CN102998131B - 石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其包括：参考数据库，其用于存储与所述石油化工产品生产设备相应的至少一个参考性能评价因子、以及分别以各参考性能评价因子为母节点的至少一个参数树；比较装置，其用于将所输入的所述石油化工产品生产设备的实际性能评价因子与相应的参考性能评价因子进行比较；以及遍历装置，其用于在预定实际性能评价因子低于与其相应的参考性能评价因子时访问所述参考数据库，并对以与该预定实际性能评价因子相应的参考性能评价因子为母节点的参数树进行遍历，以逐级跟踪诊断所述预定实际性能评价因子低的最终原因。

Description

石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置

技术领域

本发明涉及工业自动控制领域，尤其是，本发明涉及一种石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置。

背景技术

石油化工产品简称石化产品,是指以石油或天然气为原料制造化学品的石油化学工业的制成品。石油化工产品在工业、农业和国防中得到广泛应用，与我们的日常生活密切相关。目前，国内外的石油化工企业都拥有大量的石油化工产品生产设备例如炼油装置、化工装置等，其中炼油装置为石化装置提供各种原料如轻烃、石脑油、柴油以及各种尾气、尾油等，并生产各种油品和一些化工产品；而化工装置生产烷、烯、苯、醇、醛、酸、酯等石油化工基本原料以及合成树脂、合成橡胶、合成纤维和化肥等。

现在，在全世界范围内均致力于降低能耗、提高资源利用率的大背景下，如何评价石油化工产品生产设备的性能、如何跟踪诊断石油化工产品生产设备的性能不足的原因，从而为后续的设备性能改进、产率提高等提供依据已经成为该领域亟待解决的技术问题。目前在该领域虽然已经存在一些有关石油化工产品生产设备的性能评价及监控系统，但是由于这些现有的评价及监控系统存在着这样或那样的问题，例如：各项性能参数收集不准确从而导致最终的性能评价结果不准确、对性能参数的后续处理不合理从而导致所得到的性能评价因子不能客观反映石化产品生产设备的实际情况、和/或对性能评价因子不良的生产设备无法进行细致且深层次的原因诊断，因而无法对后续的设备性能改进提供有意义的参考依据等等，所以一直都无法对石化产品生产设备的性能进行客观、合理的评价、监控和/或诊断，继而极大地影响了石化产品生产设备的性能改进与优化。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，该性能跟踪诊断装置包括：

参考数据库，其用于存储与所述石油化工产品生产设备相应的至少一个参考性能评价因子、以及分别以各参考性能评价因子为母节点的至少一个参数树；

比较装置，其用于将所输入的所述石油化工产品生产设备的实际性能评价因子与参考数据库中所存储的相应的参考性能评价因子进行比较；以及

遍历装置，其用于在预定实际性能评价因子低于与其相应的参考性能评价因子时访问所述参考数据库，并对以与该预定实际性能评价因子相应的参考性能评价因子为母节点的参数树进行遍历，以逐级跟踪诊断所述预定实际性能评价因子低的原因。

优选地，所述参数树至少包括两级子节点，其中第一级子节点包括与所述母节点关联性最高的所述石油化工产品生产设备的至少一个基础性能参数，而第二级子节点包括分别与各第一级子节点具有最高关联性的所述石油化工产品生产设备的至少一个基础性能参数。

优选地，所述参考数据库中还存储有与所述石油化工产品生产设备相应的参考生产设备效能、以及以该参考生产设备效能为母节点的参数树；并且所述比较装置还用于将所输入的所述石油化工产品生产设备的实际重置效能与所述参考生产设备效能进行比较；当所述实际重置效能低于所述参考生产设备效能时，所述遍历装置对以所述参考生产设备效能为母节点的参数树进行遍历，以逐级跟踪诊断所述实际重置效能低的原因。

优选地，所述石油化工产品生产设备为烯烃生产设备，所述烯烃生产设备的实际重置效能通过下式计算得来：

实际重置效能= ∑（裂解炉区效能*α+压缩区效能*β+制冷区效能*γ+分离冷区/热区效能*μ）*η*θ

其中:α为裂解炉区调整因子；β为压缩区调整因子；γ为制冷区调整因子；μ为分离冷区/热区调整因子；η为生产设备规模调整因子；θ为生产设备出厂时间调整因子；所述各调整因子的取值范围为0-1。

优选地，所述比较装置所输入的所述石油化工产品生产设备的实际性能评价因子为经归一化处理之后的实际性能评价因子。

优选地，所述归一化处理包括：

根据预先存储的所述石油化工产品生产设备的实验模拟设备的基准性能参数生成至少一个用于评价该实验模拟设备的性能的基准性能因子；

根据实际输入的所述石油化工产品生产设备的实际性能参数生成至少一个用于评价所述石油化工产品生产设备自身的性能的实际性能因子；和

将所述实际性能因子除以与其类别相对应的基准性能因子从而得到归一化处理之后的实际性能评价因子。

优选地，所述遍历装置对参数树的遍历流程包括：

所述遍历装置依次遍历每个第一级子节点，在每个第一级子节点处针对当前子节点所代表的性能参数类型来进行该类型实际基础性能参数与参考数据库中所存储的该类型参考基础性能参数进行比较；

