石化行業(yè)“十二五”的節(jié)能任務能否完成或許目前還不可知,但有一點可以明確,全行業(yè)的節(jié)能潛力是有的,也有不少石化企業(yè)表示提前完成了“十二五”節(jié)能任務。而我國石化行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗高于美國和日本,以及行業(yè)重點耗能產品能效領跑者評選中先進值與落后值的巨大差距,也從另一角度印證了全行業(yè)在“十三五”的節(jié)能潛力。那么,我們到底還有多少節(jié)能潛力可挖?這些節(jié)能潛力存在什么地方?哪種方式的節(jié)能潛力更大?又該如何挖掘這些潛力?記者對此進行了調研。
可實現(xiàn)節(jié)能潛力——3000萬噸標煤
連續(xù)4年參與行業(yè)重點耗能產品能效領跑者評先與發(fā)布的中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會節(jié)能與低碳發(fā)展處處長李永亮明確告訴記者,從我國石油和化工行業(yè)的能效水平以及4年來的能效領跑者評選結果來看,全行業(yè)還有3000萬噸標準煤的節(jié)能潛力可挖。
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針對石灰石耗偏高問題,今年以來,南化公司連云港堿廠通過建立焦比數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)灰窯操作由經驗型向數(shù)據(jù)型轉變,使噸堿石灰石耗與去年同比下降了8千克。圖為工人在觀察石灰石運行狀況。 (朱華南 攝)
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李永亮介紹說:“通過原油加工、乙烯、合成氨、甲醇等15個重點耗能產品的能效領跑者水平和行業(yè)平均水平的對比可以看出,如果在今后幾年內,這15個品種的行業(yè)平均能效水平達到2014年度能效領跑者的水平,則可以實現(xiàn)每年約3000萬噸標煤的節(jié)能潛力,這將是實實在在可以實現(xiàn)的節(jié)能潛力,而且這還沒有考慮能效領跑者水平不斷進步的情況?!?
“另外,我國化工行業(yè)的工業(yè)增加值率為27%左右,而美國和日本則分別為52%和41%,導致我國化工行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗高于美國和日本。這說明我國在結構節(jié)能方面還有較大的空間。”李永亮說。
至于這些節(jié)能潛力從哪里能挖掘出來?有被采訪者表示,“十二五”期間,國內有不少新建項目,未來這些新項目的節(jié)能潛力將待挖掘。
中國五環(huán)工程有限公司技術開發(fā)研究院副院長盧文新談到,國內大型合成氨、甲醇、乙烯等產品的生產技術大部分是采用國外先進工藝技術設計建設的。目前這些產品的能效水平較低,主要原因是由于新建生產裝置的運行穩(wěn)定性較差、生產負荷較低。待新建裝置的生產逐步穩(wěn)定和產能過剩問題解決以后,上述化工產品的單位能耗會回歸到合理水平。
而江漢大學化學與環(huán)境工程學院副院長劉瓊玉等人分析,作為快速發(fā)展的中國市場,對于基本化工原料的需求會有一個穩(wěn)定期。目前,很多產品產能相對過剩,因此,來自市場的競爭壓力,也會迫使企業(yè)積極采取節(jié)能減排措施。因此,高耗能行業(yè)未來將有巨大的節(jié)能潛力可挖。
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作為吉林石化公司煉油廠本年度節(jié)能技改的一項重要措施——I催化裂化節(jié)能改造項目,自6月份投入運行以來,已產生顯著的經濟效益,整套裝置綜合能耗達到50千克標油/噸,較改造前降低9個百分點,并帶動全廠綜合能耗下降0.8個百分點,創(chuàng)效481萬元。圖為該廠技術人員利用裝置檢修機會對其進行節(jié)能改造。 (劉正欣 攝)
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氯堿是高耗能行業(yè)之一。中國氯堿工業(yè)協(xié)會副秘書長張鑫談到,“十三五”期間,氯堿行業(yè)的節(jié)能潛力主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
