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    “難”則思變

    眾所周知，由于中東地區(qū)局勢(shì)的不穩(wěn)定發(fā)展，全球油價(jià)屢創(chuàng)新高，造成全球性原材料供給緊張，尤其化工企業(yè)遭到重創(chuàng)。中國(guó)的原油儲(chǔ)量并不豐富，而且隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程的不斷深入，更突顯了原油及其產(chǎn)品供給緊張的局面。雖然中國(guó)擁有豐富的煤炭?jī)?chǔ)量，但煤作為化工原料，其使用和后期處理的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過油。

    湖北雙環(huán)科技股份有限公司是國(guó)有大型上市公司。公司主要產(chǎn)品為 61萬t/a純堿、61萬t/a氯化銨、20萬t/a重質(zhì)堿，還生產(chǎn)燒堿、氯加工產(chǎn)品、工業(yè)氯化銨、工業(yè)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(lián)堿生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品暢銷海內(nèi)外。

    生產(chǎn)這些產(chǎn)品需要大量原料重油。從上世紀(jì)90年代后期開始，國(guó)際油價(jià)受各種因素影響，已出現(xiàn)攀升勢(shì)頭。而且當(dāng)時(shí)重油基本靠國(guó)內(nèi)比較大的煉油廠供應(yīng)，但國(guó)內(nèi)幾大煉油廠已開始對(duì)重油進(jìn)行深加工，因此很難買到油，即使買到油質(zhì)量也非常差。原料問題成為公司生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸，如果再不改變，生產(chǎn)成本控制將非常困難，而且有可能影響公司未來的發(fā)展。“變”——將原料從重油改變?yōu)槊海惶岬搅斯镜淖h事日程中。

    尋求突破

    鑒于這種情況，雙環(huán)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(shù)人員尋找新的原料，并通過綜合性的考察認(rèn)為，雖然原料重油的供應(yīng)出現(xiàn)困難，但中國(guó)作為煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富的國(guó)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(shù)上存在一些難度，除了需要一次性的高額投資，后續(xù)的處理工藝，以及環(huán)保方面都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

    雙環(huán)在進(jìn)行“煤改油”調(diào)查時(shí)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)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(shù)。但是水煤漿技術(shù)的能耗高，污染比較嚴(yán)重，在目前國(guó)內(nèi)比較注重環(huán)保的情況下，后期的處理費(fèi)用會(huì)比較高。不符合雙環(huán)科技公司控制成本、注重未來發(fā)展的思路。

    這時(shí)殼牌的粉煤氣化技術(shù)引起了雙環(huán)的注意，雖然在雙環(huán)接觸這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，粉煤氣化技術(shù)還沒有真正意義上的商業(yè)化裝置，僅在荷蘭有一家實(shí)驗(yàn)工廠，是一家名為戴姆科勒的私人發(fā)電廠，而且發(fā)電廠不需要煤氣凈化裝置，設(shè)備也相對(duì)簡(jiǎn)單。但通過考察雙環(huán)認(rèn)為殼牌粉煤氣化技術(shù)的工藝?yán)碚撓鄬?duì)比較成熟，而且如果實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其最大的優(yōu)勢(shì)是對(duì)煤的品質(zhì)沒有要求，出渣率低，并且節(jié)能和環(huán)保。原來雙環(huán)使用重油作原料時(shí)，污水處理的難度比較大，每年需要支付一大筆排污費(fèi)。而粉煤氣化基本上做到了污水的零排放，即經(jīng)過處理后的水可以循環(huán)使用；系統(tǒng)的碳轉(zhuǎn)化率非常高，因此生成的灰渣質(zhì)量很好，可以作為副產(chǎn)品出售，制磚和鋪路。由此可以看出殼牌的粉煤氣化技術(shù)是具有發(fā)展?jié)摿Φ摹?br />
    背后故事

    就這樣，雙環(huán)在 “油改煤”工程中，選擇了殼牌的粉煤氣化技術(shù)，但是這種選擇也存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)時(shí)雖然雙環(huán)在工藝和控制方面有比較雄厚的技術(shù)沉淀，殼牌的工藝技術(shù)理論也是比較成熟的，但如果項(xiàng)目要成功的用于工業(yè)裝置，必須在控制方面尋找強(qiáng)勢(shì)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(tǒng)的公司后，霍尼韋爾（Honeywell）公司脫穎而出。

