數(shù)字轉(zhuǎn)型與智造升級: 從兩大熱點看石化行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之變
——2025年全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會觀察
?在構(gòu)建新發(fā)展格局、推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略進(jìn)程中,石化行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè),正面臨從“規(guī)模擴(kuò)張”向“質(zhì)量躍升” 轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵攻堅期。在近日于大連舉行的2025全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會上,政產(chǎn)學(xué)研用各界展開深度研討,為破解產(chǎn)業(yè)鏈 “卡脖子” 難題、構(gòu)建自主可控的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系凝聚共識。作為國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),石化行業(yè)如何在“雙碳”目標(biāo)與全球競爭格局中找準(zhǔn)定位?本刊聚焦數(shù)智技術(shù)和裝備創(chuàng)新等領(lǐng)域,通過政策視角、數(shù)據(jù)支撐和案例解析,呈現(xiàn)行業(yè)以創(chuàng)新驅(qū)動破局、向“綠色化、智能化、高端化”的進(jìn)階之路。
數(shù)智技術(shù)重塑行業(yè)發(fā)展競爭力
□ 記者 劉雅文
當(dāng)前,化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已從技術(shù)應(yīng)用層面升級為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革的核心引擎。2025年全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會上,來自行業(yè)龍頭企業(yè)、科研院所的代表們,以豐富的實踐案例與前沿技術(shù)探索,勾勒出一幅“數(shù)據(jù)驅(qū)動、智能引領(lǐng)、生態(tài)協(xié)同”的行業(yè)轉(zhuǎn)型新圖景。從油氣勘探開發(fā)的智能突破到化工安全生產(chǎn)的數(shù)字革新,從工業(yè)大模型的深度應(yīng)用到自主可信計算的安全筑基,數(shù)智技術(shù)正全方位重構(gòu)行業(yè)價值鏈條,推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向綠色化、智能化、高端化躍遷。
勘探開發(fā):智能技術(shù)破解行業(yè)深層痛點
在油氣上游領(lǐng)域,數(shù)字化轉(zhuǎn)型正從單點技術(shù)應(yīng)用向全流程智能決策演進(jìn),有效破解了勘探開發(fā)過程中的效率、成本與安全難題。大慶油田勘探開發(fā)研究院企業(yè)技術(shù)專家吳鈞在論壇上展示的“油博士”大語言等模型及配套應(yīng)用智能場景,構(gòu)建了覆蓋地質(zhì)建模、油藏分析、生產(chǎn)調(diào)控的一體化智能體系。例如,基于機(jī)器學(xué)習(xí)的井筒大數(shù)據(jù)智能分析應(yīng)用可綜合應(yīng)用地質(zhì)工程數(shù)據(jù),將地質(zhì)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)科學(xué)計算問題,采用層次標(biāo)定法建立數(shù)據(jù)大表,以正判率、絕對平均誤差為評價指標(biāo)對算法和參數(shù)進(jìn)行自動優(yōu)化,不斷提升頁巖油并筒大數(shù)據(jù)評價效果。
同樣在智能勘探領(lǐng)域,中國石油勘探開發(fā)研究院信息技術(shù)首席專家龔仁彬分享了80億參數(shù)地震解釋大模型,利用海量油氣地震勘探數(shù)據(jù),通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,訓(xùn)練形成了具有構(gòu)造解釋、縫洞體預(yù)測、巖性識別等地震智能解釋功能的AI大模型,目前模型參數(shù)達(dá)到80億規(guī)模。地震解釋大模型直接面向找油找氣的核心業(yè)務(wù),在油氣人工智能平臺(E8)上開發(fā)了基于大模型的走滑斷裂識別、縫洞體預(yù)測、生物礁灘相識別、河道識別、火山巖識別等應(yīng)用場景,在油氣田勘探實踐中取得了較好的應(yīng)用效果,顯現(xiàn)出良好的發(fā)展前景,成為大模型行業(yè)落地應(yīng)用的典范。