如果所述实际基础性能参数小于所述参考基础性能参数，则记录当前子节点对应的性能参数类型、和/或当前实际基础性能参数值、和/或当前实际基础性能参数值与相应参考基础性能参数值的差值；如果不小于，则不做任何处理，继续遍历同级子节点中的下一个子节点；

在遍历完所有第一级子节点之后，所述遍历装置针对之前所记录的实际基础性能参数值小于参考基础性能参数值的那些第一级子节点属下的第二级子节点进行遍历，其遍历方式与针对第一级子节点的上述遍历方式相同，依此类推，直到完成参数树所有层级的遍历为止。

根据本发明的另一方面，一种石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，该性能跟踪诊断装置包括：

输入装置，其用于输入多个石油化工产品生产设备中的每一个的实际性能评价因子；

比较装置，其用于对所输入的所述多个石油化工产品生产设备的同类型实际性能评价因子进行比较，确定同类型实际性能评价因子中值最低的石油化工产品生产设备作为待诊断生产设备；

参考数据库，其中存储有分别以各类型性能评价因子为母节点的至少一个参数树；以及

遍历装置，其用于访问参考数据库，在其中查询以当前参与比较的预定类型的性能评价因子为母节点的参数树；并对查询到的参数树进行遍历，以逐级跟踪诊断所述待诊断生产设备的该预定类型的实际性能评价因子低的原因。

优选地，该遍历装置对参数树的遍历流程包括：

所述遍历装置依次遍历每个第一级子节点，在每个第一级子节点处，将所述多个石油化工产品生产设备的与当前所遍历的子节点代表的参数类型相对应的实际基础性能参数进行比较，如果所述待诊断生产设备在当前所遍历的子节点处的基础性能参数值也是所述多个石油化工产品生产设备中最低的，则记录该子节点所对应的性能参数信息；否则，不做任何记录处理，并以同样的方式遍历同级的下一个子节点；在遍历完该级子节点之后再以同样的方式遍历该级子节点中被记录的那些子节点属下的下一级子节点，依此类推，直至完成参数树的所有层级的遍历为止。

优选地，所述性能跟踪诊断装置包括输出装置，所述输出装置以表格、图形、画面的视频显示方式和/或音频方式输出最低一级子节点中被记录的那些子节点的相关信息和/或分别输出每一级子节点中被记录的那些子节点的相关信息。

附图说明

图1示出了根据本发明的优选实施例的石油化工产品生产设备性能评价及监控系统的结构框图；

图2示出了根据本发明优选实施例的生产设备性能参数校核装置的结构框图；

图3示出了根据本发明的多个性能参数表的示例图；

图4示出了根据本发明优选实施例的生产设备性能参数后处理装置的结构示意框图；

图5示出了根据本发明优选实施例的实际性能因子生成装置的结构示意框图；

图6A示出了根据本发明优选实施例的轻质原料数据表；

图6B示出了根据本发明优选实施例的液体原料数据表；

图7示出了根据本发明优选实施例的生产设备性能跟踪诊断装置的结构示意框图；

图8示出了根据本发明优选实施例的参数树的示意图。

具体实施方式

某些术语在本申请文件中自始至终用来指示特定系统部件。如本领域的技术人员将认识到的那样，通常可以用不同的名称来指示相同的部件，因而本申请文件不意图区别那些只是在名称上不同而不是在功能方面不同的部件。在本申请文件中，以开放的形式使用术语“包括”、“包含”和“具有”，并且因此应将其解释为意指“包括但不限于…”。此外，术语“耦合”意图意指间接、直接、光学或无线电气连接。因而，如果第一设备耦合到第二设备，则连接可以通过直接电连接、通过经由其它设备和连接的间接电连接、通过光学电气连接、或通过无线电气连接来实现。另外，术语“系统”指的是两个或更多硬件和/或软件部件的集合，并且可以用来指示电子设备，诸如计算机、计算机的一部分、计算机的组合等。

下面结合优选实施例和说明书附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1和2所示，本发明所述的石油化工产品生产设备性能评价及监控系统100包括输入装置101、生产设备参数校核装置102和诸如显示装置103之类的视频和/或音频输出装置。

其中所述生产设备参数校核装置102包括生产设备性能参数数据格式校验单元1021、生产设备性能参数数据范围校验单元1022、与历史参考数据比对校验单元1023和/或参数表之间关系校验单元1024。

所述输入装置101包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪等文字、图形输入装置，其用于输入石化产品生产设备的各类性能参数。其中键盘、鼠标、触摸屏等输入设备可以供用户逐项输入所述性能参数；而扫描仪等图像捕获装置可以供用户通过将纸或其他类似记录媒介上记载的性能参数表格等数据资料电子化来进行性能参数的输入。

所述石化产品生产设备的性能参数涵盖所评价生产设备的生产能力、所采用的原料、产品产量、可靠性、能耗、物耗、催化剂和化学品消耗以及三废排放等方面的性能参数。

优选地，将通过所述输入装置101输入下述三类生产设备性能参数：

性能评价类基础参数数据：该类参数数据将用于计算生产设备性能评价因子集中包含的所有性能评价因子；

原因诊断分析类基础参数数据：例如原料性质、操作条件、停工与降量原因等，该类参数数据虽然不直接参与上述性能评价因子的计算，但其对性能评价因子的挖掘诊断、找出性能差的根源具有重要作用；

