煤化工企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展模式探析

文/賀海波 呂保軍

中煤陜西榆林能源化工有限公司通過強(qiáng)化科技引領(lǐng)，實(shí)施科學(xué)管理，打造智能示范工廠，推動(dòng)煤化工高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)對(duì)石油和烯烴產(chǎn)品的需求逐步增加，對(duì)外依存度較高，以“煤”代“油”生產(chǎn)烯烴是實(shí)現(xiàn)“煤代油”能源戰(zhàn)略，保證國家能源安全的重要途徑之一。近年來，中煤集團(tuán)圍繞建設(shè)“世界清潔能源供應(yīng)商和世界清潔能源技術(shù)服務(wù)商”的戰(zhàn)略目標(biāo)，積極整合優(yōu)質(zhì)資源，依托自身煤炭和煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)起點(diǎn)高、設(shè)備工藝新、能耗水平低、環(huán)境污染少、專業(yè)化程度高的優(yōu)勢，大力開展煤炭深加工項(xiàng)目建設(shè)。中煤陜西榆林能源化工有限公司180萬噸/年甲醇和60萬噸/年烯烴項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，有力推進(jìn)了傳統(tǒng)煤化工向現(xiàn)代煤化工的轉(zhuǎn)型發(fā)展，降低了烯烴行業(yè)對(duì)石油的需求，在煤制烯烴行業(yè)充分發(fā)揮了示范引領(lǐng)作用，一定程度上緩解了我國“富煤、少氣、貧油”的能源結(jié)構(gòu)性矛盾。

一、堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化科技引領(lǐng)

公司堅(jiān)持貫徹國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進(jìn)科技創(chuàng)新、技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，打造項(xiàng)目優(yōu)質(zhì)建設(shè)和運(yùn)營的內(nèi)生動(dòng)力。

1. 集成優(yōu)化先進(jìn)工藝技術(shù)，打造項(xiàng)目先天科技優(yōu)勢

在項(xiàng)目籌建之初，公司就確定了把項(xiàng)目打造成為國家級(jí)煤化工示范項(xiàng)目的目標(biāo)，在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上瞄準(zhǔn)世界前沿，綜合考慮了能量的平衡及能源的梯級(jí)利用，集成了國內(nèi)外綠色、先進(jìn)、成熟的工藝技術(shù)。項(xiàng)目工藝路線采用水煤漿氣化、凈化、甲醇合成、甲醇制烯烴，最終生產(chǎn)聚乙烯、聚丙烯產(chǎn)品。通過集成優(yōu)化各項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)，形成行業(yè)領(lǐng)先的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為項(xiàng)目的高效投產(chǎn)運(yùn)營奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在項(xiàng)目建設(shè)過程中，充分借鑒和吸收了石化和煤化工行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工藝技術(shù)進(jìn)行大量優(yōu)化。

一是新增C4綜合利用裝置，采用DMTO副產(chǎn)C4綜合利用新型組合工藝。在煤化工行業(yè)內(nèi)率先使用異構(gòu)化、OCU兩項(xiàng)專利技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)煤制烯烴副產(chǎn)C4綜合利用的空白，年可增產(chǎn)丙烯7.5萬噸，烯烴單耗降低，增產(chǎn)降耗成效顯著。在國內(nèi)首次使用3000m3容量的乙烯低溫球罐，在大乙烯球罐的分析設(shè)計(jì)、材料制造、焊接安裝工藝等方面具有示范意義，簡化了系統(tǒng)、節(jié)省了投資。

二是熱電裝置選用4臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，提高了資源的綜合利用效率。針對(duì)榆林地區(qū)水資源缺乏現(xiàn)狀，建設(shè)一套閉式空冷小循環(huán)水系統(tǒng)，節(jié)水為同規(guī)模開式循環(huán)水系統(tǒng)的40%～60%。

三是空分裝置將下塔篩板塔改為填料塔，取消兩臺(tái)循環(huán)液氧泵，年可節(jié)約用電量60萬度。污水處理選用SBR工藝，更有利于污水處理后出水水質(zhì)的穩(wěn)定，同時(shí)便于控制，最終出水水質(zhì)COD、氨氮排放指標(biāo)均低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