安全生產(chǎn):數(shù)字孿生與智能防控構(gòu)建安全屏障
開發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié)智能化轉(zhuǎn)型的實用價值更加直觀。“深海一號”的遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)系統(tǒng)堪稱典范,截至目前已成功完成4次臺風(fēng)遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn),總計遙控生產(chǎn)235小時(10天),有效避免產(chǎn)量損失天然氣7850萬立方米,凝析油768立方米,減少人員復(fù)產(chǎn)工作144人工天,已累計實現(xiàn)效益超2億元人民幣。
中控技術(shù)股份有限公司帶來的時間序列大模型TPT(Time Series Proficient Transformer)成為論壇技術(shù)亮點。作為專注于工業(yè)核心場景的大模型,TPT可實現(xiàn)裝置工藝參數(shù)預(yù)測與預(yù)警、設(shè)備健康評估等關(guān)鍵功能。在氯堿行業(yè)應(yīng)用中,TPT對電解槽電壓異常的早期預(yù)警避免了聯(lián)鎖停車事故;在常壓塔塔頂溫度操作優(yōu)化中,將油品切換調(diào)整時長縮短1~1.5小時,年減少原油加工損失超200萬元。其獨(dú)特的“預(yù)訓(xùn)練+微調(diào)”機(jī)制,使一個模型即可覆蓋裝置所有工藝參數(shù)的實時預(yù)測,預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)99%。
未來展望:數(shù)字化筑牢安全底座
面對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深層挑戰(zhàn),沈昌祥院士強(qiáng)調(diào)了自主可信計算的重要性。他指出,大模型在帶來效率提升的同時,也面臨數(shù)據(jù)安全、算法偏見等風(fēng)險,需構(gòu)建基于可信計算3.0的主動免疫防護(hù)體系。該體系已在工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)用,通過可信驗證機(jī)制,實現(xiàn)從開機(jī)到應(yīng)用程序啟動的全程可控,為行業(yè)數(shù)字化筑牢安全底座。
對于未來發(fā)展,與會專家一致認(rèn)為,多模態(tài)大模型融合、全業(yè)務(wù)鏈智能化是重要方向。中國石油勘探開發(fā)研究院副院長呂偉峰提出,需推動數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一與跨域融合,構(gòu)建“智能勘探—智能開發(fā)—智能生產(chǎn)”的全鏈條生態(tài)。中國海油則計劃深化“海能”人工智能模型應(yīng)用,拓展智能貿(mào)銷、低碳技術(shù)融合場景,推動海上油田群的全域智能化管理。
從大慶油田的智能井場到“深海一號”的遙控平臺,石油和化工行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型正以“潤物細(xì)無聲”的方式重塑著每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。這場變革不僅是技術(shù)的升級,更是思維模式、管理體系與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的全面重構(gòu)。當(dāng)數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)要素,當(dāng)智能成為標(biāo)準(zhǔn)配置,一個更高效、更安全、更綠色的現(xiàn)代化石油和化工產(chǎn)業(yè)體系正在加速形成,為保障國家能源安全、推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動能。
石化裝備錨定高端綠色升級
□ 楊曉宇
當(dāng)前,在數(shù)字化轉(zhuǎn)型、綠色低碳發(fā)展與產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的戰(zhàn)略驅(qū)動下,我國石化裝備產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷從“規(guī)模擴(kuò)張”向“質(zhì)量躍升”的深刻變革。在2025年全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會上,與會專家一致認(rèn)為,“十五五”,通過突破超高壓裝備技術(shù)瓶頸、構(gòu)建工業(yè)軟件自主生態(tài)、布局氫能裝備新賽道,石化裝備行業(yè)將逐步形成具有國際競爭力的高端裝備產(chǎn)業(yè)體系,為保障國家能源安全、推動“雙碳”目標(biāo)落地提供堅實的裝備支撐與技術(shù)保障。