一是節(jié)能技術裝備的支撐。隨著我國燒堿行業(yè)裝備的升級換代,“十三五”期間將全部采用離子膜電解槽,并且有50%以上的電解槽在“十二五”末進行了膜極距改造。預計“十三五”期間膜極距改造還有一定的節(jié)能空間。
二是節(jié)能管理水平還有提升空間?!笆濉逼陂g,氯堿行業(yè)積極推進能效管理體系的建立與完善,企業(yè)積極開展燒堿能源管理體系認證、能效對標等工作。此外,與美國、日本和中國臺灣地區(qū)相比,我國燒堿的運行管理水平仍存在較大差距,如在鹽水精制指標控制、離子膜使用壽命和非計劃停車次數(shù)等方面都有待改進。
三是由技術節(jié)能向系統(tǒng)節(jié)能轉變?!笆濉逼陂g,氯堿行業(yè)積極推進建設企業(yè)能源管理中心工作,特別是“煤電鹽化”一體化項目,涉及的產業(yè)多、產品多,能源管理更加復雜。
當前貢獻最大——技術節(jié)能
任何行業(yè)的節(jié)能幾乎都要依靠技術節(jié)能、管理節(jié)能和結構節(jié)能等幾種方式來完成。多數(shù)被采訪者表示,在這幾大節(jié)能方式中,技術節(jié)能的貢獻率最高、節(jié)能潛力也最大,不僅在“十二五”的節(jié)能工作中發(fā)揮了重要的作用,在“十三五”期間也將發(fā)揮舉足輕重的作用。
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陜西龍門煤化工有限責任公司依托年產四百萬噸焦化項目,配套聯(lián)產了年產二十五萬噸LNG、二十萬噸甲醇、二十八萬噸合成氨和四十八萬噸尿素等裝置,最大限度實現(xiàn)資源利用,降低能耗。目前除合成氨、尿素裝置建成竣工外,其余裝置均已正常運行。圖為剛剛建成的尿素裝置。 (本報記者 李軍 攝)
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中國化工節(jié)能技術協(xié)會理事長方曉驊指出:“石化行業(yè)是裝備型產業(yè),40%~60%的節(jié)能量是靠技術進步。隨著國家提出對能耗總量控制的要求,未來的節(jié)能力度只會進一步加大,行業(yè)節(jié)能技術的進步就顯得尤為重要?!?
李永亮也強調,技術節(jié)能的貢獻最大,主要體現(xiàn)在行業(yè)單位產品綜合能耗指標的降低上?!笆濉逼陂g,高效節(jié)能換熱技術在全行業(yè)的應用具有非常明顯的節(jié)能效果。在氯堿行業(yè),“十二五”最典型和最具革命性的技術創(chuàng)新是隔膜法工藝的淘汰和離子膜工藝的應用,它們對氯堿企業(yè)的能效提升起到了巨大作用;在電石行業(yè),大型密閉式電石爐占比在不斷增加,大大降低了電石產品的能耗,對行業(yè)的節(jié)能起到了重要作用。
據(jù)了解,“十二五”期間,石油和化工企業(yè)積極投入資金,開展節(jié)能技術改造。其中,煉油行業(yè)重點實施了煉油裝置生產過程優(yōu)化、公用工程能量系統(tǒng)優(yōu)化等技改項目,提高了煉油系統(tǒng)和煉化裝置能效水平;乙烯行業(yè)重點實施了裂解爐、壓縮機等關鍵設備的優(yōu)化和改造;合成氨和氮肥企業(yè)積極開展氣化技術優(yōu)化改造、全低溫變換工藝、低壓低能耗氨合成技術、合成氨—尿素蒸汽自給等節(jié)能改造工程;純堿行業(yè)重點推廣新型變換氣制堿技術;氯堿行業(yè)膜極距離子膜電解技術大面積推廣應用,噸堿綜合能耗大幅下降;炭黑行業(yè)積極開展余熱發(fā)電技術改造,提高了余熱利用效率和質量。
中國化工節(jié)能技術協(xié)會資深專家張覲桐介紹說,他曾就國內的技術節(jié)能、管理節(jié)能和結構節(jié)能等的貢獻率做過一個課題。在20世紀七八十年代,管理節(jié)能的貢獻率比較高。那時候全行業(yè)的管理水平都不太高,企業(yè)只要稍微加強管理就可以節(jié)約很多能源。但現(xiàn)在隨著企業(yè)管理的加強和管理水平的提高,管理節(jié)能的貢獻率已經越來越小,從過去的30%~40%,下降到了15%~18%;技術節(jié)能和結構節(jié)能的貢獻率在逐漸增大,而且技術節(jié)能占比越來越大,已經超過40%,“十三五”期間技術節(jié)能仍將發(fā)揮巨大的作用。
南京星飛冷卻設備股份有限公司工程師楊振華談到:“其實國內的高耗能行業(yè),如電力、化工等領域的節(jié)能潛力和空間可謂非常之大,如果他們能夠真正把市場上成熟的節(jié)能技術應用到企業(yè)的節(jié)能工作中去,最少能節(jié)能30%,這就已經不得了了?!?
