煤化工产业链上点“数”生“金”

走进中国中煤陕西能源化工集团有限公司(以下简称中煤陕西公司)生产运行优化指挥中心大厅，好像跨入一个全景式3D影院。高4米、长20米的智慧大屏上，跳动的数据、变化的曲线、实时的画面，集中显示着煤、电、化等全产业链、全生命周期一体化管控场景。

“在这里，工作人员根据市场变化情况，每周都会进行经济效益测算，及时调整本周生产组织方案，努力构筑致密产业链下的致密价值链，严控价值漏损，争取效益最大化。”中煤陕西公司党委书记、董事长李俊杰指着大屏介绍，现在，用什么煤，热值多少合理，硫分多少最经济，生产哪个牌号的聚烯烃产品效益最好，不靠经验，全凭数据说话。

“中煤陕西公司煤化工一期项目年产甲醇205万吨、聚烯烃60万吨，年产甲醇220万吨、聚烯烃90万吨的煤化工二期项目也将于2026年试车投产。这么大的体量，一个决策失误，可能带来数百万元损失，但数据可以做到精确无误。我们在后台构筑了大量算法和模型，对全产业链实行全过程、全要素管控，以‘算大账’的方式实现精细化管理，大大增强了生产决策的科学性。”李俊杰说。

建设一个数据湖，串起一条产业链

支持决策的数据从哪儿来?答案是数据湖。

中煤陕西公司运营管控中心主任马春雷说，当初设计时就考虑把煤化工产业链上下游用数据串起来，规划整个公司建一个数据湖、一个工业互联网平台，为生产经营大数据决策提供支撑。

中煤陕西公司产业链条长，年产煤2000万吨的大海则煤矿640多米井下的煤“跳”上刮板输送机，经转载机、皮带、罐笼提升后，“坐”上国内最长的3公里模块式皮带栈桥，来到亚洲最大的10万吨原煤球仓，再“坐”上皮带进行筛分、洗选，随后“登”上运煤专列行走57公里，进入煤化工厂区开启由黑变白的旅程。

在煤化工厂区，每年约有500万吨煤被分成原料煤和燃料煤用掉，燃料煤进入锅炉用于发电、供汽，原料煤经气化、合成反应变成甲醇、MTO反应气，最后产出聚乙烯、聚丙烯等产品，销往全国各地。

这是一条产业链，也是一条数据链。煤矿、选煤厂、热电中心以及气化、甲醇、烯烃等装置，上千公里的地上地下管道，以及服务产业链的业财、仓储、能耗、办公等上百个系统的数据汇聚至数据湖。

这么长的产业链，数据湖和工业互联网平台怎么搭建?煤化工一期项目建设初期就植入了信息化基因。在李俊杰的建议下，中煤陕西公司在2013年8月成立信息管理部，李俊杰兼任信息管理部第一任主任。李俊杰说，煤化工一期项目总体设计中，规划建设了信息化系统。从此，信息化的“苗”算是栽上了。

建数据湖和工业互联网平台，中煤陕西公司是从开发车辆进出厂系统开始的。那是在2019年，针对的是运输各类原料、产品的车辆在化工厂区内部的运行管控，目的是确保安全、提高效率。

化工是高危行业。进出厂车辆往返在市政道路、化工园区间，装的多是危化品，登记、称重、装车、出厂……排队时间长、安全风险高。开发车辆进出厂系统时配套布置了摄像头、门禁、道闸、称重等设施。现在，司机进厂前在微信服务号上远程登记、跟手机绑定，中煤陕西公司工作人员负责审核，之后司机按号进厂，减少了排队时间，提高了效率，实现了从进厂到出厂的全程无人化。

除了车辆进出厂系统，中煤陕西公司同时开发了外委维修项目管理系统。“这两个系统的试点运行，验证了工业互联网平台的能力。此后，中煤陕西公司开始全面推广工业互联网应用。”马春雷说。

2014年，煤化工一期项目建成时，其分布式控制系统(DCS)同步运行，化工板块的数据存储至实时数据库。工业互联网平台运行相对成熟后，中煤陕西公司又建设了数据湖平台，DCS中的数据，物料、仓储、能耗、业财、办公等系统数据陆续并入数据湖。马春雷说，他们仅用了三四个月时间就把化工生产全部数据纳入数据湖。

相比化工板块，煤矿的数据采集要复杂一些，但大海则煤矿是新建矿井，起点高、标准高，一“出生”就是智能化矿井。2021年底，大海则煤矿智能化建设项目启动，同步规划数据底座、工业互联网平台。截至目前，大海则煤矿布置有上万个数据采集点，瓦斯、人员定位、综采、掘进、机电、皮带运输、提升以及销售、业财等50多个系统并入工业互联网平台，每天入湖数据2亿条左右，累计存储数据量约120TB。

目前，中煤陕西公司煤化工厂区、大海则煤矿及选煤厂均实现5G网络全覆盖，保障了数据稳定传输。

“煤矿、化工、生产、洗选、经营等业务数据都上来以后，我们启动了数据治理工作，对数据湖中的数据进行了‘清洗’，很多错误的、无效的数据被剔除了。”马春雷说，“目前，我们的数据管理能力成熟度已达三级。”

中煤陕西公司煤化工项目二期主装置日前开工建设，新能源项目也在加速推进。“下一步，新建项目的数据也将纳入数据湖。”马春雷说。

激活“数据要素×”，乘出安全与效益

“井下温度怎么样?”

