Баулин Евгений Сергеевич. Автоматизированная актуализация оптимизационных моделей планирования нефтеперерабатывающих/ нефтехимических производств

Краткое описание

Баулин Евгений Сергеевич. Автоматизированная актуализация оптимизационных моделей планирования нефтеперерабатывающих/ нефтехимических производств: диссертация ... кандидата технических наук: 05.13.06 / Баулин Евгений Сергеевич;[Место защиты: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина].- Москва, 2014.- 149 с.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
БАУЛИН ЕВГЕНИЙ СЕРГЕЕВИЧ
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ АКТУАЛИЗАЦИЯ
ОПТИМИЗАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ПЛАНИРОВАНИЯ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ/НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ
ПРОИЗВОДСТВ
Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими
процессами и производствами
(промышленность) (технические науки)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор
Хохлов Александр Сергеевич
Москва - 2014

Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО/ НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ ПЛАНИРОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НПЗ/НХК 9
1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ 9
1.2. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЛАНИРОВАНИЯ НПЗ/НХК 11
1.3. ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЛАНИРОВАНИЯ 20
1.3.1. Построение моделей текущего и календарного планирования 20
1.3.2. Проблемы разработки и внедрения моделей планирования на предприятии 26
1.4. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОЦЕНКА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПЛАНИРОВАНИЯ
ПРОИЗВОДСТВА 29
1.5. АКТУАЛИЗАЦИЯ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ПЛАНИРОВАНИЯ 39
1.5.1. Актуализация моделей текущего планирования 40
1.5.2. Актуализация моделей оперативного планирования 44
1.6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ПЕРВОЙ ГЛАВЕ 45
ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УЧЕТА ПЕРЕМЕННЫХ НОРМ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ОТ ЗАГРУЗКИ УСТАНОВОК В ОПТИМИЗАЦИОННЫХ МОДЕЛЯХ ПЛАНИРОВАНИЯ 48
2.1 УЧЕТ ПЕРЕМЕННЫХ НОРМ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В МОДЕЛЯХ ПЛАНИРОВАНИЯ 48
2.2. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ПЛАНИРОВАНИЯ С УЧЕТОМ ПЕРЕМЕННЫХ НОРМ 52
ГЛАВА 3. ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ МОДЕЛЕЙ ПЛАНИРОВАНИЯ С УЧЕТОМ ПЕРЕМЕННЫХ НОРМ ЭНЕРГЕТИКИ 58
3.1. ПРАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ МОДЕЛЕЙ С ПЕРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКОЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ 58
3.2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ С ПЕРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКОЙ 60
3.2.1. Описание модели НПЗ 60
3.2.2. Построение модели с учетом переменных норм 62
3.2.3. Результаты вычислений 84
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНА ПРОИЗВОДСТВА НПЗ/НХК 87
4.1. ЗАДАЧА ДЕТАЛИЗАЦИИ ТЕКУЩЕГО ПЛАНА 87
4.2. МЕТОДИКА СКОЛЬЗЯЩЕГО ПЛАНИРОВАНИЯ 90
4.3. ПОСТРОЕНИЕ МНОГОПЕРИОДНЫХ МОДЕЛЕЙ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ 93
ГЛАВА 5. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ СКОЛЬЗЯЩЕГО ПЛАНИРОВАНИЯ 97
5.1. АКТУАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ВНУТРИ ГОРИЗОНТА ПЛАНИРОВАНИЯ 97
5.2. ЛИНЕАРИЗАЦИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ПОДМОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 100
5.2.1. Преобразование подмоделей первичных установок 101
5.2.2 Преобразование подмоделей вторичных установок 104
5.2.3 Прослеживание качества потоков 109
5.3. ПОСТРОЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ МОДЕЛЕЙ ТЕКУЩЕГО И ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ 111
5.3.1 Построение модели текущего планирования 111
5.3.2 Построение модели оперативного планирования 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 120
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРОЦЕДУРА ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛИ ОПЕРАТИВНОГО
ПЛАНИРОВАНИЯ В СИСТЕМЕ RPMS 127
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ОПЦИИ R_LINE 137
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. МАТЕРИАЛЫ О ВНЕДРЕНИИ 147
2

Список литературы

Заключение
В диссертационной работе получены следующие основные результаты:
1. Предложен универсальный подход к решению задачи учета переменных норм потребления энергоресурсов в оптимизационных моделях планирования НПЗ/НХК с использованием автоматического переключения способов поиска решения, который возможно реализовать в различных системах математического моделирования нефтехимии/нефтепереработки.
2. Разработана программная реализация моделей с учетом переменных норм расхода энергоресурсов и создан соответствующий коммерческий продукт в виде специализированной опции R_FRESH дополнительно к базовой комплектации системы RPMS, вошедший в цепочку программных продуктов компании Honeywell.
3. Разработанная опция R_FRESH внедрена на ряде предприятий: ООО
«ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», АО «Петротел-ЛУКОЙЛ», «ЛУКОЙЛ- Нефтохим Бургас» АД, ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез», ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», ООО «Ставролен», ООО
«ЛУКОЙЛ-Ухтанефтепереработка», ООО «ЛУКОЙЛ-
Пермнефтегазпереработка», ООО «ЛУКОЙЛ-Коробковский ГПЗ» в рамках выполнения договорных работ компании Honeywell, что позволило повысить качество планирования расхода энергоресурсов.
4. Внедрение опции R_FRESH позволило:
• повысить точность расчета потребления энергоресурсов на нефтеперерабатывающих/нефтехимических предприятиях (Приложение
3);
• корректно оценить фактическое исполнение предприятиями сметы затрат путем формирования сметы производственных расходов на RPMS с учетом фактических параметров работы: объема переработки нефти, загрузки установок и выработки продукции;
118

• повысить эффективность применения оптимизационной системы планирования RPMS на дочерних предприятиях и центральном офисе ОАО «ЛУКОЙЛ».
5. Предложен способ решения задачи детализации текущего плана НПЗ/НХК с использованием методики скользящего двухпериодного планирования, которая заключается в последовательном построении многопериодных моделей. Для упрощения процедуры актуализации многопериодных моделей предлагается использовать линеаризованные модели. Для автоматизированной линеаризации моделей разработан коммерческий продукт в виде специализированной опции R_LINE дополнительно к базовой комплектации системы RPMS, вошедший в цепочку программных продуктов компании Honeywell.
6. Работоспособность предложенного метода построения многопериодных линеаризованных моделей проверена на тестовых и реальных RPMS- моделях нефтеперерабатывающих заводов. Результаты тестирования подтвердили снижение трудоемкости и сокращение времени построения и актуализации многопериодных моделей, а также повышение точности планирования.