“對于個體企業(yè)來說,未來大幅度調整自身的裝置結構或產品結構,能做但是余地不大。相對而言,管理節(jié)能、技術節(jié)能將是企業(yè)節(jié)能的主要支撐。當然,隨著節(jié)能的不斷深入,管理節(jié)能的潛力進一步縮小,技術節(jié)能對企業(yè)節(jié)能工作的支撐作用越來越重要。下一步必須通過對企業(yè)進行系統(tǒng)優(yōu)化,對裝置進行‘傷筋動骨’的節(jié)能改造,才能確保節(jié)能工作取得突破。”中石化天津分公司生產部副部長田增林告訴記者。
目前,不少企業(yè)也正在技術節(jié)能方面努力。如陜西陜焦化工有限公司針對3.9MPa蒸汽有富余量的問題,準備將合成氣壓縮機電機改為蒸汽驅動,以降低電耗、水耗;同時,通過循環(huán)水高壓靜電分離技術改造,提高循環(huán)水濃縮倍數(shù),大幅減少外排水量及噸焦炭水耗,不用添加緩蝕劑、阻垢劑等藥劑,預期節(jié)水20%左右。另外,延長石油天然氣液化廠則準備對濃鹽水循環(huán)利用進行改造,將脫鹽水回收后加以利用,減少一次水損耗。
有待持續(xù)改進——管理節(jié)能
在采訪中,一些被采訪者也表示,盡管技術節(jié)能的貢獻率最大,但也不能忽視其他節(jié)能方式所起的作用。
“要實現(xiàn)大規(guī)模的節(jié)能,必須有技術創(chuàng)新。不過在沒有產生重大的技術突破之前,企業(yè)的節(jié)能工作也不能干等,日常的管理節(jié)能還是必須做的,畢竟革命性節(jié)能技術的出現(xiàn)可遇不可求?!焙幽辖鹕交び邢薰靖笨偨浝砘粜∮勒f。
河南金山化工是純堿行業(yè)連續(xù)幾年的能效領跑者,他們在管理節(jié)能上最有效的做法是推行內部“節(jié)能技改投資多元化”管理體系,相當于在企業(yè)里搞合同能源管理。以公司某車間實際為例,車間針對原工藝運行的不足提出了優(yōu)化方案,車間主任組織員工對項目的預期效果、投資風險、具體實施等環(huán)節(jié)進行了客觀分析,達成共識后,由員工自愿參與該項目投資,并與公司簽訂項目投資與實施協(xié)議。該項目投資僅60萬元,半年節(jié)約成本242萬元,員工投資收益率高達50%。
“河南金山的這個管理機制很有特色,極大激發(fā)了員工的主動性,既讓員工得到了實惠,公司的生產成本也明顯降低。”中國純堿工業(yè)協(xié)會技術咨詢部部長齊玉娥評價說。
全國化工節(jié)能中心秘書長王武告訴記者,此前他們在化工企業(yè)進行調研時,發(fā)現(xiàn)管理和操作的問題還是很多,再好的企業(yè)在管理上也存在問題,還是有提升的空間。因此,在管理節(jié)能方面,企業(yè)仍要持續(xù)改進和提高。
亟須更加重視——結構節(jié)能
有被采訪者表示,在期待革命性的節(jié)能技術出現(xiàn)之時,不光是管理節(jié)能,結構節(jié)能也必須更加重視。
