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    “難”則思變

    眾所周知，由于中東地區局勢的不穩定發展，全球油價屢創新高，造成全球性原材料供給緊張，尤其化工企業遭到重創。中國的原油儲量并不豐富，而且隨著改革開放和經濟建設進程的不斷深入，更突顯了原油及其產品供給緊張的局面。雖然中國擁有豐富的煤炭儲量，但煤作為化工原料，其使用和后期處理的難度遠遠超過油。

    湖北雙環科技股份有限公司是國有大型上市公司。公司主要產品為 61萬t/a純堿、61萬t/a氯化銨、20萬t/a重質堿，還生產燒堿、氯加工產品、工業氯化銨、工業鹽、食用鹽、小蘇打、食用堿、氨水、芒硝、炭黑、硫磺，是世界上最大的聯堿生產企業，產品暢銷海內外。

    生產這些產品需要大量原料重油。從上世紀90年代后期開始，國際油價受各種因素影響，已出現攀升勢頭。而且當時重油基本靠國內比較大的煉油廠供應，但國內幾大煉油廠已開始對重油進行深加工，因此很難買到油，即使買到油質量也非常差。原料問題成為公司生產的一個瓶頸，如果再不改變，生產成本控制將非常困難，而且有可能影響公司未來的發展。“變”——將原料從重油改變為煤，被提到了公司的議事日程中。

    尋求突破

    鑒于這種情況，雙環公司感覺到了即將來臨的威脅。因此，從1997年開始公司組織技術人員尋找新的原料，并通過綜合性的考察認為，雖然原料重油的供應出現困難，但中國作為煤炭儲量相對豐富的國家，因此可以考慮以煤為原料，將原來的“油頭”改為“煤頭”。但是以煤作為原料在技術上存在一些難度，除了需要一次性的高額投資，后續的處理工藝，以及環保方面都面臨著嚴峻的挑戰。

    雙環在進行“煤改油”調查時，國內已經有4套“煤頭”的合成氨裝置，分別位于魯南、渭南、淮南和上海，這些裝置均采用了德士古的水煤漿技術。但是水煤漿技術的能耗高，污染比較嚴重，在目前國內比較注重環保的情況下，后期的處理費用會比較高。不符合雙環科技公司控制成本、注重未來發展的思路。

    這時殼牌的粉煤氣化技術引起了雙環的注意，雖然在雙環接觸這項技術時，粉煤氣化技術還沒有真正意義上的商業化裝置，僅在荷蘭有一家實驗工廠，是一家名為戴姆科勒的私人發電廠，而且發電廠不需要煤氣凈化裝置，設備也相對簡單。但通過考察雙環認為殼牌粉煤氣化技術的工藝理論相對比較成熟，而且如果實現工業化生產，其最大的優勢是對煤的品質沒有要求，出渣率低，并且節能和環保。原來雙環使用重油作原料時，污水處理的難度比較大，每年需要支付一大筆排污費。而粉煤氣化基本上做到了污水的零排放，即經過處理后的水可以循環使用；系統的碳轉化率非常高，因此生成的灰渣質量很好，可以作為副產品出售，制磚和鋪路。由此可以看出殼牌的粉煤氣化技術是具有發展潛力的。

    背后故事

    就這樣，雙環在 “油改煤”工程中，選擇了殼牌的粉煤氣化技術，但是這種選擇也存在著一定的風險。當時雖然雙環在工藝和控制方面有比較雄厚的技術沉淀，殼牌的工藝技術理論也是比較成熟的，但如果項目要成功的用于工業裝置，必須在控制方面尋找強勢合作伙伴。在考察了7家目前活躍在化工一線、提供DCS控制系統的公司后，霍尼韋爾（Honeywell）公司脫穎而出。

    雙環“油改煤”工程主要包括煤氣化裝置、凈化裝置及冷凍站。其中煤氣化裝置包括了磨煤及干燥、煤加壓及輸送、煤氣化、除渣、除灰、濕洗、初步水處理和公用工程單元；凈化裝置包括甲烷化和脫硫脫碳單元。可以看出，要把殼牌的粉煤氣化技術應用于實際的工業裝置還是具有相當大的難度，因為系統的自動化程度非常高，過程非常復雜，安全性要求非常高，控制中稍微出現一點差錯，就有可能導致過氧化物發生爆炸而危及人員和裝置的安全。

    由于裝置各監控點間的邏輯關系和控制相當復雜，安全性要求很高，因此對工程控制系統的要求也很高。一方面對控制設備的質量和可靠性提出很高的要求，另一方面鑒于其控制系統復雜，對控制系統的功能與全面性也提出了很高要求。即要求系統性能好，有要求功能齊全；同時還要求DCS系統能夠提供豐富的故障信息指南。