2. 開展技術(shù)工藝創(chuàng)新，關(guān)鍵領(lǐng)域重大技術(shù)取得突破

公司始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，建立了完善的科技創(chuàng)新體系，聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢科技資源，形成了以企業(yè)為主體的產(chǎn)學(xué)研合作模式，在現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上實(shí)施了多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，填補(bǔ)了國內(nèi)多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的空白。

一是對(duì)現(xiàn)有的180萬噸/年甲醇裝置進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)能改造。通過對(duì)反應(yīng)器中心管改造將甲醇產(chǎn)能提高到225萬噸/年，使甲醇成本降低50～60元/噸，成為世界首套產(chǎn)能最大的單系列甲醇合成裝置。

二是開展高濃度水煤漿制備技術(shù)及成套裝備工業(yè)化示范應(yīng)用研究。通過實(shí)踐應(yīng)用，能夠提高煤漿濃度3%～5%，同時(shí)還可降低氣化所需的煤耗和氧耗，提高有效氣含量，提高能源轉(zhuǎn)化率，年可創(chuàng)效3000萬元。

三是與浙江大學(xué)合作開發(fā)的流化床熱解煤炭清潔高效利用技術(shù)，攻克了煤炭熱解、氣液固分離等多項(xiàng)技術(shù)難題，為建設(shè)萬噸級(jí)工業(yè)化中試裝置奠定了基礎(chǔ)，該技術(shù)將實(shí)現(xiàn)煤炭分級(jí)分質(zhì)利用，為低階煤加工尋找到了新的發(fā)展途徑。

3. 大力實(shí)施改擴(kuò)建和技術(shù)改造，提高裝置產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目試車投產(chǎn)之后，公司根據(jù)裝置實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況，進(jìn)行了多項(xiàng)改擴(kuò)建和技術(shù)改造。新增第8臺(tái)氣化爐，提高了氣化裝置的生產(chǎn)能力，滿足了甲醇用氣需要，每年可增加聚烯烴產(chǎn)量8萬噸，創(chuàng)效約1.8億元。實(shí)施鍋爐摻燒氣化細(xì)渣技術(shù)改造，年節(jié)約燃料煤7萬噸、增加經(jīng)濟(jì)效益1406萬元。實(shí)施甲醇裝置膜分離改造，提高馳放氣回收利用效率，每小時(shí)回收氫氣5800Nm3，年增加收益1332萬元。對(duì)全廠1.1MPa蒸汽伴熱系統(tǒng)凝液進(jìn)行回收，年回收低壓蒸汽2.4萬噸、蒸汽冷凝液27萬噸，增加經(jīng)濟(jì)效益347萬元/年。聚乙烯裝置排放氣增加回收系統(tǒng)，每年從PE裝置放空尾氣中回收乙烯459噸、丁烯488噸、異戊烷182噸，年取得收益588萬元。新增聚丙烯擠壓造粒系統(tǒng)，年增加效益546萬元。

二、實(shí)施科學(xué)高效管理，領(lǐng)先行業(yè)管理水平

以創(chuàng)建現(xiàn)代煤化工示范項(xiàng)目為目標(biāo)，科學(xué)謀劃企業(yè)管理，穩(wěn)步提升管理效能，行業(yè)競爭能力顯著提高，在煤化工行業(yè)樹立了管理標(biāo)桿。

1. 構(gòu)建科學(xué)建設(shè)管理模式，項(xiàng)目建設(shè)實(shí)現(xiàn)國內(nèi)五優(yōu)

在項(xiàng)目建設(shè)管控上，充分借鑒了國內(nèi)外成熟的大型化工項(xiàng)目建設(shè)管理模式，采用了以業(yè)主為主的“IPMT（聯(lián)合管理團(tuán)隊(duì)）+EPC（總包）+監(jiān)理”模式，既彌補(bǔ)了自有專業(yè)化管理力量不足的劣勢，又保證了業(yè)主對(duì)項(xiàng)目管理的有效控制；在項(xiàng)目建設(shè)過程中，創(chuàng)新管理原則，強(qiáng)化了業(yè)主詳細(xì)設(shè)計(jì)和模型審查以及對(duì)質(zhì)量的監(jiān)管，統(tǒng)一了設(shè)計(jì)和三維模型建模、項(xiàng)目管理程序、長周期設(shè)備采購、首件樣板工程等八項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，集中了混凝土供應(yīng)、噴砂防腐、閥門打壓、超限設(shè)備制造、設(shè)備監(jiān)造、大件吊裝等九項(xiàng)準(zhǔn)入管理，確保了項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度、投資、安全和質(zhì)量的全過程受控?；ひ黄陧?xiàng)目與同等規(guī)模、同類裝置建設(shè)相比，在項(xiàng)目投資、建設(shè)周期、工程質(zhì)量、試車進(jìn)度、創(chuàng)造效益等方面刷新了多項(xiàng)紀(jì)錄。