扩展分析类参数数据：例如原料优化信息、生产流程信息、产品结构信息、储存运输信息等，该类参数数据也不直接参与性能评价因子的计算，其用于性能评价因子的提升。

更优选地，上述生产设备性能参数可以由用户逐一通过输入装置101输入到系统中，或者可以通过计算机网络将性能参数从ERP（企业资源规划数据库）等数据库下载至本系统中，或者也可以通过接入便携式记录媒体（例如移动硬盘、U盘、软盘、光盘等）将便携式记录媒体中存储的性能参数下载到本系统中。

优选地，可以以电子表格的形式在显示装置103上显示所输入的生产设备性能参数。

如前所述，根据本发明的一个优选实施例，可以使用扫描仪作为输入装置将包含多个生产设备性能参数的纸质（或其他记录媒介所承载的）性能参数表电子化，从而作为电子表格输入到本系统中。

图3示出了根据本发明优选实施例的多个性能参数表所包含的主要内容。在本实施例中，性能参数表的个数为10个，但这只是示例性的，本发明并不限于此。

在实践中，由于各类性能参数的单位量纲不一、用户的使用习惯不一，所以可能会导致输入的性能参数格式混乱，进而会影响到生产设备性能评价和监控结果的准确性。例如：对于原料单程转化率（重量百分数），有的用户会输入30，而有的用户则会输入0.3；对于液体原料密度，有的用户会输入830，而有的用户则会输入0.83。

此外，由于一个石油化工产品生产设备的性能参数会有很多很多种，所以在输入过程中极有可能会产生错误，将数据张冠李戴，而只要一项数据填写错误，整个性能评价监控结果便不再准确可靠。

为此，本发明设置了生产设备参数校核装置102，其用于对通过输入装置101输入的生产设备性能参数进行各种校核。

如图2所示，根据本发明优选实施例的生产设备性能参数校核装置102包含生产设备性能参数数据格式校验单元1021，其对每项待输入的生产设备性能参数的数据格式进行预定义，并将预定义格式存储在存储器（未示出）中，当预定性能参数被输入到系统中时，所述生产设备参数格式校验单元1021将所输入的预定性能参数数据与所存储的相应项性能参数的预定义格式进行比较，如果所输入的预定性能参数数据的数据格式与所存储的相应预定义格式匹配，则该预定性能参数数据的输入有效，否则无效。

例如，在原料单程转化率（重量百分数）为30％的情况下，有的用户会输入30，而有的用户则会输入0.3，为了不产生混淆、保证数据源的统一性与准确性，本发明会将原料单程转化率这一性能参数的格式限定为小于等于1的小数。

优选地，当经数据格式校验单元1021判断输入无效时，可以将所输入的预定性能参数高亮显示，以提醒用户参数输入格式不对；此外，也可以驱动报警装置106进行声（例如通过扬声器以语音方式发出报警音）、光（例如通过指示灯等显示设备发出报警光）等类型的报警，以提醒用户；或者可以使得所输入的该预定性能参数无法在显示装置中的对应位置处显示出来，此时也可以自动弹出对话框，向用户提示应当满足的格式要求，以便用户能够在具体提示下进行再次输入。

在此需要说明的是，虽然本发明优选对所有项待输入的性能参数的数据格式进行预定义及校验，但是本发明并不限于此，技术人员可以仅对格式易产生混淆或具有多个量纲的性能参数的数据格式进行预定义及校验，这样会适当地减少系统的计算量。

此外，优选地，本发明的生产设备性能参数校核装置102还可以包括生产设备性能参数数据范围校验单元1022。该单元通过访问与其耦合的经验数据库（未示出）来对所输入性能参数进行合理性校验。所述经验数据库中存储有各性能参数的数据范围的经验值，例如各种原料路线生产醋酸的装置中，原料的消耗定额范围经验值被预定为：甲醇路线耗甲醇0.53－0.54；乙烯路线耗乙烯0.51－0.55；正丁烷路线耗正丁烷0.7－0.8等。

所述性能参数数据范围校验单元1022将用户所输入的性能参数（可以是所有性能参数，也可以是其中的一些技术人员认为重要的性能参数）与经验数据库中所存储的相应性能参数的数据范围经验值进行比较，如果所输入的性能参数落入所述相应数据范围经验值之内，则认为该性能参数的本次输入有效，否则认为无效。至于无效情况下的后续处理方式，与针对生产设备参数数据格式校验单元1021在输入无效情况下的处理方式类似，在此不再一一赘述。

此外，根据本发明的优选实施例，上述性能参数数据范围校验单元1022还可以自动提取彼此之间具有预定函数关系的多个输入的性能参数，然后对该多个输入的性能参数进行计算校验，看其是否符合所述预定函数关系，从而判断所输入的该多个性能参数是否有误。如果符合，则所输入的该多个性能参数无误，如果不符合，则通过高亮显示或弹出对话框的形式提示用户该多个性能参数输入有误，请用户一一核查后重新输入。

例如，性能参数数据范围校验单元1022可以自动抽取各种原料（例如甲醇等）制醋酸装置的产量等数据，然后自动计算出该类原料（例如甲醇）的单程转化率，将所计算出来的甲醇的单程转化率与所述经验数据库中的该类型原料（例如甲醇）的单程转化率经验值范围（例如0.53-0.54）进行比较，如果在该范围内，则证明之前输入的产量等数据是正确的，否则就提示用户之前输入有误，请核查之后再行输入。

