集齊7大智能符號，能召喚出什么

10萬載重噸級，長241.5米，甲板面積相當(dāng)于1.5個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小，生活區(qū)可以起降直升機……

近日，由中海油能源發(fā)展股份有限公司（以下簡稱海油發(fā)展）投資建造的船型FPSO（浮式生產(chǎn)儲卸油裝置）——“海洋石油123”在江蘇南通完成陸地建造并成功交付。其外觀之大，已讓人震撼。更讓人驚嘆的是它的內(nèi)在——集齊了7大智能符號，成為首個獲得中國船級社智能符號認(rèn)證的FPSO。

數(shù)據(jù)中心“海精靈”

過去，F(xiàn)PSO生產(chǎn)作業(yè)以獨立模式運行。倘若現(xiàn)場關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)故障，需要多個專業(yè)的技術(shù)專家乘坐交通工具從陸地趕赴海上才能解決問題。這種方式時效不高，影響現(xiàn)場的正常生產(chǎn)。

“不久的將來，只要坐在辦公室使用一臺電腦，就能將千里之外的兩艘FPSO運營狀態(tài)盡收眼底。”海油發(fā)展采油公司儀表工程師王鑫章信誓旦旦。一旁的數(shù)字化工程師蕭陽，眼神中也充滿期許。

在他們身邊，是海油發(fā)展采油公司研究院自主研發(fā)的“海精靈”邊緣數(shù)據(jù)中心。有了這個產(chǎn)品，相當(dāng)于給FPSO安裝了一個基于全船感知數(shù)據(jù)自主計算決策的數(shù)據(jù)智腦，為FPSO海陸一體化、智能化運營奠定了基礎(chǔ)。

“陸地如何實現(xiàn)FPSO的遠程運營與控制？”早在2020年，王鑫章和蕭陽就在思考這一命題。沒有經(jīng)驗，他們只能大膽假設(shè)，小心求證，在國產(chǎn)化IT環(huán)境下，開展不同通訊狀態(tài)條件下的數(shù)據(jù)分析與遠程控制可靠性測試。

“每一份數(shù)據(jù)背后，都是巨大的工作量。最終我們用2年的時間形成了成熟可靠的FPSO海陸協(xié)同運營管理技術(shù)。”采油公司研究院數(shù)字化總監(jiān)鄧欣說。

安裝近百個智能攝像頭，確立8000余個數(shù)據(jù)自動采集點，采集頻率每秒1次，每年可產(chǎn)生60GB的數(shù)據(jù)……“海洋石油123”各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯集至“海精靈”邊緣數(shù)據(jù)中心，對數(shù)據(jù)預(yù)處理后再通過海陸通訊鏈路傳輸至陸地智控中心，從而實現(xiàn)海上生產(chǎn)數(shù)據(jù)全面感知、實時采集和智能輔助決策。

由此，傳統(tǒng)的運營模式被改變。現(xiàn)場出現(xiàn)問題，技術(shù)專家能在陸地進行聯(lián)合診斷。不僅大幅縮短了設(shè)備故障修復(fù)時間，而且有助于更早發(fā)現(xiàn)和解決海上生產(chǎn)隱患，有效提高作業(yè)效率20%，降低生產(chǎn)運營成本10%以上。

“倘若遇到極端天氣影響海陸之間的通訊，‘海精靈’可以充當(dāng)臨時指揮站，為智能化學(xué)藥劑加注、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、全船監(jiān)測系統(tǒng)等智能化應(yīng)用提供算力支撐。經(jīng)人工智能模型算法分析后，全面提升設(shè)備設(shè)施全生命周期管理的科學(xué)性。”鄧欣說。

數(shù)字“克隆體”

如果說“海精靈”邊緣數(shù)據(jù)中心是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的匯集中樞，那么數(shù)字孿生技術(shù)就是海陸數(shù)據(jù)共享的橋梁紐帶。

2021年10月，海油發(fā)展采油公司《基于數(shù)字孿生的工藝流程生產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用》立項，集結(jié)工藝、機械、電氣、儀表等專業(yè)的精兵強將成立項目組，啟動了FPSO工藝流程數(shù)字“克隆體”的國產(chǎn)化研究。