    另外，工廠為了確保系統穩定、連續運行，對冗余技術也提出了較高的要求，對控制模塊的冗余，以及I/O模塊的冗余都提出了很高的要求。這項要求也是雙環科技公司非常重視的。在選擇控制系統時雙環共考察了7家公司，選型時有一個基本考慮就是要實現容錯控制，容錯控制是在系統發生問題的時候，用戶層可以實現容錯，小問題可以跳過去。考察結果霍尼韋爾的產品在這方面具有一定的優勢。

    實際上，在改造完成的實際裝置中，煤氣化裝置和凈化裝置分別采用了兩套完全獨立的TPS系統，共有約3900個I/O點，其中煤氣化裝置有11臺GUS、4臺HPM，凈化裝置及冷凍站配有5臺GUS、2臺HPM，其功能包括實時數據采集、常規控制、邏輯控制和順序控制。

    精誠合作

    通過項目實施中這幾年的合作，雙環人認為：選擇一個真正適合項目特點的控制系統和具有較強工程能力的合作團隊，是保證項目成功的關鍵。這也是雙環“油改煤”項目所積累的成功經驗。即項目成功不僅要靠產品好，還要求團隊具有綜合實力。殼牌粉煤氣化技術項目中，最關鍵的部分是自控系統。“油改煤”能夠成功，并保證將來能夠長期穩定、可靠的運行是靠優秀的控制系統來支撐的。正是霍尼韋爾公司做到了以上各點，在項目中為雙環公司提供了非常好的DCS控制設備以及非常好的工程組態服務。

    由于良好的合作氛圍和密切的合作，在整個方案的實施過程中，雙環和霍尼韋爾公司充分發揮了系統的最佳性能，使整個系統控制穩定、準確、快速，而且操作簡潔、明快。項目成功后，雙環人非常自豪的認為：雙環“油改煤”工程的整個控制系統是很成功的，既便不說是世界一流，在整個行業內也是相當成功的；霍尼韋爾提供的解決方案比較全面，能解決所有問題并能夠完全適用于項目。

    霍尼韋爾過程控制部在過程控制領域擁有30多年的經驗，自1974年首次推出離散式控制系統（DCS）技術以來，已在全球安裝了11000多套自動化系統，總價值達到150億美元。霍尼韋爾在中國石油和石化行業也具有非常高的知名度，許多石油和石化裝置安裝了霍尼韋爾DCS系統，但是殼牌卻是他們遇到的非常特殊的用戶。

    以前霍尼韋爾的工程技術人員做過多套DCS組態，但對于殼牌這套非常復雜的系統，工程人員曾經考慮如何才能實現這么復雜的功能。沒有想到的是，霍尼韋爾的控制系統開發的非常成功，因此提供了一個非常好的平臺，具有豐富的功能和許多專用模塊，雖然在一般石化項目上這些功能還用不上，出現功能閑置，但一旦需要即可針對問題輕而易舉的搭建成功，并滿足所有的需求。殼牌的粉煤氣化技術充分調動起了霍尼韋爾控制系統的功能，也從一個側面證明了霍尼韋爾的控制系統是開發的非常成功的，可以完成更復雜的控制要求。

    前程似錦

    隨著油價的飆升，2006年第一季度雙環共虧損5000萬元，每月虧損接近2000萬元，如果繼續虧損下去，工廠面臨倒閉的危險。“油改煤”工程成功后，使雙環廠發生了起死回生的轉變，主要是煤氣化工藝為工廠實現了成本的大幅度節約，與原來使用重油相比，每天可節約成本109萬元，給工廠帶來極大的效益。繼雙環公司4月份虧損1000萬元后，5月份即實現盈虧持平，6月份轉為盈利。“油改煤”工程的成功，使雙環徹底扭轉了因石油漲價而陷入的經營困境，從根本上提升了企業的核心競爭力和抵御市場風險的能力。

    雙環所節約的成本主要體現在兩個方面，首先是原油和煤的價格差是一個主要因素。其次，原來用重油作原料會生成炭黑水，這是一種很難回收利用的污染水，因為難以處理，所以每年需要支付一筆非常可觀的排污費，還會對環境造成污染；煤氣化工藝基本可以做到污水的零排放，即水經過處理后可以回收使用，灰渣可以作為副產品出售，是一種良好的建筑材料；由此可見，在進行了“油改煤”后，在環保方面從原來的需要支付費用變成獲得收入。

    雙環“油改煤”工程的項目總投資達到7億多元，其中煤氣化部分的投資為4.1億元，工廠估計經過2～3年的時間，可以收回全部投資。

    另外，一次成功的合作也為雙環和霍尼韋爾形成戰略聯盟的設想奠定了基礎，使雙環和霍尼韋爾都找到了另一條生財之道。雙方除了可以進一步對項目進行挖潛改造外，還打算發揮兩家的優勢，為國內需要進行“油改煤”項目的廠家提供服務。目前，國內有非常多的煤氣化項目陸續上馬，雙環想利用這次的成功經驗作為技術支撐，與霍尼韋爾聯合起來形成一個戰略聯盟，為其他公司以及煤氣化裝置項目提供各方面的服務，如開車等的支持。