根据本发明的优选实施例，所述生产设备性能参数校核装置102还可以优选地包括参数表之间关系校验单元1024。如图3所示，各性能参数表中分别收集了与设备生产能力及主要过程设备、原料、产品、能耗等方面相关的不同的参数数据。然而，某些位于不同表中的参数数据是有一定关联的，例如，原料与产品、能耗之间是有必然联系的，因此，为了保证最终性能评价结果的准确性，在某种意义上有必要对不同参数表之间有关联的参数数据进行一致性校验。

所述参数表之间关系校验单元1024事先对参数表之间具有关联的性能参数之间的关联方式进行预定义并存储，之后，当用户完成各参数表的输入之后，该参数表之间关系校验单元1024对不同参数表之间具有关联的性能参数进行校验，看其是否满足预定义的相应关联方式。如果是，则证明之前的输入无误，如果不是，则以前述提示方式来提醒用户输入有误，请其核实之后再行输入。

如上所述，虽然本发明优选在完成所有表格的输入之后再进行参数表之间的关系校验，然而本发明并不限于此，技术人员也可以在输入过程中进行校验，例如在输入某性能参数时，对目前所输入的性能参数与之前输入的位于其他参数表之中的具有一定关联的性能参数进行上述关联性校验。

例如，本发明所述的上述参数表之间关系校验单元1024可以校验图3中的表1、表3、表4的数据关系，例如进行聚酯装置生产能力损失与其生产能力及产量的一致性校核；此外，还可以校验表5与表10中的装置耗能工质中水的消耗与废水排放量的一致性等等。优选地，当进行一致性校核时，可以不要求完全一致，可以设定一定容差范围，在该范围内，视为一致。

根据本发明的另一优选实施例，本发明的生产设备参数校核装置102还优选地包括与历史参考数据比对校验单元1023以及和该与历史参考数据比对校验单元1023耦合的历史性能参数数据库（未示出）。所述历史性能参数数据库中存储有每一性能参数（或者是若干预选性能参数）的历史数据（可以为上一次测量的相应性能参数的数据）。当所有性能参数表中的所有性能参数均被输入（优选地被有效输入）之后，显示装置103的屏幕上可以自动弹出询问用户是否要进行历史数据比对验证的对话框，如果用户选择是，则与历史参考数据比对校验单元1023将历史性能参数数据库中所存储的历史参考数据显示在之前所显示的性能参数表中的相对应性能参数旁边（此步骤为可选步骤，也可以不显示），并计算出当前性能参数表中的性能参数与其对应的历史参考数据的差值，如果该差值超过预定容限范围，则显示装置103将对该项性能参数及其相应历史参考数据进行高亮显示、弹出对话框提示用户进行数据核查、和/或驱动报警装置106进行声、光报警。

综上所述，本发明通过从多个角度对用户所输入的性能参数进行校核，从而极大地保证了石化产品生产设备性能评价及监控系统的数据源的准确性。

此外，根据本发明的另一优选实施例，所述石油化工产品生产设备性能评价及监控系统100还优选地包括生产设备性能参数后处理装置104，如图1所示。

众所周知，原料的类型不同对石化产品生产设备（例如乙烯装置）的产品收率和能耗等方面的性能影响很大（采用的生产原料类型不同，生产设备最终的产品收率和能耗也不同），而且由于地理位置、装置规模、工艺流程等因素的不同，各种石化产品生产设备对裂解原料的控制力差距也是很大的，因此就导致无法用统一的标准来衡量不同规模、不同工艺流程、采用不同原料的石化产品生产设备的总体性能，进而无法客观地评价上述不同石化产品生产设备的性能优劣，当然也就无法为之后的性能改进提供科学的理论依据。

为了解决这一技术问题，本发明提供了生产设备性能参数后处理装置104。

如图4所示，所述生产设备性能参数后处理装置104优选地包括原料分类装置1040、基准性能因子生成装置1041、实际性能因子生成装置1042、实际性能因子归一化处理装置1043以及生产设备重置效能计算装置1044（该装置1044为可选的而不是必须的）。

根据本发明的优选实施例，将裂解原料划分为5大类：轻质原料、轻石脑油、全馏分石脑油、加氢尾油和柴油馏分。其中轻质原料又细分为乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷等几种纯物质组分。上述5大类原料的定义如下表所示：

名称	轻烃	轻石脑油	全馏程石脑油	加氢尾油	柴油
						定义	碳五以下	90%馏分点（D86）<100℃的液体原料	90%馏分点（D86）<200℃的液体原料	深度加氢尾油	柴油AGO,VGO

优选地，以乙烯生产设备为例（仅为示例性的，本发明并不限于此），本发明将该乙烯生产设备经过裂解分离最终得到的各种产品归类为：富氢气体、燃料气、乙烯、丙烯、丁二烯、其他碳四、苯、甲苯、二甲苯、裂解汽油其他组分、裂解柴油组分和裂解燃料油组分等；此外，本发明的设备能耗计算范围从裂解原料进入裂解炉开始，到所有产品离开装置为止；能耗计算结果以单位乙烯的净能耗和单位双烯的净能耗；度量单位优选为“千克标油/吨”。

