國(guó)內(nèi)煉油能耗計(jì)算方法對(duì)比及影響研究

李向進(jìn) 于型偉 龔燕 王如強(qiáng) 黃明富　（中國(guó)石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院）

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國(guó)內(nèi)煉油能耗計(jì)算方法對(duì)比及影響研究

李向進(jìn) 于型偉 龔燕 王如強(qiáng) 黃明富（中國(guó)石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院）

科學(xué)合理的能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法是節(jié)能降耗工作的關(guān)鍵。通過對(duì)比新頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《石化行業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及計(jì)算方法煉油》與當(dāng)前國(guó)內(nèi)煉油能耗計(jì)算方法，闡述了2種方法在煉油能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)、裝置能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)、裝置能耗定額及能量系數(shù)、輔助系統(tǒng)能耗定額及能量因數(shù)、能源折標(biāo)系數(shù)等方面存在的詳細(xì)區(qū)別。針對(duì)上述區(qū)別，以企業(yè)實(shí)例說明了其在應(yīng)用中對(duì)能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算帶來的影響，并對(duì)行標(biāo)的貫徹應(yīng)用提出了補(bǔ)充性建議。

煉油能耗；計(jì)算；區(qū)別；影響

能耗是煉化企業(yè)裝置用能效率和操作水平的重要體現(xiàn)，是企業(yè)對(duì)比達(dá)標(biāo)工作的主要量化依據(jù)之一，同時(shí)也是各項(xiàng)節(jié)能減排工作的基礎(chǔ)，在當(dāng)前節(jié)能降耗壓力不斷增大、原油價(jià)格持續(xù)走低的情況下，科學(xué)合理的能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法對(duì)煉油企業(yè)的重要性不言而喻。

1　能耗行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和頒布

近年來煉油行業(yè)發(fā)展迅速，一方面裝置規(guī)模迅猛增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整，生產(chǎn)流程較以前發(fā)生了較大變化；另一方面生產(chǎn)技術(shù)飛速進(jìn)步、工藝操作水平逐步提高，煉油整體用能水平以及能源利用效率也在不斷提升，而與此同時(shí)國(guó)內(nèi)煉油行業(yè)尚未對(duì)煉油裝置及其輔助系統(tǒng)的能耗定額、能源折標(biāo)系數(shù)等進(jìn)行同步更新，也缺乏統(tǒng)一的能耗統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及計(jì)算方法。為更準(zhǔn)確地反映當(dāng)前煉油企業(yè)的能源消耗，進(jìn)一步規(guī)范煉油企業(yè)能耗管理，促進(jìn)煉油企業(yè)節(jié)能降耗，便于行業(yè)內(nèi)煉油企業(yè)之間的能耗對(duì)比，依據(jù)國(guó)家相關(guān)的要求，由中國(guó)石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院和中國(guó)石油節(jié)能技術(shù)研究中心人員共同組成聯(lián)合工作組，編制了NB/SH/T 5001.1—2013《石化行業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及計(jì)算方法煉油》［1］行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱“行標(biāo)”），該標(biāo)準(zhǔn)已于2013年6月8日發(fā)布，2013年10月1日起實(shí)施。

2　當(dāng)前煉油綜合能耗計(jì)算方法

國(guó)內(nèi)外煉油企業(yè)主要用能評(píng)價(jià)指標(biāo)有EII指數(shù)、BT指數(shù)、基準(zhǔn)能耗、綜合能耗和單因耗能、萬元工業(yè)產(chǎn)值能耗等［2］，其中我國(guó)煉油企業(yè)生產(chǎn)過程中較為普遍的指標(biāo)是綜合能耗和單因耗能［3］。

煉油綜合能耗是指以一個(gè)完整的煉油廠為體系，將原油加工過程中所消耗的主要能源折算成加工1 t原油所消耗的1次能源消耗量，具體包括各煉油生產(chǎn)裝置、以及為之服務(wù)的輔助系統(tǒng)所消耗的能量以及部分損失。單因耗能是綜合能耗與煉油能量因數(shù)的比值［1-4］。煉油綜合能耗反映了煉廠消耗的主要能源量，值越大能耗越高。單因能耗考慮了煉廠加工流程和裝置復(fù)雜程度等因素［5］，反映了煉廠整體用能水平，值越小用能水平越高［6］。

