硫酸作為基礎(chǔ)化工原料，其生產(chǎn)過程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)綠色化、智能化和高效化的關(guān)鍵路徑。新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司從硫磺制酸、硫鐵礦制酸兩類工藝的實施難點，通過案例分析，探討數(shù)字化轉(zhuǎn)型如何重塑硫酸產(chǎn)業(yè)格局。
模式創(chuàng)新-發(fā)揮企業(yè)的兩個主體責任
新洋豐硫酸數(shù)字化以“零手動”為切入點，在項目實施過程中，充分發(fā)揮企業(yè)的兩個主體責任：
一是項目責任主體是新洋豐，承擔80%責任，這是決定項目成功與否的關(guān)鍵。新洋豐把技術(shù)提供商當作經(jīng)驗豐富的教練、導(dǎo)師和顧問，把自己當作行動者，從公司高層到技術(shù)一線，明確分工、責任到人，同時制定完善的組織保障、管理制度和獎懲制度；遇到難題和卡點，項目組成員思想統(tǒng)一，不是解釋問題，而是共同查找、分析、商討切實有效的解決方案，及時解決問題，這樣才保障了項目快速推進；
二是能力提升責任主體也是新洋豐，同樣承擔80%責任，為項目持續(xù)改進儲備專業(yè)人才。新洋豐利用項目機會學(xué)習(xí)新技術(shù)，重點培養(yǎng)企業(yè)自己的核心技術(shù)人員，這樣才真正把數(shù)字化轉(zhuǎn)型做成了持續(xù)改進工作，也才能保證持續(xù)出效益。
這種模式被國家流程制造智能調(diào)控技術(shù)創(chuàng)新中心副主任馮恩波稱為了“新洋豐模式”，并在行業(yè)宣傳推廣，他表示“數(shù)字化轉(zhuǎn)型的甲方主體責任感是成敗的關(guān)鍵；企業(yè)需要摒棄傳統(tǒng)的思維方式，積極擁抱新技術(shù)，同時也要認識到自己在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的責任和作用；只有這樣，企業(yè)才能在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的道路上走得更遠，走得更穩(wěn)” 。
突破點一：硫磺制酸發(fā)電聯(lián)調(diào)實現(xiàn)自控
硫磺制酸過程中的發(fā)電控制環(huán)節(jié)，相較于其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)，因其復(fù)雜性高成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵難點。發(fā)電控制不僅需要實現(xiàn)單個發(fā)電機組的精準調(diào)節(jié)，保障發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運行，還需從整體能源調(diào)度的宏觀視角出發(fā)，與硫磺制酸工藝的各個環(huán)節(jié)深度融合，實現(xiàn)能源的高效利用與優(yōu)化配置，這對自動控制技術(shù)的精準性、協(xié)同性和智能化水平提出了極高要求。
面對這一挑戰(zhàn)，新洋豐采用循序漸進的策略推進發(fā)電工段自動化升級。其選擇從操作頻繁的N75低壓發(fā)電機這一單個發(fā)電機單元入手，以該單元為突破口，深入研究其運行特性和控制需求，逐步積累自動化升級經(jīng)驗，進而向整個發(fā)電工段推廣。
在具體控制策略上，新洋豐創(chuàng)新地將發(fā)電有功無功與中低壓蒸汽管網(wǎng)壓力、母線電壓、發(fā)電機功率因素、發(fā)電機功率因素電流、母線功率因素等多個關(guān)鍵參數(shù)結(jié)合，進行系統(tǒng)解耦。通過建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和算法，分析各參數(shù)間的相互關(guān)系和影響機制，將原本相互耦合、相互制約的變量進行分離，形成一套科學(xué)有效的控制策略。該策略實現(xiàn)了對發(fā)電系統(tǒng)的精細化控制，大幅減少了因參數(shù)波動而需要的人工干預(yù)，使發(fā)電操作次數(shù)進一步降低。不僅提高了發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，也減少了人工操作帶來的誤差和安全隱患，同時還優(yōu)化了能源的利用效率，實現(xiàn)了發(fā)電系統(tǒng)與硫磺制酸工藝整體的高效協(xié)同。
突破點二：硫磺制酸尾排實現(xiàn)自控