研究初期，在對標(biāo)國際知名企業(yè)的工藝仿真模擬軟件之后，項目副經(jīng)理仝英利對FPSO工藝流程數(shù)字“克隆體”的設(shè)計方案有些拿不定主意了：“國產(chǎn)化系統(tǒng)的第一步要邁得多大呢？”

多次頭腦風(fēng)暴后，項目經(jīng)理于超一錘定音：“既然要做就要以更高的標(biāo)準(zhǔn)要求自己。我們有信心利用采油公司的優(yōu)勢，研發(fā)出符合FPSO現(xiàn)場多業(yè)務(wù)需求的工藝流程數(shù)字‘克隆體’。”

經(jīng)過一段艱難的攻關(guān)，項目團隊集成在線監(jiān)控診斷、離線多工況仿真、多維度異常預(yù)警、多目標(biāo)操維優(yōu)化于一體，拿出了自己的數(shù)字“克隆體”設(shè)計方案。

緊接著，他們將方案應(yīng)用在“海洋石油123”，為其提供高質(zhì)量的生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化、船體及單點系統(tǒng)健康管理。這相當(dāng)于給FPSO創(chuàng)造了一個數(shù)字版的“克隆體”，技術(shù)人員在陸地智控中心便可通過這一“克隆體”全面監(jiān)測海上生產(chǎn)動態(tài)。

過去，海上操作人員需要時刻關(guān)注外部條件變化，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)程和工作經(jīng)驗進行工藝系統(tǒng)調(diào)節(jié)，以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。有了“數(shù)字孿生”系統(tǒng)后，不僅可以真實還原工藝流程，還可以根據(jù)生產(chǎn)的實時狀態(tài)和變化情況進行控制參數(shù)調(diào)優(yōu)和趨勢預(yù)警，解決了裝置運行過程中因依賴操作經(jīng)驗導(dǎo)致的系統(tǒng)異常、預(yù)警信息不足等問題，在安全高效運行的前提下，確保FPSO生產(chǎn)時率最大化。

“就整個 FPSO 來說，可減少約30%的總調(diào)試時間。”海油發(fā)展采油公司 FPSO 生產(chǎn)技術(shù)首席工程師、陸豐項目副總工程師張寶雷說。

智能且綠色

在“雙碳”目標(biāo)的指引下，“海洋石油123”遞交了多個綠色答案。

監(jiān)測重要用能設(shè)備的狀態(tài)，實時收集運行數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)、能耗等參數(shù)，以持續(xù)改善能源管理模式，實現(xiàn)經(jīng)濟用能，降低能源成本。

首次利用先進的工業(yè)無線信號傳輸及電子感應(yīng)技術(shù)，將FPSO的照明系統(tǒng)連接成一個智能控制網(wǎng)絡(luò)。在滿足不同工作時間、不同工作模式下各個場所對照度的需求的同時，可以實現(xiàn)自動控制和調(diào)節(jié)智能燈具的亮度，每年將節(jié)約照明用電30%。

配置了一套煙氣模式惰氣系統(tǒng)，回收利用熱介質(zhì)鍋爐燃燒的尾氣用于大艙所需的惰氣覆蓋氣，能夠有效減少惰氣發(fā)生器的柴油消耗，進而降低FPSO的整體能源消耗。配置了4臺套主發(fā)電機煙氣余熱利用鍋爐，單臺功率1500千瓦，正常生產(chǎn)期間利用余熱鍋爐就能滿足FPSO所需的熱能。

“這兩套系統(tǒng)將每年節(jié)約標(biāo)煤4429余噸，減少二氧化碳排放約11168噸，相當(dāng)于植樹6120棵。”張寶雷介紹說。

“海洋石油123”交付后，成為了我國首個統(tǒng)一批量應(yīng)用滿足國標(biāo)二級能效電機的FPSO，相比以前的三級能效電機，效率提升3%左右，每年將節(jié)電125700千瓦時。

海油發(fā)展將緊盯油氣行業(yè)數(shù)字化、綠色低碳轉(zhuǎn)型新趨勢，抓住新一輪科技革命為油氣產(chǎn)業(yè)帶來的新契機，在油氣生產(chǎn)領(lǐng)域大力推進以“智能油田”“智能工程”“智能工廠”為代表的數(shù)字綠色低碳轉(zhuǎn)型示范工程，為持續(xù)推動海洋石油工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、保障國家能源安全做出新的更大貢獻。

責(zé)任編輯：陸曉如

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