基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”

王艷麗

(中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271)

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的重視，以及新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570—2015)中“現(xiàn)有企業(yè)工藝加熱爐自2017年7月1日起煙氣中氮氧化物，特別限值地區(qū)執(zhí)行100 mg/m3的排放限值【1】規(guī)定的實(shí)施，”工業(yè)加熱爐煙氣中氮氧化物的排放值變成了亟待解決的問題。為此決定對(duì)現(xiàn)有全部加熱爐開展低氮改造，成立了低氮改造項(xiàng)目專項(xiàng)工作組，通過推進(jìn)實(shí)施基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”，達(dá)到降低NOx排放量的目標(biāo)，滿足綠色環(huán)保的要求。

1 基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”的內(nèi)涵和主要做法

基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”的內(nèi)涵是：綜合運(yùn)用科學(xué)管理手段，按照“務(wù)虛、務(wù)實(shí)、落實(shí)”3個(gè)步驟，將“精細(xì)化”理念貫穿于生產(chǎn)管理全過程，最大限度地實(shí)現(xiàn)過程銜接、監(jiān)督管理、生產(chǎn)運(yùn)行的科學(xué)化、精細(xì)化與合理化，消除因管理粗放而導(dǎo)致的生產(chǎn)組織不力、施工效率低下等種種弊端，從而大幅度提升整體管理水平、施工效率、服務(wù)質(zhì)量與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

“務(wù)虛”——即“務(wù)虛”策劃，是指在項(xiàng)目進(jìn)行前，公司有關(guān)部門及單位對(duì)項(xiàng)目的可行性、操作過程、注意事項(xiàng)、突發(fā)情況等各種要素進(jìn)行分析研究的前期過程。加熱爐低氮改造項(xiàng)目組是操作主體，調(diào)研當(dāng)下低氮燃燒器結(jié)構(gòu)原理、類型以及各品牌使用情況和排放情況，包括檢測(cè)與標(biāo)定所有加熱爐熱效率以及NOx等排放情況，形成總體研究方案，評(píng)價(jià)項(xiàng)目可行性和有效性。

“務(wù)實(shí)”——即“務(wù)實(shí)”設(shè)計(jì)，是指在“務(wù)虛”策劃第一個(gè)步驟完成之后，有關(guān)部門和單位討論總體研究方案、提出低氮燃燒器改造技術(shù)要求、通過招標(biāo)選擇制造廠家，確定最終改造設(shè)計(jì)方案并見證其可行性的整個(gè)過程。

“落實(shí)”——即“落實(shí)”執(zhí)行，是指在改造現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行和落實(shí)“務(wù)虛”策劃和“務(wù)實(shí)”設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。對(duì)每臺(tái)加熱爐低氮改造現(xiàn)場(chǎng)，都應(yīng)嚴(yán)格按照“務(wù)虛”策劃和“務(wù)實(shí)”設(shè)計(jì)的整體方案要求，精細(xì)組織和落實(shí)，不允許出現(xiàn)任何粗枝大葉和馬虎湊合，更不允許在沒有專家和領(lǐng)導(dǎo)評(píng)估把關(guān)的情況下搞一些降低標(biāo)準(zhǔn)的“自選動(dòng)作”。

“三步法”的主要做法如下。

1.1 開展“務(wù)虛”策劃，做到三個(gè)“提前”

1.1.1 提前成立專項(xiàng)工作組

為盡可能地全面掌握加熱爐NOx排放狀況，推進(jìn)低氮改造項(xiàng)目實(shí)施，提前成立了工業(yè)加熱爐低氮改造項(xiàng)目專項(xiàng)小組，以公司相關(guān)管理部門和二級(jí)技術(shù)服務(wù)單位領(lǐng)導(dǎo)為指導(dǎo)層，熱能技術(shù)研究室主任為管理及決策層，技術(shù)人員為執(zhí)行層，各作業(yè)部技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)配合。專項(xiàng)小組各層面的設(shè)立，能夠使各級(jí)技術(shù)人員思想認(rèn)識(shí)到位、崗位責(zé)任以及工作落實(shí)到位，為加熱爐低氮改造管理項(xiàng)目的開展提供了堅(jiān)實(shí)的人力資源基礎(chǔ)。具體分工如表1所示。

表1 專項(xiàng)工作組分工

1.1.2 提前摸清現(xiàn)場(chǎng)狀況

專項(xiàng)工作組提前摸清現(xiàn)場(chǎng)低氮改造的狀況，具體問題如下：

1) 了解當(dāng)下加熱爐NOx排放狀況是否超出新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的100 mg/m3。