山東華魯恒升集團有限公司節(jié)能管理主任許立和告訴記者,他們已經超額完成了“十二五”的節(jié)能目標,主要是通過結構節(jié)能來實現(xiàn)的。他們利用原有煤氣化平臺所產的合成氣上馬了耗能少的醋酸、己二酸、多元醇等產品,通過調整產品結構,在向下游延伸產業(yè)鏈的同時,減少了能源的消耗。企業(yè)的產品能耗成本由原來單一尿素時的70%下降到現(xiàn)在的34%左右;萬元產值綜合能耗由原來的7噸標煤下降到現(xiàn)在的3.88噸標煤。每年投入1億元左右的節(jié)能技改資金,不斷優(yōu)化裝置的煤、電、蒸汽的平衡利用,合成氨單位產品綜合能耗達到了1381千克標煤/噸的全國最好水平,能源利用效率有了大幅度提高。
陜西蒲城清潔能源化工有限責任公司也準備新建膜分離裝置,對尾氣中的乙烯、丁烯回收后再返回生產系統(tǒng),預計年節(jié)省費用200多萬元。
許立和還強調,從節(jié)能潛力來說,淘汰落后也有很大的潛力。比如現(xiàn)在有很多小化肥企業(yè)還在使用固定床造氣,成本太高,節(jié)能效果也不好。所以落后的固定床必須淘汰,無論是站在國家、地區(qū),還是行業(yè)的角度,以先進的流化床替代固定床,都是化肥企業(yè)的必由之路。對企業(yè)來說,長痛不如短痛,因為老舊設備的開開停停,對節(jié)能十分不利。
據(jù)了解,華魯恒升去年把建廠之初的老舊造氣系統(tǒng)——固定床停掉,計劃全部改成潔凈煤氣化新裝置,單套空分系統(tǒng)規(guī)模也從4萬立方米提升到10萬立方米,未來還將根據(jù)需要上馬新的裝置,不僅成本更低,而且節(jié)能效果也會更好。
挖潛最為關鍵——系統(tǒng)節(jié)能
記者在采訪中還發(fā)現(xiàn),要深入挖掘節(jié)能的潛力,必須重視系統(tǒng)節(jié)能。中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會副秘書長孫偉善談到,節(jié)能的關鍵是系統(tǒng)節(jié)能,這一點應該引起全行業(yè)的重視。
中國石化南化連云港堿廠能源副高級主管孫維兵告訴記者,要了解未來有多少節(jié)能潛力可挖,可以看目前工業(yè)設計的能耗理論值是多少,企業(yè)實際的運行值是多少,運行值和理論值之間的差距就是節(jié)能潛力。
“我舉一個最常見的工業(yè)鍋爐熱效率的例子。工業(yè)鍋爐熱效率的理論值在89%~92%之間,但我們在實際運行中遠遠沒有達到這個水平,企業(yè)鍋爐目前的熱效率只有84%左右,這是因為鍋爐廠設計水平不高所致。我們想改進鍋爐,給鍋爐廠提交了很多改進鍋爐熱效率的建議和具體的改進措施,但鍋爐廠都沒有采納。其實他們在設計鍋爐的時候存在的缺陷我們都看得一清二楚,鍋爐廠即使有所改進也改不到要點上,這其實影響了化工企業(yè)的節(jié)能?!睂O維兵強調,“其實節(jié)能是一項系統(tǒng)工程,產品能源消耗首先是設計出來的,如果要提高化工企業(yè)能源使用效率,應該從源頭改進產品的工藝技術流程,從提高設計院的設計水平入手?!?