中國(guó)石化、中國(guó)石油在國(guó)內(nèi)煉化行業(yè)占有絕大部分的市場(chǎng)份額，其能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算基本可以代表目前國(guó)內(nèi)煉油能耗的計(jì)算方法。中國(guó)石化目前的煉油能耗計(jì)算方法根據(jù)自行制定的《煉油廠能量消耗計(jì)算與評(píng)價(jià)方法》（2003版）執(zhí)行，自2005年1月開始實(shí)行至今。中國(guó)石油目前的煉油能耗計(jì)算方法以2008年9月發(fā)布的《中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司節(jié)能統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系及計(jì)算辦法（試行）》為依據(jù)執(zhí)行，沿用至今。上述兩種方法均為依據(jù)當(dāng)時(shí)煉油技術(shù)發(fā)展水平和煉油廠的實(shí)際情況，本著先進(jìn)、實(shí)用以及便于企業(yè)、裝置間評(píng)比和考核的原則制定的，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)內(nèi)容和計(jì)算方面二者基本一致。實(shí)際統(tǒng)計(jì)計(jì)算過程中，其在各自的內(nèi)部用能管理中均采用的是煉油綜合能耗和單因耗能相結(jié)合的方法，基本代表了國(guó)內(nèi)煉化行業(yè)的普遍情況。以下將以中國(guó)石化和中國(guó)石油的能耗統(tǒng)計(jì)辦法作為當(dāng)前能耗計(jì)算方法（以下簡(jiǎn)稱“當(dāng)前方法”），與行標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。

3　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前計(jì)算方法的區(qū)別

行標(biāo)主要包括范圍、術(shù)語和定義、一般規(guī)定（包括統(tǒng)計(jì)指標(biāo)、基本規(guī)則）、計(jì)算方法（包括煉油綜合能源消耗量、煉油（單位）綜合能耗、單位能量因數(shù)能耗、能源及耗能工質(zhì)折算值、煉油生產(chǎn)裝置能耗定額等內(nèi)容。經(jīng)與當(dāng)前能耗計(jì)算方法的一一對(duì)比，相關(guān)定義和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)沒有大的變化，而在煉油能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)、裝置能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)、裝置能耗定額及能量系數(shù)、輔助系統(tǒng)能耗定額及能量因數(shù)、能源折標(biāo)系數(shù)5個(gè)方面存在顯著差異，以下對(duì)各部分進(jìn)行詳細(xì)說明。

3.1煉油能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)

為更好的闡述煉廠各部分能源消耗的關(guān)系，需先對(duì)煉廠的能流進(jìn)行梳理，圖1為典型煉廠的能流簡(jiǎn)圖。

圖1　煉廠能流簡(jiǎn)圖

對(duì)于一個(gè)煉廠來說，能源消耗主要是指企業(yè)生產(chǎn)過程中作燃料、動(dòng)力的各種能源和耗能工質(zhì)，不包括企業(yè)轉(zhuǎn)銷的能量。從煉廠能流簡(jiǎn)圖可知，全廠綜合能耗包括煉油綜合能耗和非煉油綜合能耗，其中煉油綜合能耗包括各煉油生產(chǎn)裝置、以及為之服務(wù)的輔助系統(tǒng)（貯運(yùn)、污水處理、機(jī)修、儀修、電修、化驗(yàn)、研究、倉(cāng)庫(kù)、消防、生產(chǎn)管理，廠區(qū)生活福利設(shè)施等）所消耗的能量以及部分損失；非煉油能耗包括石油化工等裝置能耗以及為之服務(wù)的輔助系統(tǒng)所消耗的能量以及部分損失。

煉油能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)是計(jì)算煉油綜合能耗的關(guān)鍵，其主要涉及煉油生產(chǎn)裝置、煉油輔助系統(tǒng)、能源的種類和外購(gòu)原料（如氫氣、甲醇）的處理等。經(jīng)過對(duì)比分析，行標(biāo)與當(dāng)前能耗計(jì)算方法在界區(qū)方面的差異見表1。

表1　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前方法煉油能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)的區(qū)別

3.2裝置能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)