2) 提前確定低氮改造對(duì)象。確定有多少臺(tái)加熱爐NOx超標(biāo)以及是否全部需要改造。

3) 改造后是否能夠長(zhǎng)期保持低NOx狀態(tài)。

4) 關(guān)鍵是如何保證NOx長(zhǎng)期達(dá)標(biāo)。

針對(duì)上述問題，專項(xiàng)組提前著手進(jìn)行調(diào)研，因?yàn)橹挥星宄鲜鰡栴}后，才便于“務(wù)虛”策劃階段，形成總體研究方案，有效地開展下一步工作。

1.1.3 提前消除風(fēng)險(xiǎn)隱患

提前對(duì)重點(diǎn)改造對(duì)象進(jìn)行跟蹤，并派專業(yè)人員隨時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況，并收集低氮改造需要的資料，與乙方及相關(guān)方對(duì)加熱爐規(guī)格、運(yùn)行參數(shù)及燃料組成等各方面進(jìn)行溝通交流，及時(shí)消除存在的各種風(fēng)險(xiǎn)，避免改造時(shí)各種可能的復(fù)雜情況發(fā)生。

1.2 搞好“務(wù)實(shí)”設(shè)計(jì)，精細(xì)生產(chǎn)組織

1.2.1 結(jié)合實(shí)際，確定總體研究方案

專項(xiàng)工作組的監(jiān)測(cè)優(yōu)化組，前期調(diào)研了公司3個(gè)作業(yè)部的共計(jì)47臺(tái)加熱爐。對(duì)其NOx含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)部位主要集中在各爐的輻射室頂部檢測(cè)孔處，其中合格的15臺(tái)，超標(biāo)的32臺(tái)，合格的15臺(tái)中接近標(biāo)準(zhǔn)限值的有10臺(tái)。

為適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，決定對(duì)公司內(nèi)加熱爐燃燒器進(jìn)行全部低NOx改造。監(jiān)測(cè)優(yōu)化組在前期工作的基礎(chǔ)上，形成總體研究方案。結(jié)合實(shí)際，專項(xiàng)工作組對(duì)總體研究方案進(jìn)行了討論和評(píng)價(jià)，確定了最終總體研究方案。

1.2.2 精細(xì)生產(chǎn)組織管理，保證低氮改造項(xiàng)目順利進(jìn)行

本次加熱爐低氮改造項(xiàng)目有以下難點(diǎn)：1)全過程時(shí)間緊、任務(wù)重；2)加熱爐現(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)間集中于檢修期間，共2個(gè)月，且成群改造，風(fēng)險(xiǎn)大；3)烯烴部裂解爐改造難度大，目前國(guó)內(nèi)尚無成功案例。

針對(duì)上述難點(diǎn)，專項(xiàng)小組強(qiáng)化過程控制，建立了動(dòng)態(tài)溝通機(jī)制，每周組織各小組及相關(guān)單位召開碰頭會(huì)，針對(duì)生產(chǎn)預(yù)報(bào)進(jìn)行溝通，調(diào)配、安排、確定處理人員以及關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制等工作。專項(xiàng)組第一小組——牽頭組織組，總體負(fù)責(zé)生產(chǎn)組織，包括隊(duì)伍調(diào)配、設(shè)備調(diào)撥和技術(shù)人員的調(diào)整，使整個(gè)項(xiàng)目組做到“分工不分家”，努力提高生產(chǎn)時(shí)效，避免單兵獨(dú)立作戰(zhàn)“瞻前不顧后、顧東不顧西”的弊端。

1.2.3 加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案評(píng)審，為低氮改造過程提供科學(xué)指導(dǎo)

科技項(xiàng)目的工業(yè)應(yīng)用研究，需要提前在試驗(yàn)裝置上進(jìn)行多次試驗(yàn)，通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的不斷驗(yàn)證、完善，最終形成設(shè)計(jì)方案。有了設(shè)計(jì)方案，制造廠家方可按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行批量制造。安裝施工前的設(shè)計(jì)方案將直接關(guān)系到安裝施工的成功與否以及試驗(yàn)?zāi)康氖欠衲軌驅(qū)崿F(xiàn)，為此專項(xiàng)組積極組織專家進(jìn)行評(píng)審論證。

“務(wù)實(shí)”設(shè)計(jì)階段，3個(gè)作業(yè)部(煉油部、化工部、烯烴部)分別提出低氮燃燒器改造技術(shù)要求，且通過招標(biāo)選擇了制造廠家，經(jīng)過協(xié)商，初步制定了公司加熱爐低氮燃燒器試燒試驗(yàn)方案。見圖1。

為了保證低氮燃燒器的改造效果，要求對(duì)低氮燃燒的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)物試驗(yàn)見證，即試燒試驗(yàn)見證。專項(xiàng)組派出兩組人員分別赴兩家制造廠進(jìn)行低氮燃燒器試燒試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)見證評(píng)審。