硫磺制酸尾排SO?控制的數(shù)字化轉(zhuǎn)型難點在于多源擾動下的精準調(diào)控與實時響應(yīng)。尾氣SO?濃度受焚硫爐溫度波動、催化劑活性衰減、原料硫磺雜質(zhì)含量等多因素耦合影響，傳統(tǒng)PID控制難以應(yīng)對動態(tài)工況。尾洗脫硫不論是采取氨法還是雙氧水脫硫工藝，在線監(jiān)測設(shè)備都需要進行反吹，反吹期間，實測值失真，無法投自動。
新洋豐創(chuàng)新研發(fā)了“濾波-速率雙?？刂企w系”。首先，在常規(guī)工況下采用改進型濾波控制法：通過降低數(shù)據(jù)純滯后時間，使系統(tǒng)響應(yīng)速度提升，但縮短濾波時間導(dǎo)致高頻噪聲放大，引發(fā)控制系統(tǒng)震蕩。實驗數(shù)據(jù)顯示，當蒸汽壓力波動超過特定值時，SO?濃度調(diào)節(jié)量會出現(xiàn)幅度遞增的周期性振蕩，傳統(tǒng)PID參數(shù)整定無法消除該現(xiàn)象。為此，新洋豐引入速率報警控制機制作為第二重保障-實時監(jiān)測SO?濃度變化速率，當檢測到短時間內(nèi)濃度大幅下降時，立即切換至設(shè)定值跟蹤模式，即暫停PID輸出，維持反吹前最后有效值；同時DED模塊輸出尾排真實值，待反吹結(jié)束且速率恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動切換回濾波控制模式，實現(xiàn)平穩(wěn)過渡。
突破點三：硫鐵礦制酸焙燒實現(xiàn)自控
硫鐵礦制酸傳統(tǒng)焙燒工段依賴人工操作，工藝流程單一且缺乏靈活性，如原料配比、溫度控制等環(huán)節(jié)標準化程度低，導(dǎo)致數(shù)字化系統(tǒng)難以直接適配。
面對焙燒爐復(fù)雜工況、關(guān)鍵指標容錯率低的嚴峻挑戰(zhàn)，新洋豐深入生產(chǎn)現(xiàn)場，分析操作人員對焙燒爐控制的操作邏輯，深挖痛點、精準破題。為攻克風(fēng)量、爐壓、氧含量與沸騰爐溫度相互干擾的行業(yè)痛點，一方面結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和趨勢深度分析、尋找規(guī)律；另一方面廣泛查閱專業(yè)文獻，引入行業(yè)前沿技術(shù)，實現(xiàn)跨界融合，創(chuàng)新破局。同時還編制《硫鐵礦制酸焙燒爐自控操作手冊》，制定了完善的應(yīng)急措施，針對氧表、溫度等關(guān)鍵變量，增加冗余，確保故障時能立即切換，將誤操作風(fēng)險降至最低。
歷時一個月，最終將爐溫波動降至±2.5℃，氧含量波動降至±0.3%，焙燒紅渣殘硫指標明顯下降，沸騰爐底運行穩(wěn)定，各項指標均達到行業(yè)領(lǐng)先水平。這一技術(shù)成果具有較大意義，從環(huán)保方面看，可減少SO?逃逸、殘硫污染；從能效方面看，可降低原料與能源單耗，延長設(shè)備壽命，提升產(chǎn)能利用率；從技術(shù)競爭力看，標志著我司掌握了精準控制技術(shù)，為硫酸數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提供了有效示范。
“這段攻堅克難的經(jīng)歷，讓我們對工藝本質(zhì)的認知煥然一新，只有始終保持對生產(chǎn)一線需求的敬畏之心，才能設(shè)計出精準有效的算法”，這是項目組的真實心聲，他們表示，將以此次為突破點，加速推進全流程數(shù)字化升級，為硫酸行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型樹立更高標桿！
結(jié)語
新洋豐在硫磺制酸發(fā)電聯(lián)調(diào)、尾排及硫鐵礦焙燒自控的“零手動”實踐中，以創(chuàng)新策略攻克技術(shù)難點，大幅提升控制精度與生產(chǎn)效率，降低能耗與污染，為硫酸行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供可復(fù)制的實踐范本，引領(lǐng)行業(yè)智能化升級新方向。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是新洋豐重要戰(zhàn)略之一，作為磷化工行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，新洋豐將持續(xù)深化數(shù)字化、人工智能等新技術(shù)與生產(chǎn)運營的融合，在全產(chǎn)業(yè)鏈推進數(shù)智轉(zhuǎn)型升級，探索更多創(chuàng)新應(yīng)用場景，積累實踐經(jīng)驗，為磷化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新動能，引領(lǐng)行業(yè)向綠色化、智能化方向邁進。
