國內(nèi)外煉廠節(jié)能先進經(jīng)驗

張 磊

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

能耗費用在煉廠現(xiàn)金操作費用中占有很大比例，其控制的好壞直接影響到煉廠現(xiàn)金操作費用的高低，是煉廠主要的可控費用之一[1]。按統(tǒng)一價格計算，國內(nèi)煉廠能耗費用平均占現(xiàn)金操作費用的50%左右，國外煉廠的比例約為40%，與國外同行業(yè)相比，國內(nèi)大部分煉油企業(yè)在能耗方面還存在較大差距[2]。同時，煉油企業(yè)是高耗能企業(yè)，節(jié)能潛力較大。為此，深入了解節(jié)能技術(shù)、原理以及國內(nèi)外節(jié)能方法，對進一步促進國內(nèi)煉油企業(yè)的節(jié)能工作具有非常重要的現(xiàn)實意義[3]。

1 國外石油公司節(jié)能經(jīng)驗

1.1 Exxon Mobil石油公司節(jié)能經(jīng)驗

（1）裝置大型化實現(xiàn)節(jié)能。裝置大型化是實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能的最有效的手段之一。據(jù)相關(guān)計算，產(chǎn)能12Mt·a-1的煉廠相比產(chǎn)能為6Mt·a-1的煉廠，單位投資節(jié)約25%，單位產(chǎn)能成本下降12%～15%。Exxon Mobil公司正是利用這一點，積極采取各種措施保證裝置大型化。其煉油廠平均規(guī)模為8.39Mt·a-1，在世界石油企業(yè)中名列前茅。

（2）煉化一體化節(jié)能。Exxon Mobil公司通過煉化一體化建設(shè)，實現(xiàn)公用工程、煉廠氣、氫氣等資源合理分配利用，實現(xiàn)上下游裝置配合更加合理，資源互補，能源多級利用，節(jié)能效果明顯提升。實現(xiàn)煉廠進料25%轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟價值更高的化工產(chǎn)品，聯(lián)合回報率提高2%～5%。

（3）熱電聯(lián)合節(jié)能。熱電聯(lián)產(chǎn)是指在發(fā)電的同時生產(chǎn)出有用的熱能或蒸汽，供工業(yè)過程使用。Exxon Mobil公司在比利時安特衛(wèi)普的煉油廠為其最新的高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，具有125MW的發(fā)電能力。此外，還能使比利時每年的二氧化碳排放量減少近200000t，這相當(dāng)于歐洲道路上減少約90000輛汽車的效果。自2004年以來，?？松梨诠驹?個國家投資了1500多MW的熱電聯(lián)產(chǎn)能力。隨著安特衛(wèi)普熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的投產(chǎn)，?？松梨诠灸壳霸谌蚋鞯?0多處近100套單獨設(shè)施的4600MW左右熱電聯(lián)產(chǎn)能力中占有權(quán)益。這套新的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置能夠高效率發(fā)電，為工廠的泵、壓縮機等設(shè)備供電，同時，還能另外生產(chǎn)出蒸汽，滿足原油轉(zhuǎn)化為精煉石油產(chǎn)品的過程中對蒸汽的需求。在最新技術(shù)的支持下，熱電聯(lián)產(chǎn)的效率遠遠超出了過去分別生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電的方法。這樣做，可以降低運營成本，并顯著減少溫室氣體排放。Exxon Mobil公司目前也在新加坡和中國新建這類設(shè)施，今后3年，?？松梨诘臒犭娐?lián)產(chǎn)能力將提高到5000MW以上。

（4）采用先進能源管理軟件，實現(xiàn)能源過程管理。Exxon Mobil公司在其煉化業(yè)務(wù)領(lǐng)域建設(shè)能源中心，通過完善的DCS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)自動化傳輸和監(jiān)測的方式。它們將來自DCS 的大量數(shù)據(jù)和少量手工輸入數(shù)據(jù)自動采集到過程信息系統(tǒng)中，隨后通過過程信息系統(tǒng)傳輸至專門的能源系統(tǒng)監(jiān)測軟件中進行深入分析，并形成客戶化報告。在能效改進方面，Exxon Mobil公司還建立專業(yè)的節(jié)能咨詢團隊，通過對各工廠歷史數(shù)據(jù)的分析建立預(yù)測模型，并利用專業(yè)軟件分析評估企業(yè)節(jié)能潛力，制定節(jié)能對策。目前，Exxon Mobil能源管理方案已在全球多家煉廠和石化企業(yè)實施，為煉廠降低了約2%～7%能耗，為石化企業(yè)降低約3%～5%的能耗。