評(píng)審小組見證了8種型號(hào)的燃燒器在不同操作模式(自然通風(fēng)、強(qiáng)制通風(fēng))下共10組試燒試驗(yàn)，結(jié)果顯示，在正常操作狀態(tài)下試燒測(cè)試項(xiàng)目均達(dá)標(biāo)，異常操作狀態(tài)下測(cè)試燃燒器安全性合格，試燒試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告中的各項(xiàng)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。隨后兩家制造廠開始按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行低氮燃燒器的批量制造，并于公司檢修期間對(duì)其進(jìn)行安裝。

圖1 低氮燃燒器試燒試驗(yàn)方案

1.3 強(qiáng)化“落實(shí)”執(zhí)行，確保實(shí)現(xiàn)改造目標(biāo)

1.3.1 加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)，共同推動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)行

與一般研究項(xiàng)目相比，工業(yè)應(yīng)用型科技項(xiàng)目經(jīng)常涉及到多個(gè)部門、多個(gè)單位、多個(gè)專業(yè)，所以部門之間的組織協(xié)調(diào)工作非常重要?！肮镜偷紵鞴I(yè)應(yīng)用研究”項(xiàng)目是公司設(shè)備改造重大項(xiàng)目，研究成功將有效解決污染物(氮氧化物)排放問題。

該項(xiàng)目涉及到公司6個(gè)管理部門、3個(gè)作業(yè)部、1個(gè)二級(jí)技術(shù)服務(wù)單位，以及4家制造商、4家外協(xié)單位和1家大學(xué)院所。項(xiàng)目歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)2年，在項(xiàng)目進(jìn)行過程中，專項(xiàng)工作組充分發(fā)揮各自作用，所涉及的各相關(guān)單位和部門不斷加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)，積極落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)改造的各項(xiàng)工作進(jìn)程。在牽頭組帶領(lǐng)下，相繼組織了10余次工作協(xié)調(diào)會(huì)，細(xì)化研究?jī)?nèi)容和職責(zé)分工，通報(bào)各部門承擔(dān)內(nèi)容的進(jìn)展情況和取得的成果，協(xié)調(diào)解決工作銜接和技術(shù)攻關(guān)方面的問題，有力推動(dòng)了項(xiàng)目運(yùn)行。

1.3.2 加強(qiáng)跟蹤監(jiān)督，組織技術(shù)專家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)

研究成果的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用是保證工業(yè)應(yīng)用研究項(xiàng)目成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為確保設(shè)備改造成功，針對(duì)每臺(tái)重點(diǎn)加熱爐的現(xiàn)場(chǎng)改造，專項(xiàng)組都指派高素質(zhì)的技術(shù)專家進(jìn)行駐地現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，共同研究分析，解決存在問題，推動(dòng)改造過程順利進(jìn)行。

在此過程中，各位技術(shù)專家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)改造方案的步驟、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、安全注意事項(xiàng)、HSE風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及預(yù)防措施等各方面進(jìn)行討論研究，突出重點(diǎn)，兼顧全面，努力提高方案的指導(dǎo)性、操作性和安全性。

1.3.3 加強(qiáng)優(yōu)化調(diào)整，穩(wěn)定低氮排放狀態(tài)

隨著檢修結(jié)束，加熱爐低氮改造現(xiàn)場(chǎng)圓滿完工，但開車后進(jìn)行過低氮改造的加熱爐運(yùn)行狀況不佳，問題不斷，大致總結(jié)有如下幾點(diǎn)：1)煙氣檢測(cè)O2和CO含量同時(shí)超高；2)加熱爐開工初期，存在點(diǎn)不著火的現(xiàn)象；3)設(shè)計(jì)負(fù)荷不適宜，不能充分點(diǎn)燃工作。針對(duì)上述問題，專項(xiàng)工作組采取一系列措施，技術(shù)層面和管理層面“雙抓”，開展低氮燃燒器應(yīng)用性能的不斷優(yōu)化調(diào)整，以確保加熱爐可以長(zhǎng)期、穩(wěn)定保持低NOx排放狀態(tài)。

1.3.4 加強(qiáng)基層培訓(xùn)，保證長(zhǎng)期應(yīng)用的有效性和持續(xù)性

現(xiàn)場(chǎng)低氮改造工作完成后，管理人員及重點(diǎn)崗位操作人員的水平成為制約后續(xù)低氮燃燒器在加熱爐改造后是否能夠長(zhǎng)效應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素。

員工水平高低直接影響著工作能否順利開展，因此，企業(yè)在大力投入、改善硬件設(shè)施的同時(shí)，還必須同步提高員工素質(zhì)，提升企業(yè)的軟實(shí)力，用軟件讓硬件真正“硬”起來。