根据本发明的优选实施例，所述生产设备性能参数后处理装置104与基础数据库（未示出）耦合，该基础数据库中存储有在模拟试验中（例如在实验室中对所述待评价性能的生产设备进行模拟）的最佳操作条件下使用与该待评价性能的生产设备所采用原料相同的原料得到的各性能参数，将其作为基准性能参数数据集。

所述原料分类装置1040用于从所述基准性能参数数据集中提取原料数据，并将该原料数据按照上述原料分类方式进行分类，优选地，所述原料分类装置1040还将分类后的各类原料数据分轻质原料和液体原料分别保存在如图6A和6B所示的两个原料数据表中。

所述基准性能因子生成装置1041包括基准收率计算装置（未示出）和基准能耗计算装置（未示出）。该基准收率计算装置和基准能耗计算装置分别与上述原料分类装置1040相连，以获取与所述待评价性能的生产设备及其所采用原料结构（即为原料的物质组分构成）相对应的基准性能参数数据集。

之后，基准收率计算装置基于所获得的基准性能参数数据集中的相关性能参数、针对上述5大类别中的每一种原料类别单独计算收率，然后再根据各类原料在所采用的原料结构中的比例进行加权计算，最终得到与所述待评价性能的生产设备相对应的总基准收率。

类似地，基准能耗计算装置也基于所获得的基准性能参数数据集中的相关性能参数、针对上述每一种原料类别单独计算能耗，然后再根据各类原料在所采用的原料结构中的比例进行加权计算，最终得到与所述待评价性能的生产设备相对应的总基准能耗。

如图5所示，所述实际性能因子生成装置1042包括生产设备实际收率计算装置10422和生产设备实际能耗计算装置10423。此外，优选地，所述实际性能因子生成装置1042还可以包括ERP数据源获取装置10421和/或实际数据输入装置10424。

所述实际数据输入装置10424可以耦合到前述输入装置101（用于接收用户直接输入的性能参数）或生产设备参数校核装置102（用于接收经生产设备参数校核装置102校核之后的性能参数），本发明优选耦合到生产设备参数校核装置102。

所述ERP数据源获取装置10421用于从ERP数据库中直接获取需要的实际性能参数。

此处需要说明的是，所述实际性能因子生成装置1042所需要的性能参数可以单独从所述实际数据输入装置10424处获得，也可以单独从所述ERP数据源获取装置10421处获得，或者可以从所述实际数据输入装置10424处获得一部分性能参数，而从所述ERP数据源获取装置10421处获得另一部分性能参数。并且，本发明所述的“ERP数据源”仅为示例性的说明，而决非限定性的说明，本领域技术人员可以选择任何存储有实际性能参数的其他类型的数据库作为实际性能因子生成装置1042的数据源。所述实际收率计算装置10422基于所获取的实际原料数据、针对上述5大类别中的每一种类的原料单独计算待评价性能的生产设备的实际收率，然后再根据各类原料在该待评价性能的生产设备所采用的总原料结构中所占的比例进行加权计算，从而得到该待评价性能的生产设备的总实际收率。

同理，所述实际能耗计算装置10423基于所获取的实际原料数据、针对每一种类的原料单独计算待评价性能的生产设备的实际能耗，然后再根据各类原料在该待评价性能的生产设备所采用的总原料结构中所占的比例进行加权计算，从而得到该待评价性能的生产设备的总实际能耗。

随后，所述实际性能因子归一化处理装置1043从所述基准性能因子生成装置1041和实际性能因子生成装置1042处获得总基准收率、总基准能耗、总实际收率以及总实际能耗，并使得总实际收率除以总基准收率以得到该待评价性能的生产设备的收率因子，且使得总实际能耗除以总基准能耗以得到该待评价性能的生产设备的能耗因子。

通过上述针对待评价性能的生产设备所作的实际性能因子归一化处理，使得可以在具有不同规模、采用不同原料和/或使用不同工艺流程的不同的石化产品生产设备之间进行性能评价对比，从而能够找出性能较差的石化产品生产设备，继而有利于对该性能较差的石化产品生产设备进行性能改进。

在此需要说明的是，如上所述，本发明为了示例的目的选择了两种性能因子——收率、能耗作为用于衡量待评价性能的生产设备的性能因子，然而本发明并不限于此，技术人员可以根据实际需要选择其他有助于衡量待评价性能的生产设备的性能评价因子（例如能耗因子、物耗因子、收率因子、产品价值因子、可靠性因子、过程控制因子、维修效率因子、三废排放因子等），并且该其他性能因子可以按照与上述归一化处理方式类似的方式进行处理，在此为了简明的目的不再一一赘述。

接下来将详述前述生产设备重置效能计算装置1044。

与前同理，由于目前不同规模、不同工艺、不同配置等的石化产品生产设备的效能无法按照一个统一的标准来进行评价比较，所以其大大阻碍了对石化产品生产设备的总性能的评价、监控及改进。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种生产设备重置效能计算装置1044，其用于计算生产设备的重置效能，而该重置效能由于剔除了不同生产设备本身的各方面条件不同等因素的干扰而使得其可以用于评价、衡量不同生产设备的效能方面的性能的优劣，从而为后续的性能改进提供客观依据。

