我国能源形势与石化工业节能分析

四、我国石化工业的节能潜力
国内炼油装置能耗比较
就整个炼油能耗来说，同国外先进的炼油厂 相比，我国吨原油能耗大致还高10－20公斤标油 左右，所以不能说我们国家的炼油能耗达到了国 际先进水平。
四、我国石化工业的节能潜力
单因能耗
指按照每个装置的能耗同原油蒸馏装置能耗的比例制 定一个“能耗系数”，同时按照各装置的加工量占原油总 加工量的比例，来计算整个炼厂的“能量因数”。“单因 能耗”就是单位能量因数的炼油能耗。
➢ 我国炼油厂的节能工作从七十年代末至八十 年代，取得了巨大的进展；炼油能耗从1978年的 105.4kgEO/t原油左右降低到1988年的69.3 kgEO/t ， 降低了34.3%。其中常压蒸馏装置从28 kgEO/t降 低到了13 kgEO/t左右，降低了一半以上。
➢ 但在90年代以来，中国的炼油企业竞相抓炼 油厂的扩建、深加工和加工多种原油的装置配套 工作，炼油厂节能工作相对来说没有得到重视。 2001年，在二次加工比例有所增大情况下，全国 炼油能耗为85.9 kgEO/t，比1988年增加了24%。
三、我国石化工业存在的主要问题
（一）设计环节存在问题 （二）组织管理存在问题 （三）观念和技术问题
（一）设计环节存在问题
（1）在决策层方面，前期工作时间仓促，经 费、人力少，内容重工艺轻能量优化，设计时间 也很短；
（2）在炼厂方面，急于上工程，只委托设计 院做装置设计，缺乏与全局节能协同优化的观念；
（三）能源利用现状
图3 中国与日本整体能源利用效率对比
（四）我国能源政策
➢ 我国政府将能源政策确定为：
资源节约和开发并举，把节约放在首位
➢ 2004年6月《能源中长期发展规划纲要（2004～ 2020年）》（草案）提出：
坚持把节约能源放在首位，实行全面、 严格的节约能源制度和措施，显著提高能源 的利用效率
这些热阱目前大部分还是在消耗1MPa蒸汽。 把它们利用起来，在全厂范围作优化匹配，低温 热利用是大有所为的。
四、我国石化工业的节能潜力
蒸汽动力系统
蒸汽动力系统是在80年代节能工作当中没有 系统和完整地抓的一个炼厂节能的潜力。
普遍存在的问题是，机组小而陈旧、发电油 耗和成本高、联产效率低、对汽/电需求变化适应 性差，冬季减温减压、夏季低压汽放空现象程度 不同地存在。对南、北方十余个炼厂调查表明， 蒸汽动力系统的优化大约会占我国炼油厂节能的 潜力的三分之一以上。
（三）观念和技术问题
（3）由于条件的局限，设计中对能量的利用多 是分散、孤立考虑的，缺乏系统的观念，也未采用 能量综合优化的设计思想、观念和技术。
（三）观念和技术问题
（4）单元操作过程和设备技术本身相对陈旧落后， 设计水平相对较低。 ➢ 锅炉发电机组都是六、七十年代的产品； ➢ 加热炉、塔器等设备服役时间过长； ➢ 反应工艺过程、催化剂、分离过程等设计水平落后。
虽然这些外部损失的能量能级不太高，但它们 都是由投入系统的高级能源因过程的不可逆性转 化而来的。所以在设计和生产中，应力求使排出 系统而未利用的余热降低到最低的限度，做到能 量的充分利用。
具体措施是：堵塞漏洞，减少余热排放，余热 回收。
（一）最小外部损失原则
（1）减少跑、冒、滴、漏。跑、冒、滴、漏造 成的损失，不容忽视。
在80年代通过评比来推动节能工作的时候,单因能耗的 指标对于促进我国练厂节能起到了重要的作用。
但是，装置的“能耗系数”是应当随着若干因素的变 化而及时调整的；而从80年代规定能耗系数指标以来，一 直没有修改。此外，“单因能耗”只考虑了对装置构成因 素对能耗的修正，没有考虑系统能耗的影响，所以也并不 全面。因此，不宜由单因能耗的数据得出我国炼油能量利 用已经很先进的结论。
二、石化工业节能的战略地位
过去十年许多炼油厂新建装置和扩产项目中，往往前 期工作匆忙而浮浅，并且常常服从于领导意图及其它非经 济因素的考虑，等待审批时间却拖得很长，一旦批下来后 给设计和施工留下的时间又极其紧迫，这也是总体规划方 案中缺乏能量综合优化统筹考虑的重要原因。