通過開展員工培訓(xùn)，建立完善的培訓(xùn)機(jī)制，各級(jí)管理部門明確崗位職責(zé)，建立規(guī)章制度，提升員工技能水平。專項(xiàng)工作組合力制定《公司加熱爐低氮燃燒運(yùn)行作業(yè)指導(dǎo)書》、《低氮燃燒器運(yùn)行管理規(guī)定》、《公司加熱爐低氮燃燒器培訓(xùn)教材》等管理制度和相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)，做到管理系統(tǒng)，有制度、有標(biāo)準(zhǔn)、有程序、有檢查、有考核。低氮燃燒器培訓(xùn)教材見圖2。

同時(shí)在培訓(xùn)中做到有點(diǎn)、有線、有面。培訓(xùn)包括管理層培訓(xùn)和應(yīng)用層培訓(xùn)兩個(gè)層次。管理層培訓(xùn)涉及領(lǐng)導(dǎo)層及管理部門，目的在于提高執(zhí)行力和協(xié)調(diào)力；應(yīng)用層培訓(xùn)涉及各車間技術(shù)人員，目的在于掌握及熟練具體操作。通過培訓(xùn)確保各層次人員責(zé)任到位、協(xié)調(diào)到位、操作到位、整改到位。培訓(xùn)機(jī)制的建立，不僅可以提高員工素質(zhì)及管理水平，更是增強(qiáng)企業(yè)凝聚力和競(jìng)爭(zhēng)力的重要舉措。

圖2 低氮燃燒器培訓(xùn)教材

2 基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”的實(shí)施效果

2.1 提升了加熱爐低氮改造(工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目)的專業(yè)管理水平

通過建立分公司重大設(shè)備改造的項(xiàng)目管理體系，推行基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”，低氮改造專項(xiàng)工作組整體管理水平迅速提升主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)在人員結(jié)構(gòu)上，項(xiàng)目管理人員、技術(shù)人員、與施工人員達(dá)到了1∶2.7∶20的高效模式；2)在組織管理上，實(shí)現(xiàn)了“貼近基層，貼近乙方，貼近現(xiàn)場(chǎng)”的屬地管理，解決了以往機(jī)構(gòu)臃腫、層次繁瑣、辦事推諉等組織弊病，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目管理下的高效、快速、簡(jiǎn)捷等優(yōu)良運(yùn)轉(zhuǎn)；3)在制度管理上，推陳出新，在市場(chǎng)的不斷變化中積極探索和制定新的合適的管理制度，提升干部職工的工作熱情和積極主動(dòng)性。

2.2 攻堅(jiān)克難，低氮改造全過程時(shí)效顯著提高

在前述加熱爐低氮改造項(xiàng)目三大難點(diǎn)的壓力下，通過“務(wù)虛”策劃、“務(wù)實(shí)”設(shè)計(jì)、“落實(shí)”執(zhí)行3個(gè)步驟，推進(jìn)實(shí)施基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”模式，同時(shí)通過細(xì)化生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)管理、精細(xì)生產(chǎn)運(yùn)行管理等措施，確保了重點(diǎn)加熱爐低氮改造項(xiàng)目的順利開展。專項(xiàng)工作組充分發(fā)揮各小組的作用，將責(zé)任和工作落實(shí)到位，有效降低了改造風(fēng)險(xiǎn)，提高了改造全過程時(shí)效。

2.3 完成低氮改造目標(biāo)，NOx排放量滿足新環(huán)保要求

通過實(shí)施基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”，保證了加熱爐低氮改造項(xiàng)目順利完成，且完成了改造目標(biāo)——NOx排放量滿足新環(huán)保要求。公司共集中升級(jí)改造加熱爐42臺(tái)，其中煉油部23臺(tái)，化工部13臺(tái)，烯烴部6臺(tái)。

隨著檢修開車后低氮燃燒器應(yīng)用性能的不斷優(yōu)化調(diào)整，加熱爐達(dá)到了環(huán)保驗(yàn)收條件。2017年2月～5月，對(duì)其公司設(shè)備部、安環(huán)部、裝備院、作業(yè)部和第三方進(jìn)行了聯(lián)合驗(yàn)收。為保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的可信性和準(zhǔn)確性，各方采取“背靠背”形式開展驗(yàn)收，結(jié)果一致表明，NOx排放量均低于80 mg/m3，滿足新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 新技術(shù)大顯神威，特色優(yōu)勢(shì)更加凸顯

在基于綠色環(huán)保的加熱爐低氮改造管理“三步法”模式的指導(dǎo)和引領(lǐng)下，經(jīng)過自主創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收，形成了國(guó)有新技術(shù)——烯烴裝置裂解爐低氮改造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)烯烴裂解爐低氮燃燒器改造應(yīng)用成功的新突破，為公司贏得了榮譽(yù)，并提高了技術(shù)知名度。