具体地，以乙烯装置为例，本发明根据乙烯装置的特点以及影响乙烯装置效能的各个方面，将乙烯装置分为下述四个功能块：裂解炉、裂解气压缩机、制冷、分离流程。

本发明的生产设备重置效能计算装置1044优选按照下述公式来对石化生产设备（例如乙烯装置）的重置效能进行计算：

生产设备重置效能= ∑（裂解炉区效能*α+压缩区效能*β+制冷区效能*γ+分离冷区/热区效能*μ）*η*θ

其中：α为裂解炉区调整因子；β为压缩区调整因子；γ为制冷区调整因子；μ为分离冷区/热区调整因子；η为生产设备规模调整因子；θ为生产设备出厂时间调整因子；优选地，所述各调整因子的取值范围为0-1。

在计算过程中，所述生产设备重置效能计算装置1044从之前输入的待评价性能的生产设备的性能参数表中提取裂解炉区效能、压缩区效能、制冷区效能以及分离冷区/热区效能；然后，访问与其耦合的调整因子参考数据库（未示出），并从该调整因子参考数据库中调用预先存储的上述各调整因子α、β、γ、μ、η和θ（所述各调整因子是通过参考预定基准生产设备的性能等参数并通过统计学等方式预先得到的），之后按照上述计算公式进行计算，以求得生产设备重置效能。

此外，如图1所示，优选地，所述石油化工产品生产设备性能评价及监控系统100还可选地包括生产设备性能跟踪诊断装置105。上述实际性能因子归一化处理装置1043与上述生产设备重置效能计算装置1044的输出可选地耦合到生产设备性能跟踪诊断装置105和/或显示装置103的输入端，以进行生产设备性能跟踪诊断和/或处理结果显示。

下面将详述根据本发明优选实施例的生产设备性能跟踪诊断装置105。

如图7所示，所述生产设备性能跟踪诊断装置105包括比较装置1051、参考数据库1052和遍历装置1053。

根据本发明的一个实施例，所述生产设备性能跟踪诊断装置105中的比较装置1051用于将所输入的待评价性能的生产设备的性能评价因子（优选地是上述经归一化的性能评价因子（例如前述收率因子和/或能耗因子等））和/或生产设备效能（优选地是上述生产设备重置效能）与参考数据库1052中所存储的相应的参考性能评价因子和/或参考生产设备效能进行比较；当目前待评价性能的生产设备的某参与比较项（例如收率因子）低于相应的参考比较项（例如参考收率因子）时，所述比较装置1051将发信号通知遍历装置1053进行遍历处理。接下来将详述所述遍历处理。

如前所述，之所以要对性能进行评价监控，是为了能够找出性能不良的原因，继而对导致性能不良之处进行改进。

因此，为了能够深入地分析诊断目前待评价性能的生产设备性能不良的原因，本发明按照各基础性能参数与上述各性能评价因子或生产设备效能之间的关联以及具体的关联程度来分别针对各性能评价因子和生产设备效能建立参数树，参数树的大概结构如图8所示。

该参数树的母节点即为某性能评价因子或生产设备效能，一级子节点可以包括与该母节点关联性最高的一个或多个基础性能参数（在某种意义上可以说是与母节点直接关联的一个或多个基础性能参数），而二级子节点可以包括分别与各一级子节点具有最高关联性的一个或多个基础性能参数（在某种意义上可以说二级子节点与母节点具有间接关联，而与一级子节点具有直接关联），依此类推便针对各性能评价因子和生产设备效能分别建立了相应的树形结构。优选地，本发明将预先建立的上述参数树形数据结构事先存储在参考数据库1052中。

当所述比较装置1051经过比较确定目前待评价性能的生产设备的某项性能评价因子或生产设备效能低于相应的对比参考值时，该比较装置1051将发信号通知遍历装置1053；此时遍历装置1053将访问参考数据库1052，在参考数据库1052中查询其母节点为该项较低的性能评价因子或生产设备效能的参数树；在查询到该相应的参数树之后，所述遍历装置1053按照该参数树的层级结构进行遍历。

具体而言，首先，所述遍历装置1053依次遍历每个一级子节点，在每个一级子节点处针对当前子节点所代表的基础性能参数类型来进行生产设备的该类型实际基础性能参数与参考数据库1052中所存储的该类型参考基础性能参数进行比较，如果实际参数小于参考参数，则在存储器（未示出）中记录该节点对应的性能参数类型，优选地，还可以记录目前待评价性能的生产设备的该参数类型的实际基础性能参数值和/或其与相应参考基础性能参数值的差值；如果不小于，则不做任何处理，之后继续遍历同级子节点中的下一个子节点。在遍历完所有一级子节点之后，所述遍历装置1053再针对之前所记录的实际基础性能参数值小于参考基础性能参数值的那些一级子节点属下的二级子节点进行遍历，其遍历方式仍然为比较与所遍历到的二级子节点相对应的实际性能参数值和数据库1052中所存储的相应参考性能参数值，然后记录小于参考性能参数值的那些二级子节点，之后再针对这些被记录的二级子节点属下的三级子节点进行遍历，依此类推。按照上述遍历方式，便可以逐级分析诊断待评价性能的生产设备性能不良的最终原因，继而可以给后续的性能改进工作提供准确而精细的理论依据，使其做到有的放矢。