另一个原因是一些企业领导认为“新装置不断在建， 等流程基本定型了再考虑全面节能规划”。
➢ 2004年11月，国家发改委又通过了一个关于节 能的中长期能源发展规划，第一次把节能作为 专门的规则
（四）我国能源政策
从能源利用方面看，我国能源消费集中在工 业部门，其中化工、冶金和建材等8个高耗能工业 行业的能源消费占工业部门能耗总量的73%，而 其单位产品能耗平均比世界先进水平高47%。
因此，我国节能的主要潜力在电力、高耗能 工业部门和各种低温余热的开发利用等工程应用 领域。
因此，可以说，当前我国炼油工业发展提出 的以节能降耗求经济效益的挑战，强烈呼唤着相 应的节能组织管理的创新。
（三）观念和技术问题
（1）传统的对能量只从数量上认识，缺乏质量 概念，致使火用在转换、利用、回收过程中效率很 低。
（三）观念和技术问题
（2）除无谓损耗外，设计中缺乏在损耗和投资 之间权衡的意识以及技术经济优化的设计观点与技 术手段，主要靠经验，难以达到设计优化。
所以不能简单的认为节能工作越深入投资效益就降低。 事实证明，最近几年，许多炼油厂节能项目的投资内部收 益率在30－50％，甚至更高，远远超过新建装置投资的内 部收益率。
四、我国石化工业的节能潜力
技术经济的规律
我国能源的价格与国际市场基本上接近，在某些地区 的电价甚至更高，但是我们的设备的价格，特别是节能改 造所需的化工设备像换热器、管道、普通机泵等的价格还 远低于国外市场的价格。
结果新建项目需要热量就建加热炉、或要蒸汽而增加 锅炉，需要电就上发电机组或者变压器增容外购，较少考 虑与现有系统的热集成匹配。
现有装置和系统的节能改造也一拖再拖。以至不断扩 建，能耗不断增加。新装置投产几年之后再来做节能改造； 经济效益的损失，是数以十亿元计的。
我们应该吸取这些教训，再不能把扩产同节能这两件 并行不悖的事分割、对立起来，浪费资材、损失效益了。
预计到2010年，我国原油需求量将达到2.9亿吨，(进 口原油将占4成以上)。按照同样的加工率和开工率估算， 2010年我国原油加工能力应达到3.5亿吨/年。
这就是说，今后6 年，我国还要新增8千万吨/年的原 油加工能力；因此我们还面临着是否仍然“先抢时间建成 新装置、扩大产量，等流程定型了，再来抓节能改造”的 战略抉择。
四、我国石化工业的节能潜力
综上所述，我国现有石化企业的 节能潜力还是很大的。
五、我国石化工业合理用能基本原则
（一）最小外部损失原则 （二）最佳推动力原则 （三）能量优化利用原则
（一）最小外部损失原则
外部损失，即有形损失，包括： ➢ 由废气、废渣、冷却水、各种中间物或产品带 走能量造成的损失； ➢ 跑，冒，滴，漏造成的损失； ➢ 保温和保冷不良造成的散热和散冷损失等。
（5）我国过程工业的内、外条件发生了重大变化。 ➢ 内部：加工深度，能耗构成，产品格局； ➢ 外部：国家能源形势，经济全球化和加入WTO，
技术进步，市场价格变化
四、我国石化工业的节能潜力
我国石化工业节能 20 年成 效卓著。现在还有没有潜力？
四、我国石化工业的节能潜力
➢ 按照认为我国原油加工能耗比国外先进水平 高15kgEO/t的观点，以2000年2亿t/a加工量计，节 能的潜力是300万吨标油/年，经济效益则至少4050亿元/年。
（三）能源利用现状
我国能源消费存在极大的浪费现象，整体能 源利用效率约31%，与世界先进水平的52%(日本) 还有很大距离；如考虑能源开采效率(32%)，即能 源系统总效率仅为10.3%，不到发达国家一半。
以此估算，我国目前能源浪费达每年2.8亿吨 标准煤。
如不改变能源低效利用的现实 到2020年此项浪费将达每年4亿吨标准煤 多排放CO2达2.56亿吨、SO2达720万吨 这样的环境污染是我国和国际社会都难以接 受的。
（四）我国能源政策
图4 中国与世界单位产品能耗对比
二、石化工业节能的战略地位
进入新的世纪，我国经济持续快速发展的势头仍将继 续；国民经济对石油及其产品的需求也会相应快速增长。