1.2 BP石油公司節(jié)能先進經(jīng)驗

（1）以技術(shù)進步為節(jié)能抓手實現(xiàn)節(jié)能。BP石油公司主要通過以下幾個方面來進行：首先是對現(xiàn)有煉油技術(shù)進行延伸，提高石油產(chǎn)品質(zhì)量，比如開發(fā)清潔燃料技術(shù)，其SCANfining汽油脫硫技術(shù)，可最大限度地保持汽油辛烷值同時降低了汽油的含量，有效確保發(fā)動機運行的同時降低了對環(huán)境的污染。其次，通過開發(fā)和使用新技術(shù)、新設(shè)備，以提高企業(yè)能源的綜合利用效率，其中包括熱電聯(lián)合、使用火炬管理系統(tǒng)減少火炬等。

（2）成立替代能源業(yè)務(wù)部門。BP石油公司在2005年成立了替代能源業(yè)務(wù)部門，用于促進新能源的發(fā)展，并計劃在10年時間里投入80億美元致力于氫能、太陽能、風(fēng)能，以及聯(lián)合循環(huán)燃氣發(fā)電等低碳發(fā)電業(yè)務(wù)的發(fā)展。BP石油公司太陽能公司是目前世界上最大的太陽能公司之一，公司致力于為世界各地提供高效的太陽能解決方案。美國有200多家商店設(shè)立了太陽能發(fā)電裝置的銷售服務(wù)站點，用戶能夠在家中方便地使用太陽能。在中國西安投資建設(shè)了太陽能光伏產(chǎn)品企業(yè)，主要業(yè)務(wù)是為中國的偏遠地區(qū)提供可持續(xù)的電力，并參與開發(fā)中國的并網(wǎng)發(fā)電市場。

（3）采用先進能源管理軟件，實現(xiàn)能源實時管理。BP建立公司能源服務(wù)中心，采用Enviros軟件公司開發(fā)的Montage系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以自動處理來自過程信息系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)，并通過其強大的回歸分析功能獲得更多、更合理節(jié)能機會，專家咨詢團隊對現(xiàn)場工藝和設(shè)備進行調(diào)研后，確定節(jié)能目標(biāo)和措施，實現(xiàn)能源成本的顯著下降。同時，BP管理層還使用One-2-five能源基準(zhǔn)系統(tǒng)對企業(yè)能效持續(xù)改進工作進行監(jiān)控和評級，以全面掌握各企業(yè)能源管理水平和能效改進力度。此外，BP公司還設(shè)立了專項節(jié)能資金，將經(jīng)過能效管理部門審查的節(jié)能項目列入節(jié)能項目數(shù)據(jù)庫，并利用專門軟件對所有項目的實施過程、實施效果進行監(jiān)控和分析。

1.3 PRAXAIR公司節(jié)能先進經(jīng)驗

（1）建立集中公用工程系統(tǒng)。全世界最大的整合氣體供應(yīng)商PRAXAIR公司在美國休斯敦建立了多條工業(yè)風(fēng)、儀表風(fēng)、氮氣、氫氣等煉油用氣管網(wǎng)，專門為附近煉化企業(yè)群提供氣體服務(wù)。在國內(nèi)大型石化工業(yè)區(qū)中的上?；@區(qū)和惠州大亞灣石化園區(qū)都有普萊克斯的空分裝置集中供氣，可靠性高，且在經(jīng)濟上有競爭力。中石油廣東石化揭陽2000 萬t煉油項目，選擇普萊克斯作為空分合資伙伴，建設(shè)3 套各75000Nm3·h-1空分，為煤制氫及全廠提供氧氣及工業(yè)氣體。

（2）先進公用工程管理優(yōu)化技術(shù)。PRAXAIR專有的“模式預(yù)測控制”（MPC）技術(shù)，能在無人操作下，根據(jù)用戶生產(chǎn)情況自動快速調(diào)節(jié)空分負荷，調(diào)節(jié)速度可達到2%·min-1，大幅度的負荷調(diào)節(jié)并不會影響產(chǎn)品純度，相反，卻可以隨時優(yōu)化產(chǎn)品回收率，使空分工廠能夠在最佳操作點運行，降低運行成本?！澳Ｊ筋A(yù)測控制”（MPC）技術(shù)可根據(jù)客戶用氣量及空分裝置供氣量的變化迅速調(diào)節(jié)空分負荷，減少空分裝置的氣體放空量和液體消耗量，最大限度地降低運行成本和能源消耗。