政策領(lǐng)航:筑牢安全綠色根基
國家政策為化工裝備行業(yè)發(fā)展錨定航向。《關(guān)于全面加強(qiáng)危險化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的意見》明確提出防控系統(tǒng)性安全風(fēng)險,為石化裝備的安全升級提供了根本遵循?!蛾P(guān)于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》則為行業(yè)發(fā)展錨定了清晰目標(biāo):到2025年,構(gòu)建起自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)布局合理、綠色安全低碳的高質(zhì)量發(fā)展格局。
此外,《關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》著重強(qiáng)調(diào)構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系,進(jìn)一步為石化裝備行業(yè)的綠色變革注入強(qiáng)大動力。在政策的持續(xù)激勵下,石化裝備企業(yè)積極響應(yīng),在安全保障、綠色制造、技術(shù)創(chuàng)新等方面持續(xù)發(fā)力,全力推動行業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)。
創(chuàng)新突圍:國產(chǎn)裝備百花齊放
“十三五”和“十四五”期間,石油化工行業(yè)的重大裝備研制與開發(fā)按下“加速鍵”,我國石化裝備制造的自主創(chuàng)新能力正與日俱增,關(guān)鍵技術(shù)不斷取得重大突破,重大裝備國產(chǎn)化捷報頻傳。
據(jù)與會專家介紹,千萬噸級煉油裝置、百萬噸級芳烴裝置、百萬噸級乙烯及其下游裝置、百萬噸級PTA裝置、大型煤化工和天然氣化工等裝置中的主要核心技術(shù)裝備,相繼實現(xiàn)國產(chǎn)化,裝備性能指標(biāo)基本達(dá)到世界同類設(shè)備的先進(jìn)水平,煤氣化技術(shù)及裝備更是處于世界領(lǐng)先地位,國產(chǎn)DCS也已在大型煉化一體化裝置中得到應(yīng)用。例如,單系列1500萬~2000萬噸/年煉油裝置裝備國產(chǎn)化率高達(dá)95%以上,100萬~165萬噸/年乙烯裝置裝備國產(chǎn)化率達(dá)到90%,裝備綜合技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn),部分更是領(lǐng)先全球。值得注意的是,國產(chǎn)裝備的可靠性也取得跨越式提升,設(shè)備完整性管理全面普及,煉廠普遍實現(xiàn)“四年一修”,部分邁向“五年一修”里程碑。
從工藝裝置分類視角審視,我國石化裝備技術(shù)在多個領(lǐng)域亮點頻現(xiàn)。在壓縮機(jī)組方面,國內(nèi)外總體技術(shù)水平基本持平。中小型壓縮機(jī)組國產(chǎn)化率近乎100%,大型機(jī)組國產(chǎn)化率達(dá)80%以上;工業(yè)爐技術(shù)大型化和標(biāo)準(zhǔn)化穩(wěn)步推進(jìn),工業(yè)爐智能化控制技術(shù)發(fā)展迅速,成果初顯,還完成了廢塑料裂解工藝包和廢塑料裂解電加熱爐開發(fā)及工程設(shè)計;在石化裝備技術(shù)數(shù)字化和智能化方面,開發(fā)了以裂解爐為核心的乙烯裝置在線實時優(yōu)化技術(shù)(RTO),并在中科煉化上線運(yùn)行,在國內(nèi)煉化領(lǐng)域首次實現(xiàn)了完全自主可控技術(shù)構(gòu)建的乙烯裂解爐在線優(yōu)化系統(tǒng),成功打破國外技術(shù)壟斷,解決了“卡脖子”難題。
不僅如此,我國石油石化裝備在海外市場也嶄露頭角。從工具、零配件到技術(shù)附加值更高的成套裝備,中國制造的石化裝備正逐步贏得國際市場的認(rèn)可。國產(chǎn)加氫反應(yīng)器等高端裝備已打入東南亞、中東等市場,國產(chǎn)工業(yè)爐整爐裝備進(jìn)入東南亞、中東,國產(chǎn)壓力容器進(jìn)入馬來西亞等。