在裝置能耗界區(qū)的規(guī)定上，行標(biāo)與當(dāng)前方法在常減壓蒸餾、催化裂化、加氫裂化、加氫精制等裝置統(tǒng)計(jì)界區(qū)方面存在差異，具體見表2。

表2　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前方法在裝置能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)的區(qū)別

3.3裝置能耗定額及能量系數(shù)

與當(dāng)前方法相比，行標(biāo)對(duì)常減壓及部分裝置的能耗定額進(jìn)行了更新。常減壓由原來的10 kg/t（標(biāo)油）變?yōu)?1 kg/t（標(biāo)油），由于常減壓裝置定額的變化，使得其它裝置能量系數(shù)均發(fā)生了變化（能量系數(shù)=裝置能耗定額/常減壓能耗定額）。另外，行標(biāo)還補(bǔ)充了包括MIPCGP、雙提升管催化裂化、重油及焦炭制氫、潤(rùn)滑油高壓加氫裂化、催化汽油吸附脫硫、石腦油異構(gòu)、催化干氣提濃等11類裝置的能耗定額。限于篇幅，現(xiàn)列出蒸餾裝置和催化裂化裝置部分的對(duì)比，見表3。

3.4輔助系統(tǒng)能耗定額及能量因數(shù)

煉油輔助系統(tǒng)一般包括儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、其他輔助系統(tǒng)（包括化驗(yàn)、消防等）等。與當(dāng)前方法相比，行標(biāo)對(duì)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、其他輔助系統(tǒng)、熱力損失、輸變電損失的能耗定額進(jìn)行了重新規(guī)定，能量因數(shù)計(jì)算公式保持不變（仍為系統(tǒng)能耗定額/常減壓能耗定額），溫度校正因子發(fā)生了變化（表4）。

表3　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前方法在裝置能耗定額的區(qū)別

3.5能源折標(biāo)系數(shù)

與當(dāng)前方法相比，行標(biāo)未規(guī)定原油、汽油、煤油、液化天然氣、液化石油氣、甲烷氫的折標(biāo)系數(shù)；同時(shí)，天然氣、制氫PSA尾氣、石油焦、電的折標(biāo)系數(shù)發(fā)生了變化，見表5。

表4　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前方法在輔助系統(tǒng)定額和能量因數(shù)的區(qū)別

天然氣折標(biāo)系數(shù)由當(dāng)前方法規(guī)定的基于質(zhì)量的折算單位，變成了行標(biāo)規(guī)定的基于體積的折算單位，并且行標(biāo)對(duì)油田天然氣和氣田天然氣進(jìn)行了細(xì)分；電的折標(biāo)系數(shù)由0.2338 kg/kWh（標(biāo)油）調(diào)整為0.233 kg/kWh（標(biāo)油），并且該折算值適用于行標(biāo)的有效期內(nèi)，不需要每年調(diào)整；制氫PSA尾氣折標(biāo)系數(shù)由450 kg/t（標(biāo)油）調(diào)整為320 kg/t（標(biāo)油）；石油焦折標(biāo)系數(shù)由720 kg/t（標(biāo)油）調(diào)整為800 kg/t（標(biāo)油）。

表5　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前方法在能源折標(biāo)系數(shù)方面的區(qū)別

4　行標(biāo)對(duì)能耗計(jì)算的影響

以國(guó)內(nèi)某石化企業(yè)為例，研究行標(biāo)對(duì)其能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算與當(dāng)前算法的差別，企業(yè)的結(jié)構(gòu)見表6。

表6　國(guó)內(nèi)某石化裝置列表

利用行標(biāo)計(jì)算，煉油綜合能耗和單因耗能的結(jié)果對(duì)比見表7。

表7　某企業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)前方法的能耗計(jì)算對(duì)比

分析可知：煉油綜合能耗僅有細(xì)微變化，這是由于行標(biāo)方法理論上會(huì)在煉油的各裝置界區(qū)有較多變化，但對(duì)于煉油整體來說，由于其現(xiàn)在的MTBE裝置一直計(jì)入煉油能耗、聚丙烯屬于非煉油裝置，這與行標(biāo)方法的相關(guān)規(guī)定是一致的，所以總界區(qū)沒有變化、各類的能源消耗量不變。在其他因素不發(fā)生變化的情況下，存在的區(qū)別僅產(chǎn)生于折標(biāo)系數(shù)中電的系數(shù)由0.233 8 kg/kWh（標(biāo)油）改為0.233 kg/ kWh（標(biāo)油），不過其帶來的能耗影響僅為-0.03 kg/ kWh（標(biāo)油）。