需要说明的是，上述遍历方式仅起到示例性的作用，在不背离本发明基本精神和原理的情况下可以对其进行任意修改、变更（例如可以先纵向遍历、再横向遍历，例如当发现一级子节点中的某个子节点处实际性能参数值小于参考性能参数值时，立即遍历该子节点属下的二级子节点，然后继续向下级子节点追踪，直到追踪到最终级的子节点为止；之后再返回来遍历一级子节点中的下一个子节点，其遍历方式与前一个一级子节点的遍历方式相同，依此类推），并且任何在本发明精神和原理的范围内的修改和变更均落入本发明的保护范围之中。

在遍历装置1053完成了上述遍历处理之后，将通过输出装置（未示出）进行输出，例如可以仅输出所记录的最低一级子节点中其实际基础性能参数值低于相应参考基础性能参数值的那些子节点所代表的性能参数类型和/或与该参数类型相对应的实际基础性能参数值和/或该实际基础性能参数值与参考性能参数值的差值。可选地，也可以输出每一级子节点中其实际基础性能参数值低于相应参考基础性能参数值的那些子节点所代表的性能参数类型和/或与该参数类型相对应的实际基础性能参数值和/或该实际基础性能参数值与参考性能参数值的差值，以给用户提供更多的参考资料。

上述输出方式可以以表格、图形、画面等视频显示方式进行输出，也可以通过扬声器等音频装置进行输出，或者以上述两种输出方式相结合的方式进行输出。

此外，优选地，上述生产设备性能跟踪诊断装置105还可以耦合到报警装置106，例如当所述遍历装置1053所输出的某子节点处的实际基础性能参数值与参考性能参数值的差值大于预定阈值时，报警装置106将被驱动以前述声和/或光的方式进行报警，或发出手机短信、Ｅ－ｍail等信息，以提醒该性能监控责任人或其上级主管。

上面所介绍的实施例是将某一个或多个待评价性能的生产设备与参考生产设备进行比较；然而本发明并不限于此，本发明还可以对多个待评价性能的生产设备进行彼此之间的比较，其主要原理与上述实施例的原理类似，不同之处在于：

在本实施例中，所述生产设备性能跟踪诊断装置105将分别输入多个待评价性能的生产设备的经归一化的性能评价因子和/或生产设备重置效能；之后比较装置1051逐项对所述多个生产设备的各性能评价因子和/或生产设备重置效能进行横向比较（即生产设备间比较），找出每一比较项目中的最低值，然后遍历装置1053分别针对各最低值来进行类似前述遍历方式的遍历。

例如，比较装置1051分别针对收率因子、能耗因子和生产设备重置效能这三项对三个待评价性能的生产设备A、B、C进行了横向对比，比较结果显示例如A装置的收率因子在三个生产设备中最低、B装置的能耗因子最低、C装置的生产设备重置效能最低；此时遍历装置1053将分别调用访问参考数据库1052中的母节点分别为收率因子、能耗因子、生产设备重置效能的参数树；之后，所述遍历装置1053分别针对各参数树进行遍历，其遍历的顺序和方式与之前的实施例中的遍历顺序、方式同理，区别仅在于，之前的实施例中在遍历每一子节点时要将该子节点所代表的参数类型的实际基础性能参数与相应的参考基础性能参数进行比较，而本实施例中则是在遍历每一子节点时，要将所述多个生产设备（例如A、B、C）的与当前所遍历的子节点代表的参数类型相对应的实际基础性能参数进行比较，如果就当前参数树的母节点所表示的性能评价因子而言值最低的那个生产设备在当前所遍历的子节点处的参数值也是多个生产设备中最低的，则如前所述在存储器（未示出）中记录该子节点所对应的性能参数信息；否则，不做任何记录处理，之后以同样的方式遍历同级的下一个子节点，依此类推；在遍历完该级子节点之后再遍历该级子节点中被记录的那些子节点属下的下一级子节点，依此类推，直至完成所有遍历为止。

之后的输出、报警处理与前一实施例类似，在此不一一赘述。

通过采用本发明所提供的上述生产设备性能跟踪诊断装置，可以跟踪诊断石化产品生产设备性能不良的深层次根源原因，从而有助于技术人员有针对性地对石化产品生产设备的性能进行改良。

以上描述的仅仅是本发明的优选实施例，以便本领域技术人员能够实现或者使用本发明公开的内容。但是以上这些实施例并不是穷举的，对于本领域技术人员来说，对这些公开内容的各种修改都是显而易见的，并且本领域技术人员在本发明的精神和范围之内所得到的任何修改、变换、替换的技术方案均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，该性能跟踪诊断装置包括：

参考数据库（1052），其用于存储与所述石油化工产品生产设备相关的至少一个参考性能评价因子、以及分别以各参考性能评价因子为母节点的至少一个参数树；

比较装置（1051），其用于将所输入的所述石油化工产品生产设备的实际性能评价因子与参考数据库（1052）中所存储的相应的参考性能评价因子进行比较；以及

遍历装置（1053），其用于在预定实际性能评价因子低于与其相应的参考性能评价因子时访问所述参考数据库（1052），并对以与该预定实际性能评价因子相应的参考性能评价因子为母节点的参数树进行遍历，以逐级跟踪诊断所述预定实际性能评价因子低的原因，