2 國內(nèi)石化公司節(jié)能經(jīng)驗

2.1 中國石化鎮(zhèn)海石化公司節(jié)能先進經(jīng)驗

（1）裝置大型化實現(xiàn)節(jié)能。中國石化鎮(zhèn)海石化公司經(jīng)過多年發(fā)展，成為中國煉油最大的煉化一體化企業(yè)，目前擁有2300萬t·a-1煉油、200萬t·a-1芳烴、100萬t·a-1乙烯、4500萬t·a-1深水碼頭和超過330萬m3倉儲的產(chǎn)業(yè)格局。原油加工量穩(wěn)居國內(nèi)第一，煉油競爭力持續(xù)保持亞太地區(qū)先進水平。通過裝置擴能改造，使裝置能耗進一步降低，效益大幅提高。

（2）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)煉化一體化節(jié)能。中國石化鎮(zhèn)海石化公司通過利用煉化一體化平臺，優(yōu)化氫氣資源實現(xiàn)節(jié)能。隨著國內(nèi)成品油質(zhì)量需求的快速提升，油品加氫處理成為成品油出廠的必須加工工藝之一。加氫需要大量的氫氣，氫氣成本極高，成為煉油廠僅次于原料的最大能耗成本。鎮(zhèn)海石化通過優(yōu)化化肥氫氣、乙烯裂解氫氣以及重整氫氣，累計節(jié)省用電52500MW，綜合能耗下降0.536kg標(biāo)油·(t原料)-1。

（3）精細管理，使用先進管理平臺節(jié)能。中國石化鎮(zhèn)海煉化公司建設(shè)內(nèi)容包括能源計量儀表及自動化改造設(shè)計、能源數(shù)據(jù)采集及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)改造設(shè)計、能源管理中心基礎(chǔ)平臺及環(huán)境建設(shè)、能源綜合監(jiān)控和基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)建設(shè)、能源優(yōu)化調(diào)度和節(jié)能控制系統(tǒng)建設(shè)。主要功能模塊包含5個部分：能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)、能源優(yōu)化與調(diào)度系統(tǒng)、重點耗能單元和設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)、企業(yè)用能分析與節(jié)能評估。系統(tǒng)建設(shè)完成后，實現(xiàn)了對企業(yè)整個公用工程的實時監(jiān)控、故障診斷和綜合管理，及基于模型的“定量調(diào)度”和“事前調(diào)度”，企業(yè)瓦斯放火炬時間減少到15h·a-1，基本實現(xiàn)正常工況瓦斯零排放；補烴量從投運前的14045t·a-1減少至7996t·a-1，同比減少6049t·a-1，給企業(yè)帶來1600多萬元的經(jīng)濟效益，提高了公用工程系統(tǒng)的調(diào)度水平，實現(xiàn)了企業(yè)的系統(tǒng)性節(jié)能。

2.2 中國石油獨山子石化公司節(jié)能先進經(jīng)驗

（1）健全組織機構(gòu)，完善管理制度，奠定節(jié)能減排基礎(chǔ)。獨山子石化公司設(shè)有健全的組織機構(gòu)和管理網(wǎng)絡(luò)，建立了公司、分廠及車間三級管理，公司領(lǐng)導(dǎo)及各部門單位機構(gòu)明確，職責(zé)清晰，相互協(xié)作。獨山子石化公司設(shè)有比較完善的節(jié)能、環(huán)保管理機構(gòu)，主要負責(zé)組織、落實、監(jiān)督企業(yè)內(nèi)部的節(jié)能、環(huán)境保護工作，健全節(jié)能減排監(jiān)測、統(tǒng)計核算及監(jiān)督考核管理體系并使之正常運行。公司專門成立節(jié)能減排領(lǐng)導(dǎo)小組及工作辦公室，總經(jīng)理任組長，副總經(jīng)理及主管領(lǐng)導(dǎo)任副組長，成員由公司生產(chǎn)運行處、安全質(zhì)量環(huán)保處、技術(shù)開發(fā)處、機動處、規(guī)劃計劃處等部門主管人員組成。公司各單位也成立相應(yīng)的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，由主要領(lǐng)導(dǎo)負責(zé)，并制定了專門的節(jié)能減排管理考核辦法。