一是投資最少。項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概算總投資216.29億元，最終投資控制在211.5億元以內(nèi)，這其中還包含了在借鑒其他項(xiàng)目所進(jìn)行的改進(jìn)創(chuàng)新以及提前為二期工程基礎(chǔ)設(shè)施的投入和新增的擴(kuò)建項(xiàng)目共計(jì)44.76億元。

二是周期最短。項(xiàng)目從奠基開工建設(shè)，到全面建成產(chǎn)出合格產(chǎn)品，歷時(shí)35個(gè)月，比計(jì)劃工期提前了5個(gè)月。

三是質(zhì)量最優(yōu)。項(xiàng)目建設(shè)工程質(zhì)量合格率100%，無損探傷一次合格率98%以上，比同等規(guī)模、同類裝置高2個(gè)百分點(diǎn)。

四是試車最穩(wěn)。從第一臺(tái)氣化爐點(diǎn)火到一次打通煤制烯烴全部流程歷時(shí)50天。

五是見效迅速。項(xiàng)目投入試車運(yùn)行后，當(dāng)年就實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，確保當(dāng)年投料試車，當(dāng)年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

2. 科學(xué)搭建管控架構(gòu)，用工管理精干高效

化工項(xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行后，公司按照“共性業(yè)務(wù)上移，差異業(yè)務(wù)下放；相同專業(yè)聚合，不同專業(yè)置底”的思路，將共性業(yè)務(wù)職能全部集中在陜西公司層面，化工方面則按照生產(chǎn)中心、安全中心、成本中心和技術(shù)中心的職能定位組建成立了化工分公司，并設(shè)置5個(gè)相關(guān)專業(yè)技術(shù)和管理部門以及9個(gè)生產(chǎn)運(yùn)營輔助中心，公司組織架構(gòu)體現(xiàn)瘦身精干，化工生產(chǎn)用工比對(duì)標(biāo)企業(yè)編制減少667人，是國內(nèi)同類型企業(yè)中用工最少的。

3. 優(yōu)化生產(chǎn)組織，保持高負(fù)荷安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行

高負(fù)荷安穩(wěn)運(yùn)行是煤化工企業(yè)創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。公司在加強(qiáng)生產(chǎn)操作，減少非計(jì)劃停車、壓縮中小修停車時(shí)間、最大程度地延長生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間的同時(shí)，努力提升單套裝置的運(yùn)行水平，全面發(fā)揮配套裝置的協(xié)同效應(yīng)，以此保證裝置高負(fù)荷安全穩(wěn)定運(yùn)行。自試車投產(chǎn)運(yùn)行以來，甲醇裝置合成反應(yīng)器單系列加工量成為戴維工藝全世界最大的一套裝置，烯烴裝置連續(xù)高負(fù)荷安穩(wěn)運(yùn)行1000多天，化工裝置整體負(fù)荷保持107%以上水平，月產(chǎn)量最高突破6.35萬噸，日產(chǎn)量最高突破2090噸，多次創(chuàng)造煤制烯烴行業(yè)記錄，連續(xù)兩年突破計(jì)劃任務(wù)指標(biāo)，成為國內(nèi)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長、負(fù)荷最高、生產(chǎn)最穩(wěn)的煤經(jīng)甲醇制烯烴裝置，保持國內(nèi)煤化工行業(yè)領(lǐng)先地位。