“挺舒适的!”

在大海则煤矿生产控制指挥中心，借助5G技术，井上与井下实现实时视频对话，语音流畅、画面清晰。

在这里，一名工作人员可同时监控8个显示屏。井下职工看不到的情况，地面监控人员能看得清清楚楚，发现异常及时喊话、进行调整。

一台电脑上显示的采煤工作面数字孪生画面吸引了记者。工作人员介绍，该矿融合槽波三维地震波技术和5G技术，依托地质数据建成采煤工作面数字孪生系统，获取煤层大量信息，割煤的时候能采得更“干净”，“精准度能控制到15厘米左右”。

“目前，很多生产数据都用起来了，视频AI反‘三违’得到广泛应用。”大海则煤矿智能化中心副主任高晓成说，“我们还建了决策分析系统。”

决策分析系统中有个设备健康诊断模块，主要监测设备运行状态。一是监测，根据参数上下限进行及时预警报警，及时发现生产问题。二是预测，根据温度、振动趋势，预测设备运行状态，给出检维修建议。“相当于系统有了‘智脑’，会计算了。”高晓成说。

大海则煤矿为国内最大立井。640多米深，约200层楼的高度，矿工升入井如同坐电梯，几分钟就到井巷。为了确保提升安全，大海则煤矿引进了井筒巡检机器人。提升中，井筒巡检机器人可高速拍照、视频比对，并通过后台数据和算法模型，给出诊断和建议。

大海则选煤厂利用智能化控制系统，根据市场反馈的价格信息，灵活调整产品结构。智能采制化实验室内，一个黄色机械臂自主检测煤样，全程无人干预，煤样瓶上植入芯片，煤样数据可全程追溯。

化工厂最怕的是跑冒滴漏。甲醇中心有8套气化炉，依托可视化摄像头和红外热成像手段，通过AI智能分析200多个点位视频报警情况，综合后台算法，可判断有无跑冒滴漏、识别泄露物质。

“原来，我们有47个人工巡检点位。依托可视化摄像头、智能巡检系统等，人工巡检点位减少至16个，减少了人在危险环境中暴露的频次、时间。”甲醇中心党支部书记刘长伟说。

2020年，甲醇中心率先应用智能控制模型，系统实时分析装置运行情况，找到最优解，然后把数据反馈至实际装置，保障装置稳定运行。“跟我们开自动驾驶车辆一样，操作越来越简单，装置更稳定，能耗更低。”刘长伟说。

烯烃中心DMTO(甲醇制烯烃)装置应用的赛普泰克智能控制系统，以DMTO反应机理为核心进行模型计算，智能模型依据控制目标经运算输出最佳的操作参数，并利用大数据来调整修订工艺指标，从而更准确地指导和优化生产运行。

“我们的烯烃装置每吨双烯(聚合级乙烯和丙烯)消耗甲醇降低了0.018吨。”烯烃中心副经理王佳男说，“以前，产1吨双烯需要消耗2.978吨甲醇;现在，产1吨双烯只需要消耗2.960吨甲醇。别小看这个小数，一年能增效数千万元。”

热电中心负责人杨瑞星表示，该中心投用的智能蒸汽系统可利用大数据和算法模型自动寻优，通过调整操作参数年节约蒸汽8.75万吨，带来效益数百万元。

中煤陕西公司正在利用大数据和算法模型开发质量管控前移功能模块。“目前，我们可以提前半小时知道产品的质量变化情况。”马春雷说。

作为国内煤化工行业首个智能化工厂，中煤陕西公司的组织架构也在悄然变化。智能巡检、智能管控使外操工作量减少，减下来的人又组成一个班组。现在，甲醇中心和烯烃中心均由原来四班两倒变为五班两倒，职工由每4天上班24小时变为每5天上班24小时。

大海则煤矿矿长马冠超表示，该矿成立了智采中心和智掘中心，一个中心管两个工作面，下料、维修等公共服务资源可集中调配，减少了人员、提高了效率。

中煤陕西公司煤化工厂区和大海则煤矿均实现无接触交接班，告别了“口对口、手拉手，你不来我不走”的交接班模式。中煤陕西公司总经理梁云峰表示，交接班内容都在手持移动终端上显示，每班可减少交接班时间1个小时左右。

“现在，我们正在开发化工‘六脉’模型，要将物料、能源、工艺、设备、安全、环保等方面的数据打通，为生产优化提供全方位的基础模型支撑。”马春雷说，目前已确定对装置效益测算、大海则煤矿配煤供应量分析等10个大数据应用场景进行优化开发。

“化工是流程性行业，我们的目标是‘安、稳、长、满、优’。”李俊杰说，“近年来，我们打下了良好的数字化基础，未来希望AI、大数据应用在更多场景中，为发展新质生产力赋能。”