1、什么是流程模拟与实时优化软件?

　　基于雪浪OS，雪浪云联合华东理工大学打造了流程模拟与实时优化软件，用于石油、化工、水泥等流程行业的建模仿真和优化应用，基于云平台引擎支撑系统，构建包含流程模拟、数据接口、稳态检测、优化引擎、优化算法、模型管理六大类功能组件。软件融合先进过程建模与智能优化技术，解决了关键操作参数手动设定导致能耗高、质量指标波动大等问题，实现节能降耗、提高产品质量、降低碳排的效果，保证工业装置经济效益、能耗、碳排放等运行指标最优。

　　2、流程行业企业痛点

• 装置关键参数控制稳定性差，质量不稳定，装置能耗高，碳排高;
• 决策优化缺乏统一的参考和指导，高度依赖操作人员生产经验，难以精准判定最优参数，导致操作能耗高、质量指标波动大等问题;
• 流程模拟和实时优化软件基本被国外垄断，一旦对国内企业进行技术封锁，将对企业带来不可估量的损失;
• 业务系统种类多，没有标准的工具以及集成规范，导致业务集成过程耗时长资源浪费，业务系统集成难，数据存在孤岛效应，导致实现系统化平台化的实时优化功能

　　3、流程模拟与实时优化软件的核心功能

　　1、大量的物性数据库

　　工艺数据库包括2000多种纯组分的物性数据及纯组分数据库及二元交互作用数据库。

　　2、强大的模型沉淀能力

　　基于对象的数学描述可形成为可复制、可推广的模块，沉淀成工业机理模型和数据算法模型等两大类主要模型。

　　3、丰富的模型算法

　　具有优化算法组件、模型管理组件、稳态检测组件、优化引擎等大量工业组件，方便复用到不同场景。

　　4、广泛的监控、预警与优化决策覆盖面

　　模拟化工过程中的多种反应条件和环境变化，针对流程中异常情况进行预警和分析，优化调整工艺调控参数，降低生产成本，提高产品质量。

　　5、国产化自主可控

　　属于自主研发，满足CAPE- OPEN规范标准，可以有效适配国产化软硬件，支持第三方过程建模软件的接入，自主可控、安全可靠，突破“卡脖子”技术。

　　4、流程模拟与实时优化软件多维度的应用场景

　　1、流程模拟

　　建立较高的准确性和可预测性模型，包括反应物和产物的化学特性、反应器的物理特性、反应条件的优化、动态监测和控制等方面的工艺模型，设备模型，帮助企业提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量、保障生产安全。

　　2、实时优化

　　在生产负荷、原料属性、设备性能和市场价格等发生变化时，通过调整生产过程关键变量设定值，保证工业装置的变量在给定约束条件下，根据实时的生产数据，优化求解相关工艺参数最佳匹配。

　　5、流程模拟与实时优化软件应用案例

　　基于雪浪OS平台的水泥厂窑炉煅烧过程优化

• 业务痛点
• 水泥生产过程中核心装置存在大惯性、纯滞后、参数时变和非线性等特点;
• 原料和燃料属性波动大，装置间耦合性强;
• 关键操作参数凭经验获得，难以从整体保证生产最优决策，导致生产过程能耗、环保压力大;
• 水泥煅烧过程优化问题描述　　

　　构建水泥窑炉煅烧生产线大规模优化问题，以全流程能耗最低为优化目标，水泥质量指标、磨机和窑炉装置性能、生产负荷、原料产品市场等综合因素为约束条件，通过智能优化计算求解大规模优化问题，获得装置最优运行参数，有效维持大型水泥生产装置节能运行。

• 项目成效

　　相比于传统的参数调控方式，采用实时优化后参数调整，水泥窑炉煅烧生产标煤耗显著降低3%，熟料关键质量指标提升20%以上，提高生产人员决策水平，降低水泥生产过程能耗和污染物排放。

　　结合行业大数据以及生产过程数据的实时监控和分析，为企业提供科学、准确的决策支持，实现水泥生产过程的资源优化配置、降低生产和运营成本。

　　能耗降低5%：RTO可以通过调整煤粉配比、风量控制和窑炉温度等参数，减少能源的浪费和损失，提高煤粉的燃烧效率，优化能源消耗。

　　产量提升8%：RTO可以通过优化窑炉温度、烧成时间和风机等的参数，避免过度烧成或烧成不充分的情况，确保熟料质量的稳定性，实现水泥生产的最大化产量。

　　质量提升10%：RTO可以实时监测和调整物料配比、窑炉温度和物料流速等参数，确保水泥生产过程的稳定性和一致性，使水泥的品质达到统一标准

　　装置生产平稳与安全性提高15%：RTO可以通过优化参数和控制策略，提高水泥生产过程的安全性。例如，在窑炉操作中，RTO可以确定最佳的燃烧条件、氧含量和空气流量，防止炉内积聚物形成等质量和安全隐患。

　　生产成本降低6%：RTO通过精确的参数调整和优化控制，避免产品的浪费和不合格品的产生，降低原材料的使用成本，同时增加余热的回收效率，减少运营成本。

　　环境效益提升20%：通过RTO的应用，减少温室气体和污染物的排放，降低氨水等的消耗，提高环境效益。

　　6、服务客户

　　东华水泥/大连化学物理研究所/国家能源低碳清洁研究院