4. 創(chuàng)新橫大班管理，提高生產(chǎn)效率

公司打破以裝置為管理單元的生產(chǎn)組織方式，把同一生產(chǎn)時(shí)間的生產(chǎn)裝置運(yùn)行班組劃分為一個(gè)橫大班，將裝置分散的“點(diǎn)”狀生產(chǎn)單元連接成“線”性的有機(jī)整體，強(qiáng)化各生產(chǎn)裝置之間的協(xié)調(diào)配合，避免當(dāng)班人員只關(guān)注本裝置或本崗位的生產(chǎn)運(yùn)行情況，不關(guān)心上下游裝置是否平穩(wěn)、順暢的狀況。并以橫大班為個(gè)體，引入市場機(jī)制，制定生產(chǎn)物料內(nèi)部計(jì)劃價(jià)，根據(jù)各生產(chǎn)裝置價(jià)值鏈關(guān)系建立模擬市場數(shù)字化模型，建設(shè)內(nèi)部市場化信息平臺(tái)，實(shí)施化工分公司、生產(chǎn)中心、生產(chǎn)裝置、班組的四級(jí)模擬內(nèi)部市場化管理，逐級(jí)完善結(jié)算體系，每天按照產(chǎn)量、成本、消耗、安全、質(zhì)量等指標(biāo)進(jìn)行結(jié)算，并設(shè)置“超產(chǎn)獎(jiǎng)”和“降耗獎(jiǎng)”，逐月考核兌現(xiàn)。橫大班管理極大地激發(fā)了職工的爭先創(chuàng)優(yōu)的生產(chǎn)熱情，對(duì)促進(jìn)長周期高負(fù)荷安全穩(wěn)定運(yùn)行，降本增效、增產(chǎn)增效，以及精益化生產(chǎn)等方面發(fā)揮了重要作用。

三、打造智能示范工廠，引領(lǐng)行業(yè)兩化融合

公司通過應(yīng)用構(gòu)架、基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源、信息管控等體系建設(shè)，分“夯實(shí)基礎(chǔ)、完善提升、智能應(yīng)用”三個(gè)階段逐步打造兩化深度融合、安全高效、管理卓越和可持續(xù)發(fā)展的智能工廠。經(jīng)過幾年的發(fā)展建設(shè)，煤化工智能工廠已經(jīng)融合生產(chǎn)經(jīng)營、企業(yè)管理等各個(gè)方面，取得了明顯成效。

1. 建成了國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先、覆蓋全廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)

煤化工各生產(chǎn)裝置應(yīng)用了新一代自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)裝置、公用工程、輔助設(shè)施和界區(qū)外配套工程DCS、CIS系統(tǒng)的過程操作、報(bào)警管理和控制優(yōu)化，DCS系統(tǒng)自控投用率達(dá)到95%以上，為進(jìn)一步開展先進(jìn)過程控制（APC）和在線工藝流程優(yōu)化提供了支撐，而且對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)投入、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、推進(jìn)無人值守發(fā)揮了極為重要的作用。

2. 全面提升生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測能力

公司借助覆蓋全廠的工控系統(tǒng)和有線無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控平臺(tái)。通過對(duì)23套生產(chǎn)裝置約67000個(gè)生產(chǎn)工藝參數(shù)、40000余臺(tái)火災(zāi)探測器、800余臺(tái)有毒可燃?xì)怏w報(bào)警儀等設(shè)備設(shè)施的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和監(jiān)控，使各級(jí)生產(chǎn)管理、操作人員足不出戶就能隨時(shí)了解到工藝變化、設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀況、預(yù)警及趨勢分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝異常，有效地防范了事故的發(fā)生。

3. 構(gòu)建精細(xì)化、可視化的生產(chǎn)智能化平臺(tái)

公司以生產(chǎn)調(diào)度為主線，以物料、能源管理為基礎(chǔ)，以供應(yīng)鏈管理、設(shè)備全周期管理為依托，以安全環(huán)保管理為保障，構(gòu)建了煤化工生產(chǎn)智能化平臺(tái)，全面提升了生產(chǎn)管理精細(xì)化、智能化水平。建設(shè)了物料管理、能源管理、統(tǒng)計(jì)管理、大機(jī)組監(jiān)測、設(shè)備管理等生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)了物料、能源、調(diào)度、設(shè)備運(yùn)行等化工生產(chǎn)的全業(yè)務(wù)覆蓋，在降本增效、生產(chǎn)“安穩(wěn)長滿優(yōu)”運(yùn)行等方面發(fā)揮了巨大作用。