陜西蒲城清潔能源化工有限責任公司生產技術部工程師何佳瑋也認為,系統(tǒng)節(jié)能潛力仍然有文章可做。比如鍋爐生產9.8兆帕高壓蒸汽,氣化、甲醇、MTO等裝置產生中低壓蒸汽,等級較多。但由于目前部分裝置沒有滿負荷運行,副產蒸汽量不夠,只能通過高壓蒸汽減溫減壓補充,造成鍋爐能耗較高。這就迫切需要優(yōu)化工藝,做好系統(tǒng)能源平衡。
中圣集團市場部經理曹兵表示,在各種節(jié)能方式中,從設計抓起的系統(tǒng)節(jié)能最合理。中國在加入世貿組織后,產品市場突然放大,加上國內當時的人力成本優(yōu)勢,凡是符合市場需求的產品都有利潤,企業(yè)的主要精力是放在如何擴大市場和擴產方面,工程設計的收費是按照工程的總造價來收取的,因此最初的產品工藝流程設計時并沒有充分考慮節(jié)能或者是把節(jié)能作為企業(yè)產品的競爭力來考慮。但是隨著國內產品產能逐步過剩,人力成本上升,以前的優(yōu)勢正在慢慢褪去,系統(tǒng)節(jié)能變得格外重要,尤其是對于耗能占企業(yè)生產成本較大的行業(yè)或企業(yè)顯得更為重要。研究企業(yè)的整個生產流程,從系統(tǒng)的角度考慮每個環(huán)節(jié),找到最具節(jié)能潛力的環(huán)節(jié),應用先進且經濟上合理的技術解決關鍵的、不合理的耗能,是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展永恒的話題。
曹兵還認為,未來新建的企業(yè)需要系統(tǒng)節(jié)能,改造的企業(yè)也需要診斷系統(tǒng),分析、發(fā)現(xiàn)并找出可節(jié)能的關鍵點。化工系統(tǒng)節(jié)能聽起來是個龐大的工程,但是仔細分析無非要考慮幾個方面:首先考慮工藝的合理性,工藝最優(yōu)和具有前瞻性是最為核心的部分;其次要考慮動力源,例如鍋爐、壓縮機、電機等核心耗能或產能設備;再次是能量傳遞過程節(jié)能,合理的傳輸途徑,傳輸過程中的節(jié)能,例如優(yōu)異的絕熱防腐工程等;最后是最優(yōu)的效率,保證原料使用合理,轉化率最佳等?!肮?jié)能就是海綿中的水,擠一擠總是有的。在國內產品同質化嚴重的今天,合理節(jié)能是企業(yè)勝出的重要策略之一?!辈鼙f。
上海工業(yè)鍋爐研究所開發(fā)部主任助理林欣則提醒石油和化工企業(yè),鍋爐廠之所以難以配合企業(yè)的改造需要,一個原因是目前化工企業(yè)這一段的工藝節(jié)能已經走在很前端,如像換熱器已采用高科技材料,而且已經用上了精確的自動控制系統(tǒng),而鍋爐企業(yè)的制造、控制等工藝水平還沒有跟上;另一個重要原因是化工企業(yè)工藝改進或減產之后,用的蒸汽量減少了,原來買的鍋爐就偏大了。本來是一個130噸的鍋爐,它有80%~90%的負荷很合適,但現(xiàn)在只能運行到50%的負荷,效率自然就低了。購買大余量鍋爐是一些化工企業(yè)非常共性的問題,原來上下游是配套的,但后端進一步節(jié)能改進后,與前端的鍋爐就不再配套了。因此,化工企業(yè)以后在鍋爐選型時不要再選單臺特別大容量的,而可以選擇幾臺小的模塊式的鍋爐,如果產量多了就多開一臺,產量小了就少開一臺,這個理念是化工企業(yè)今后應該轉變的。