所述参考数据库（1052）中还存储有与所述石油化工产品生产设备相应的参考生产设备效能、以及以该参考生产设备效能为母节点的参数树；并且所述比较装置（1051）还用于将所输入的所述石油化工产品生产设备的实际重置效能与所述参考生产设备效能进行比较；当所述实际重置效能低于所述参考生产设备效能时，所述遍历装置（1053）对以所述参考生产设备效能为母节点的参数树进行遍历，以逐级跟踪诊断所述实际重置效能低的原因。

2.如权利要求1所述的石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，所述参数树至少包括两级子节点，其中第一级子节点包括与所述母节点关联性最高的所述石油化工产品生产设备的至少一个基础性能参数，而第二级子节点包括分别与各第一级子节点具有最高关联性的所述石油化工产品生产设备的至少一个基础性能参数。

3.如权利要求1所述的石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，所述石油化工产品生产设备为烯烃生产设备，所述烯烃生产设备的实际重置效能通过下式计算得来：

实际重置效能= ∑（裂解炉区效能*α+压缩区效能*β+制冷区效能*γ+分离冷区/热区效能*μ）*η*θ

其中:α为裂解炉区调整因子；β为压缩区调整因子；γ为制冷区调整因子；μ为分离冷区/热区调整因子；η为生产设备规模调整因子；θ为生产设备出厂时间调整因子；所述各调整因子的取值范围为0-1。

4.如权利要求1或2所述的石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，所述比较装置（1051）所输入的所述石油化工产品生产设备的实际性能评价因子为经归一化处理之后的实际性能评价因子。

5.如权利要求4所述的石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，所述归一化处理包括：

根据预先存储的所述石油化工产品生产设备的实验模拟设备的基准性能参数生成至少一个用于评价该实验模拟设备的性能的基准性能因子；

根据实际输入的所述石油化工产品生产设备的实际性能参数生成至少一个用于评价所述石油化工产品生产设备自身的性能的实际性能因子；和

将所述实际性能因子除以与其类别相对应的基准性能因子从而得到归一化处理之后的实际性能评价因子。

6.如权利要求2所述的石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，所述遍历装置（1053）对参数树的遍历流程包括：

所述遍历装置（1053）依次遍历每个第一级子节点，在每个第一级子节点处针对当前子节点所代表的性能参数类型来进行该类型实际基础性能参数与参考数据库（1052）中所存储的该类型参考基础性能参数进行比较；

如果所述实际基础性能参数小于所述参考基础性能参数，则记录当前子节点对应的性能参数类型、和/或当前实际基础性能参数值、和/或当前实际基础性能参数值与相应参考基础性能参数值的差值；如果不小于，则不做任何处理，继续遍历同级子节点中的下一个子节点；

在遍历完所有第一级子节点之后，所述遍历装置（1053）针对之前所记录的实际基础性能参数值小于参考基础性能参数值的那些第一级子节点属下的第二级子节点进行遍历，其遍历方式与针对第一级子节点的上述遍历方式相同，依此类推，直到完成参数树所有层级的遍历为止。

7.一种石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，该性能跟踪诊断装置包括：

输入装置，其用于输入多个石油化工产品生产设备中的每一个的实际性能评价因子；

比较装置（1051），其用于对所输入的所述多个石油化工产品生产设备的同类型实际性能评价因子进行比较，确定同类型实际性能评价因子中值最低的石油化工产品生产设备作为待诊断生产设备；

参考数据库（1052），其中存储有分别以各类型性能评价因子为母节点的至少一个参数树；以及

遍历装置（1053），其用于访问参考数据库（1052），在其中查询以当前参与比较的预定类型的性能评价因子为母节点的参数树；并对查询到的参数树进行遍历，以逐级跟踪诊断所述待诊断生产设备的该预定类型的实际性能评价因子低的原因，

所述遍历装置（1053）对参数树的遍历流程包括：

所述遍历装置（1053）依次遍历每个第一级子节点，在每个第一级子节点处，将所述多个石油化工产品生产设备的与当前所遍历的子节点代表的参数类型相对应的实际基础性能参数进行比较，如果就当前参数树的母节点所表示的性能评价因子而言值最低的那个生产设备在当前所遍历的子节点处的参数值也是所述多个石油化工产品生产设备中最低的，则记录该子节点所对应的性能参数信息；否则，不做任何记录处理，并以同样的方式遍历同级的下一个子节点；在遍历完该级子节点之后再以同样的方式遍历该级子节点中被记录的那些子节点属下的下一级子节点，依此类推，直至完成参数树的所有层级的遍历为止。

8.如权利要求1-3、5-7之一所述的石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，所述性能跟踪诊断装置包括输出装置，所述输出装置以表格、图形、画面的视频显示方式和/或音频方式输出最低一级子节点中被记录的那些子节点的相关信息和/或分别输出每一级子节点中被记录的那些子节点的相关信息；所述性能评价因子包括能耗因子、物耗因子、收率因子、产品价值因子、可靠性因子、过程控制因子、维修效率因子和/或三废排放因子。

9.如权利要求4所述的石油化工产品生产设备性能跟踪诊断装置，其特征在于，所述性能跟踪诊断装置包括输出装置，所述输出装置以表格、图形、画面的视频显示方式和/或音频方式输出最低一级子节点中被记录的那些子节点的相关信息和/或分别输出每一级子节点中被记录的那些子节点的相关信息；所述性能评价因子包括能耗因子、物耗因子、收率因子、产品价值因子、可靠性因子、过程控制因子、维修效率因子和/或三废排放因子。