2000年，我国原油消耗2.2亿吨，（自产1.62亿吨， 净进口6千万吨）；国内加工2.02亿吨，占92%，（加工能 力2.7亿吨/年，开工率75%）。
我国能源形势与石化工业节能分析
讲课内容
一、我国能源形势 二、石化工业节能的战略地位 三、我国石化工业存在的主要问题 四、我国石化工业的节能潜力 五、我国石化工业合理用能的基本原则 六、我国石化企业能量系统优化和节能改造的
具体内容 七、我国石化企业节能的基本途径
一、我国能源形势
（一）能源供需现状 （二）未来20年我国能源形势 （三）能源利用现状 （四）我国能源政策
（一）能源供需现状
2002年，中国一次能源产量为13.87亿吨标准 煤。其中煤炭产量13.8亿吨，原油1.67亿吨，分 别居世界第一位和第五位；发电量达16540亿千瓦 时，居世界第三位。能源使用排放的温室气体仅 次于美国居第二位。
2001年，全国一次能源消费量为13.2亿吨标 准煤，其中煤炭占67.0%，石油24.6%，天然气 2.5%，水电6.4%，核电1年全国能源费用支出达1.25万亿元，占 国内生产总值的13%，美国仅占7%。
我国一次商品能源人均消费量为901公斤标准 煤，相当于美国的8%，经济合作与发展组织国家 平均值的1/7，世界平均值的44%，全国城乡居民 生活人均年用电量为132千瓦时，仅为美国的3.1%。 煤炭占一次能源消费量的比重由1996年的74.7%下 降到2001年的67%，石油天然气则从19.8%上升到
此外，我国的人工费用也便宜。所以，在同样装置组 成和同样的加工条件下，我国炼厂的能耗应该比国外低； 因而我们付出同样多的设备和人工费用的投资所节约的能 源应比国外多；这才符合技术经济的规律。说中国炼油厂 节能过分是不符合经济规律的。
四、我国石化工业的节能潜力
低温热利用
目前在我国炼油厂中还有大量低温热阱尚未 得到充分利用，例如发生蒸汽用的脱盐水和原水 的预热，乃至除氧水的预热，还有生活、采暖用 热，储罐、管线保温伴热用热。
27.1%。
（一）能源供需现状
图1 2001年全国一次能源消费量各项比例
（一）能源供需现状
图2 中国与世界的人均能源占有量对比
（二）未来20年我国能源形势
2020年 ➢ 一次能源需求约22～30亿吨标准煤
其中石油4.3～5.2亿吨，煤炭21～24亿吨 比2000年增加70%～130% ➢ 用电需求将达4.2万亿千瓦时 发电装机容量达9亿千瓦 比2000年增长1.8倍 能源需求的大幅增长，势必大大提高对石油 进口的依存度，并给环境带来巨大的压力。
例如，每小时泄漏423K的饱和蒸汽15㎏，相当 于每年损失标准煤 1.64×104㎏＝16.4 t
（2）减少废弃物和污染物的排放量，减少可燃 气体和有用气体的放空。
（3）在设计院方面，急于赶任务，也没有节 能和优化的压力。因此可以说，本质上不是技术
原因，而是体制和观念因素所致。
（二）组织管理存在问题
迄今还没有一个厂的节能办有从扩产、基建 的项目和全局规划的角度考虑节能的职能和权利。
节能不光是生产调度或任何一个单独部门的 事。它是牵涉全厂所有部门，从设计、运行到控 制各个层面的系统性、全局性的重要工作；应当 由主要技术领导直接负责抓，并协调各个职能部 门配合运作。
四、我国石化工业的节能潜力
衡量节能的标准
节能的合理限度是技术经济优化，即看实现先进的能 耗指标所付出的经济代价是否合理。
1973年前，原油每桶1美元，加热炉排烟温度400 C； 原油每桶10美元时，投资改造对流段把加热炉排烟温度降 到250oC合算；原油每桶20-30美元，合理的加热炉排烟温 度是160oC左右。
➢ 应当承认，我国现有炼油加工与国外先进水 平还有相当差距。从炼油装置来说，除了蒸馏装 置与国际先进水平差距不是太大以外，其他装置 特别是催化裂化装置、延迟焦化装置，以及重整 装置和润滑油装置潜力也相当大，无论跟国外的 先进水平相比,还是从国内的先进落后比较来看都 是如此，参见下表
四、我国石化工业的节能潜力