單因耗能方面，由于各裝置的能耗定額發(fā)生改變而有不同程度的變化，匯總整合后其帶來的影響相對(duì)明顯，表8為各裝置的能量系數(shù)對(duì)比變化。

表8　國(guó)內(nèi)某石化煉油裝置能量系數(shù)對(duì)比

5　結(jié)論和建議

通過對(duì)當(dāng)前能耗計(jì)算方法與行標(biāo)的深入對(duì)比分析可知，行標(biāo)和當(dāng)前方法在煉油能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)、部分重點(diǎn)煉油裝置能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)等5個(gè)方面存在明顯區(qū)別，從結(jié)果上看運(yùn)用行標(biāo)計(jì)算會(huì)給能耗的計(jì)算帶來一定的影響，影響程度因企業(yè)加工流程、裝置情況以及對(duì)當(dāng)前能耗計(jì)算的細(xì)節(jié)處理方式的不同而各異。從上述的區(qū)別分析中可以看出行標(biāo)更加符合當(dāng)前的煉廠現(xiàn)狀，更能反映當(dāng)前技術(shù)發(fā)展對(duì)裝置帶來的影響，從而為企業(yè)提供了更加科學(xué)和合理的煉油能耗統(tǒng)計(jì)和計(jì)算方法。

除此之外，行標(biāo)作為一個(gè)行業(yè)的普適規(guī)范，必然不能涵蓋企業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)的方方面面，文中認(rèn)為企業(yè)在貫徹和運(yùn)用行標(biāo)時(shí)，如期望建立統(tǒng)一的計(jì)算規(guī)范，除借鑒已有的內(nèi)容外，建議還需對(duì)以下部分進(jìn)行補(bǔ)充、細(xì)化。

1）在煉油能耗統(tǒng)計(jì)界區(qū)方面，需明確醚化、異構(gòu)化等近幾年新上的裝置，以及熱電廠等是否列入煉油能耗，目前無論是行標(biāo)還是當(dāng)前方法都沒有統(tǒng)一的規(guī)定，實(shí)際計(jì)算中需要進(jìn)行合理規(guī)定。

2）輔助系統(tǒng)能耗在煉油能耗統(tǒng)計(jì)中具體如何量化分配方式需要進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，目前企業(yè)的處理方式不盡相同，有的是簡(jiǎn)單劃定比例系數(shù)，有的全盤劃歸煉油或者非煉油系統(tǒng)。

［1］劉靈麗，魏永治，毛加祥，等.石化行業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及計(jì)算方法煉油：NB/SH/T 5001.1—2013［S］.北京：國(guó)家能源局，2013：3-16.

［2］龔燕，王廣河，郭彥，等.國(guó)內(nèi)外煉油用能評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用探討［J］.當(dāng)代石油化工，2011（9）：25-28.

［3］郭文豪，許金林.煉油廠的能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)及其對(duì)比［J］.煉油技術(shù)與工程，2003，11（33）：55-58.

［4］華賁.中國(guó)煉油企業(yè)能源構(gòu)成和能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)［J］.煉油技術(shù)與工程，2005，35（11）：1-5.

［5］張福琴，劉志紅，劉蜀敏.國(guó)內(nèi)外煉廠績(jī)效評(píng)估指標(biāo)的對(duì)比分析［J］.國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)，2002，10（9）：35-37.

［6］張崇偉，王志剛，田慧.國(guó)內(nèi)外煉廠能耗評(píng)價(jià)方法概述［J］.當(dāng)代化工，2011，40（10）：1062-1065.

（編輯鞏亞清）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.05.021

李向進(jìn)，工程師，2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）（化工學(xué)院），從事煉化節(jié)能節(jié)水技術(shù)研究、節(jié)能規(guī)劃和管理等工作，E-mail：lixiangjin@petrochina.com.cn，地址：北京市海淀區(qū)志新西路3號(hào)，100083。

2015-12-07