（2）加強節(jié)能節(jié)水管理，創(chuàng)造行業(yè)先進水平。獨山子石化公司作為自治區(qū)“國家千家重點耗能企業(yè)”之一，積極開展節(jié)能節(jié)水工作，從管理及技術(shù)措施入手，采取制定工作要點，規(guī)范節(jié)能節(jié)水管理，詳細分解指標(biāo)，用能定額，做好能源計量和統(tǒng)計，深化對標(biāo)管理。全力抓好乙烯裝置節(jié)能專項工作，提高工藝加熱爐(裂解爐)運行管理水平，組織短板攻關(guān)提高煉油噸油耗水及單因耗能水平，抓好公司節(jié)能監(jiān)測工作等多項有效措施。同時公司自籌或利用集團公司節(jié)能專項資金，相繼實施了老區(qū)乙烯橡膠熱泵技術(shù)改造、老區(qū)乙烯裝置1#裂解爐襯里改造、老區(qū)乙烯凝液回收改造、公司老區(qū)煉油裝置及二電廠蒸汽管道不合格保溫整改等項目。煉油綜合能耗、乙烯燃動能耗相比2005年明顯降低，水耗、能耗水平都處在國內(nèi)先進水平，其中乙烯燃動能耗中石油化工行業(yè)排名第一。

（3）建立節(jié)能模型，實現(xiàn)節(jié)能自動化管理和診斷。獨山子石化公司建設(shè)了各公用工程的優(yōu)化模型，如熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)和火炬系統(tǒng)；開展用能評價和節(jié)能潛力分析，提出能量系統(tǒng)優(yōu)化方案。實現(xiàn)操作實時優(yōu)化、計劃優(yōu)化與需求預(yù)測、能耗監(jiān)視、能耗警戒、指標(biāo)分析和能耗診斷，主要側(cè)重公用工程實時優(yōu)化，提高企業(yè)能源利用效率，可以針對不同工況及時調(diào)整能源供應(yīng)，保證了用能優(yōu)化，取得了十分顯著的節(jié)能效果。

（4）實行班組核算和績效管理，實現(xiàn)班組節(jié)能?，F(xiàn)代班組核算和績效管理是在計算機網(wǎng)絡(luò)信息平臺上，通過系統(tǒng)的方法模擬建立符合企業(yè)自身管理特色的指標(biāo)分解體系，根據(jù)精細化的核算，來考核員工在履行職務(wù)（職責(zé)）中的工作行為和工作效果；績效考核的結(jié)果直接決定員工的獎金發(fā)放，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能與員工的現(xiàn)實利益掛鉤。通過對考核指標(biāo)體系的細化、量化、規(guī)范化、動態(tài)化和網(wǎng)絡(luò)化，將企業(yè)能量核算和統(tǒng)計以及績效考核及評價記分（KPI績效核算與評價，BSC平衡記分卡管理）體現(xiàn)到獎金發(fā)放中，調(diào)動班組積極性。

3 節(jié)能先進經(jīng)驗借鑒

（1）裝置大型化和煉化一體化是節(jié)能管理的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)節(jié)能的基本保證和提高企業(yè)競爭力最好的手段。

（2）煉化產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)和集中公用工程服務(wù)，是現(xiàn)代“石化島”整體節(jié)能的新思路，是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)能的最有效的方法之一。

（3）利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)、集成、過程管理軟件對系統(tǒng)進行過程管理，是現(xiàn)代石化企業(yè)節(jié)能管理的發(fā)展趨勢。通過科學(xué)分析、過程掌控，把節(jié)能管理落實到計劃、采購、生產(chǎn)、銷售各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)過程節(jié)能。

（4）利用班組核算和績效管理平臺，把節(jié)能效益和裝置管理人員、班組操作人員績效獎金掛鉤，激發(fā)員工積極性，實現(xiàn)人人參與節(jié)能。

[1] 陳俊武.催化裂化工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2005：77-91.

[1] Ozren Ocic.二十一世紀(jì)煉油廠[M].北京：中國石化出版社，2006：14-44.

[1] 黃格省，李雪靜，喬明.煉油化工節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀分析[J].石油石化節(jié)能，2011(3)：5-8.