1 概述
石油化工工業的生產過程多數是大規模的、復雜的化工過程，是一個典型的流程型工業。盡管生產線的一級自動化程度較高，但是對物料平衡的管理，仍處于粗放狀態。傳統的物料平衡以月度為周期，一般根據經驗進行數據倒推和分攤，缺乏及時準確和真實的物料平衡數據，成為生產精細化管理的瓶頸。隨著煉化企業精細化管理要求的不斷提高，中國主要大部分煉化企業都已經實施了生產運行系統(MES)。物料平衡作為MES系統中的一個重要組成部分，整合全廠的裝置投入產出信息、罐存信息、物料移動計量信息等生產物流數據，為企業生產統計、生產計劃優化、調度排產優化、財務核算及經濟技術分析提供必要支持、是企業實行精細化管理的重要保障。
2 物料平衡的應用方法
在實際生產過程中，儀表的本身缺陷或工作區間不當、油罐檢尺和油品化驗取樣時間定點不嚴格、設備泄漏等情況都會造成測量數據的誤差，這種不平衡、不可靠、不完整的數據給過程分析、監控、優化、調度、決策分析等帶來困難。而且石化行業的生產是一個多投入、多產出的過程，各種產品又存在循環加工的可能，決策者難以弄清原料與產成品間的組分關系及產成品如何分擔原料的成本。如何成功實施物料平衡，使得系統符合工廠實際業務，滿足企業的精細化管理要求，可以從物料平衡系統的功能架構出發，對數據來源，物料平衡模型、數據校正，數據應用等四個方面進行闡述。
2.1 物料平衡的數據來源
物料平衡中涉及到的數據一般包括兩部分，模型基礎數據和實時生產數據。一般MES系統中都已涵蓋工廠基礎信息平臺，該平臺通過預先定義組織機構、設備、出入廠點、物料等模型基礎數據，作為物料平衡模型配置中的節點，可以直接應用于平衡模型的建立。通過對各節點進行路由關聯，整理出各生產物料的來源去向，就可以得出全廠物料平衡的網狀模型。
實時生產數據主要來源包括實時采集的數據、人工錄入的數據及實驗室的密度數據。通過MES系統中模型基礎數據與生產數據的集合，就可以形成所需物料平衡的平衡前數據。
在獲得平衡前數據以后，需要對平衡前數據進行初次審核，以便剔除對物料平衡校正大有影響的顯著誤差數據。對于裝置生產數據，可以根據裝置物料經驗收率范圍判定裝置生產數據是不是有明顯誤差。對于罐區和計量數據，可以根據管理經驗的判定規則確定，一般計量數據最為準確，在物料平衡模型數據校正中不參與校正。審核后的數據可以較易用于物料平衡校正，同時也能保證結果的準確性。
2.2 物料平衡模型的建立
一般煉化企業由于流程復雜，物料眾多，物料來源去向多變，導致物料平衡模型復雜并且難以建立。因此有必要通過適當的手段簡化全廠物料平衡模型而又不失模型的準確性。根據工廠實際情況和統計需要，一般可以采取以下原則作為簡化模型的處理方法。
(1)先要確定物料平衡模型的顆粒度，對物料的細化程度直接影響到物料平衡的模型的配置，如果選擇車間和物料作為物料平衡的顆粒度，這可以忽略車間內部物料的進出關系，如果選擇罐區和物料作為物料平衡的顆粒度，則罐區內部的物料倒置可以忽略。
(2)排除與物料平衡無關的輔助裝置，如污水，鍋爐，硫磺等裝置。
(3)將一套裝生產裝置視為一個整體，忽略內部回流情況，根據實際情況確定具體的物理側線，對于多產品側線，需要進行物料拆分，對裝置側線產品進行選擇。
(4)對部分未測變量需要進行經驗估值確保物料平衡數據校正的冗余度，如裝置燒焦，干氣，酸性氣等。
(5)對于罐區，可以根據罐的物料進行邏輯歸并，形成虛擬的邏輯罐作為物料平衡模型中的節點，利于完成對罐區以物料作為基礎的生產統計。這樣在邏輯罐基礎上關聯裝置到邏輯罐的路由，可以大大簡化物料平衡模型。
(6)對于多產品側線的路由關聯，可以配置虛擬的匯合點與分流點作為物料平衡模型的節點，可以簡化多側線產品中的路由邏輯。
2.3 物料平衡數據的校正
數據校正系統是物料平衡模塊的主要組成部分，在綜合和匯總企業生產信息，儲運信息、質量信息，通過應用數據校正軟件，實現過失誤差檢測與數據協調計算，保證物流數據的準確性、完整性和一致性。數據校正技術主要由測量網冗余性分析、顯著誤差檢測和數據協調組成。
一般假定工業生產過程處于穩態，所有的測量值都可以校正的，未測量值也是可以估計的，這樣平衡關系可表示為：
目前對此數學問題的求解已開發了大量算法，MES套件中物料平衡模塊也集成了優秀的算法。
2.4 物料平衡數據的應用
物料平衡校正后的數據主要應用于兩個方面，一是用于生成各類生產報表和統計報表，二是將平衡結果應用于儀表評估與改進或尋找物料損失原因。
3 結語
物料平衡成功運用的必要條件是系統功能必須和生產實際業務相符合。要確保物料平衡系統簡單易用，發揮物料平衡系統的重要作用，必須對物料平衡數據和模型等四個方面的具體分析，并結合工廠具體實際業務，形成正確的物料平衡模型和生產數據，并且平衡結果能滿足企業各級人員的需要。物料平衡運行后它將產生大量與生產過程相關的數據，通過對這些數據的統計、歸納、總結，對于改進化工生產工藝，提高成品質量有不可低估的作用。
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