不過,與會代表也提出目前裝備行業(yè)發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)。其中,基礎(chǔ)工業(yè)軟件長期被國外壟斷的問題尤為突出。硬件、算法、模型等基礎(chǔ)研究儲備不足,嚴(yán)重制約了裝備數(shù)字化、智能化的發(fā)展進(jìn)程。這也為從業(yè)者提出了一個重要課題。
未來征途:錨定智能化、高端化與綠色化
數(shù)字化和智能化將是“十五五”化工裝備關(guān)鍵發(fā)展方向之一。與會專家表示,數(shù)智化設(shè)計平臺在我國石油化工裝備領(lǐng)域的應(yīng)用尚處初級階段,急需在設(shè)計過程的數(shù)字化、智能化和自動化,以及裝備設(shè)計、工藝優(yōu)化、性能仿真等方面加大建設(shè)力度。研發(fā)國產(chǎn)的過程仿真、計算及設(shè)計、物性數(shù)據(jù)庫等工業(yè)軟件刻不容緩,這對于保障我國石油化工產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控和安全穩(wěn)定意義重大。
在專家看來,“十五五”高端裝備制造是必爭之地。專家指出,目前我國超高壓聚乙烯/EVA核心裝備,如超高壓壓縮機(jī)、超高壓反應(yīng)器、超高壓換熱器等,仍存在技術(shù)瓶頸。比如,我國超高壓壓縮機(jī)被國外壟斷,尚無國產(chǎn)化設(shè)備制造及使用業(yè)績,國內(nèi)在高于250MPa的超高壓靜設(shè)備設(shè)計、制造經(jīng)驗以及標(biāo)準(zhǔn)方面均有所欠缺。實現(xiàn)這些高端裝備的國產(chǎn)化對提升我國石化行業(yè)競爭力至關(guān)重要。
當(dāng)前,智能儀表仍依賴進(jìn)口,控制系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)面臨國產(chǎn)化“卡點”,發(fā)展智能監(jiān)測與運(yùn)維系統(tǒng),提升裝備智能化水平,實現(xiàn)自維護(hù)、自適應(yīng)和自進(jìn)化的高級智能階段,是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
綠色低碳則是發(fā)展必然要求。專家指出,隨著煉化工程規(guī)模不斷擴(kuò)大,蒸汽消耗量激增與綠色低碳發(fā)展要求的矛盾日益突出,深入探索并優(yōu)化大型機(jī)組汽改電技術(shù),成為響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略、推動行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要舉措;在大型煤化工項目中,采用閉式循環(huán)冷卻方式效果顯著,推進(jìn)高效閉式冷卻塔的規(guī)?;瘧?yīng)用將產(chǎn)生可觀的社會效益。此外,研發(fā)CCUS裝備技術(shù),提升國產(chǎn)適用于CCUS系統(tǒng)的超高壓二氧化碳壓縮機(jī)性能;研究工業(yè)爐節(jié)能降碳技術(shù),減少石化行業(yè)二氧化碳排放;開展在役特種設(shè)備的壽命預(yù)測及運(yùn)行安全可靠性評估,建立科學(xué)規(guī)范的工業(yè)化壽命預(yù)測評價體系,推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,都是實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要任務(wù)。
“十五五”裝備領(lǐng)域的新興增長點在哪?這個問題備受關(guān)注,專家普遍認(rèn)同新能源裝備將是一個新增長點。其中,氫能又受到格外關(guān)注,與會專家強(qiáng)調(diào),儲氫容器和材料研發(fā)至關(guān)重要。儲氫材料和儲氫容器的研究與工業(yè)應(yīng)用是氫能利用的關(guān)鍵,需加快建立完善的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);開發(fā)深冷液氫用鋼工程技術(shù),對推動低溫液態(tài)儲氫技術(shù)發(fā)展、實現(xiàn)大型儲氫設(shè)備國產(chǎn)化意義重大;開展加氫站用管道材料及成套管道組成件技術(shù)研發(fā),可為加氫站建設(shè)提供技術(shù)支撐。
展望未來,我國石化裝備行業(yè)將在政策支持、技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動下,以數(shù)字化、智能化、大型化、高端化、綠色低碳化為發(fā)展方向,不斷攻克技術(shù)難題,提升產(chǎn)業(yè)競爭力,在保障國家能源安全、推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的征程中續(xù)寫新的輝煌篇章。