевой функции необходимо для проведения оптимизационных расчетов и оценки вариантов ведения технологического процесса.

Традиционно целевая функция предприятия заключается в максимизации прибыли, т.е.:

F(П) -> тах где П - величина прибыли.

При таком подходе к оценке решений и оптимизации ведения процесса в первую очередь оцениваются затраты на ведение процесса, и полученный результат. Причем, как уже отмечалось выше, оценку результата следует проводить с учетом двух-трех стадий дальнейшей переработки получаемого полуфабриката. Для упрощения и ускорения расчетов необходимо заранее рассчитывать удельную прибыль от дальнейшей переработки.

Распространенным вариантом задания целевой функции является максимизация выпуска какого-либо продукта.

где Q- объем производства i-го нефтепродукта. Минимизация производительности.

где Q - производительность j-ой установки.

Возможны такие случаи, когда экономически целесообразнее поддерживать минимальную производительность установки. Это может быть вызвано, например, нехваткой сырья. Действительно, остановка и запуск технологической установки влекут за собой большие финансовые затраты. Поэтому целесообразнее поддерживать минимальную производительность установки, зацикливая продукты производства и т.д.

Оптимизация такой целевой функции производится путем введения ограничения по сырью, которое должно неукоснительно выполнятся. В свою очередь лимит потребления сырья должен задаваться руководящим звеном предприятия исходя из:

а)имеющихся сырьевых запасов;

б)отношением с поставщиками;

в)конъюнктурой на рынке (в периоды скачков цен на сырье);

г)прогнозов поставок сырья;

д)различных аварийных ситуаций в цепи поставки сырья и т.д.

На основании анализа ситуации, наличия информации о минимальных потребностях всех установок предприятия устанавливается лимит для каждой установки.

3) Расчет оптимальных технико-экономических показателей, с учетом заданной информации.

Расчет оптимальных показателей экономической эффективности проводится по имеющимся моделям. В первую очередь определяется оптимальная загрузка установки. Например, в работе [26] предложена следующая формула расчета оптимальной загрузки.

Простейшая, но вполне реалистическая модель оптимизации суточной производительности технологической установки НПЗ по двум критериям.

По критерию минимизации приведенных затрат на переработку 1 т сырья

По критерию максимизации чистой прибыли от реализации продукции установки

Приняты следующие обозначения: С1, С2 - статистические определенные коэффициенты; аi- постоянные (не зависящие от суточной производительности установки) приведенные затраты на переработку 1 т сырья;bi- условно-постоянная часть приведенных затрат в расчете на суточный объем переработки сырья;С 1Q - приведенные затраты на переработку 1 т сырья, пропорциональные суточной производительности Q вследствие квадратического закона зависимости гидравлического сопротивления аппаратов от линейной скорости подачи сырья (главным образом энергетические затраты);а2 - постоянная часть текущих затрат на переработку 1 т сырья;b2 - условно-постоянная часть текущих затрат в расчете на суточный объем переработки сырья.С2Q- часть текущих затрат на переработку 1 т сырья, пропорциональная Q в силу турбулентного режима движения сырья в системе аппаратов;Цо - цена 1 т целевой продукции;Цп - цена 1 т попутной продукции;

Н - норматив налогообложения прибыли; В - выход целевой продукции;

Цс - цена 1 т сырья;

S- приведенные затраты на переработку 1 т сырья;

П - чистая прибыль от реализации продукции установки.

После определения оптимальной загрузки необходимо рассчитать частые технико-экономические показатели.

С учетом цен на товарные продукты можно определить, какую продукцию производить экономически целесообразно. Например, цены на высокооктановые бензины выше, чем на дизельное топливо, поэтому можно сделать акцент на производство бензиновых фракций, расширив пределы кипения фракции. Но, принятие подобного решения (расширения пределов кипения) необходимо принимать с учетом остальных факторов – стоимости дальнейшей переработки и т.д. т.е.:

где, Xi- объем производства i-го продукта;

р* - прибыль предприятия от производства 1-го продукта, при ограничениях:

где Х^ИТК - ограничения количества фракции в сырье, исходя из данных ИТК.

Q - объем перерабатываемой нефти на установке.

Заметим, что в данном случае рассматривается вариант получения максимальной прибыли. В случае, когда речь идет о максимизации какого-либо продукта, то в целях сохранения алгоритма расчета на данный продукт устанавливаются искусственно завышенные цены.

При определении оптимального сочетания затрачиваемых ресурсов для ведения процесса (расход пара, электроэнергии, реагентов и т.д.) естественно оптимальными будут показатели, минимально допустимые технологическим регламентом.

Поэтому необходимо рассматривать оптимальные варианты сочетания параметров, относящихся к затрачиваемым ресурсам.

Необходимо заметить, что во всех оптимизационных задачах используются ограничения технологического регламента и материального баланса, которые считаются заданными. После проведения расчетов будет следующая информация:

-распределение производительности полупродуктов с учетом заданных ограничений (материального баланса, исходных данных сырья);

-распределение расходных ресурсов с учетом их стоимости.

Заключение

Основные результаты и выводы по работе сводятся к следующему:

Анализ состояния и особенностей задачи построения систем управления процессами нефтепереработки по технико-экономическим показателям показал, что:

- основными вопросами, решение которых определяет возможность управления по ТЭП являются: разработка методов получения оперативной информации о ТЭП, характеризующих состояние технологического процесса в текущий момент времени; разработка критерия управления; разработка методов оптимизации ТЭП и принятия решений при управлении производством;

Намечены основные направления совершенствования оперативного управления с использованием АСУ предприятия, охватывающей различные сферы хозяйственной деятельности, в частности построение следующих подсистем:

- «План-факт анализ», направленную на определение допустимых отклонений фактических показателей по которым производится управление.

- подсистема поддержки принятия решений оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ). обладающая наряду с традиционными функциональными возможностями, «интеллектуальными» способностями для принятия решений в условиях частичной потери и искажения информации с измерительных устройств, отсутствия точной количественной оценки параметров и показателей.