    雙環(huán)“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(shù)應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)裝置還是具有相當(dāng)大的難度，因?yàn)橄到y(tǒng)的自動(dòng)化程度非常高，過程非常復(fù)雜，安全性要求非常高，控制中稍微出現(xiàn)一點(diǎn)差錯(cuò)，就有可能導(dǎo)致過氧化物發(fā)生爆炸而危及人員和裝置的安全。

    由于裝置各監(jiān)控點(diǎn)間的邏輯關(guān)系和控制相當(dāng)復(fù)雜，安全性要求很高，因此對(duì)工程控制系統(tǒng)的要求也很高。一方面對(duì)控制設(shè)備的質(zhì)量和可靠性提出很高的要求，另一方面鑒于其控制系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)控制系統(tǒng)的功能與全面性也提出了很高要求。即要求系統(tǒng)性能好，有要求功能齊全；同時(shí)還要求DCS系統(tǒng)能夠提供豐富的故障信息指南。

    另外，工廠為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行，對(duì)冗余技術(shù)也提出了較高的要求，對(duì)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(xiàng)要求也是雙環(huán)科技公司非常重視的。在選擇控制系統(tǒng)時(shí)雙環(huán)共考察了7家公司，選型時(shí)有一個(gè)基本考慮就是要實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)控制，容錯(cuò)控制是在系統(tǒng)發(fā)生問題的時(shí)候，用戶層可以實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，小問題可以跳過去。考察結(jié)果霍尼韋爾的產(chǎn)品在這方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。

    實(shí)際上，在改造完成的實(shí)際裝置中，煤氣化裝置和凈化裝置分別采用了兩套完全獨(dú)立的TPS系統(tǒng)，共有約3900個(gè)I/O點(diǎn)，其中煤氣化裝置有11臺(tái)GUS、4臺(tái)HPM，凈化裝置及冷凍站配有5臺(tái)GUS、2臺(tái)HPM，其功能包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、常規(guī)控制、邏輯控制和順序控制。

    精誠(chéng)合作

    通過項(xiàng)目實(shí)施中這幾年的合作，雙環(huán)人認(rèn)為：選擇一個(gè)真正適合項(xiàng)目特點(diǎn)的控制系統(tǒng)和具有較強(qiáng)工程能力的合作團(tuán)隊(duì)，是保證項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。這也是雙環(huán)“油改煤”項(xiàng)目所積累的成功經(jīng)驗(yàn)。即項(xiàng)目成功不僅要靠產(chǎn)品好，還要求團(tuán)隊(duì)具有綜合實(shí)力。殼牌粉煤氣化技術(shù)項(xiàng)目中，最關(guān)鍵的部分是自控系統(tǒng)。“油改煤”能夠成功，并保證將來能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行是靠?jī)?yōu)秀的控制系統(tǒng)來支撐的。正是霍尼韋爾公司做到了以上各點(diǎn)，在項(xiàng)目中為雙環(huán)公司提供了非常好的DCS控制設(shè)備以及非常好的工程組態(tài)服務(wù)。

    由于良好的合作氛圍和密切的合作，在整個(gè)方案的實(shí)施過程中，雙環(huán)和霍尼韋爾公司充分發(fā)揮了系統(tǒng)的最佳性能，使整個(gè)系統(tǒng)控制穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速，而且操作簡(jiǎn)潔、明快。項(xiàng)目成功后，雙環(huán)人非常自豪的認(rèn)為：雙環(huán)“油改煤”工程的整個(gè)控制系統(tǒng)是很成功的，既便不說是世界一流，在整個(gè)行業(yè)內(nèi)也是相當(dāng)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(xiàng)目。

    霍尼韋爾過程控制部在過程控制領(lǐng)域擁有30多年的經(jīng)驗(yàn)，自1974年首次推出離散式控制系統(tǒng)（DCS）技術(shù)以來，已在全球安裝了11000多套自動(dòng)化系統(tǒng)，總價(jià)值達(dá)到150億美元。霍尼韋爾在中國(guó)石油和石化行業(yè)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(tǒng)，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(shù)人員做過多套DCS組態(tài)，但對(duì)于殼牌這套非常復(fù)雜的系統(tǒng)，工程人員曾經(jīng)考慮如何才能實(shí)現(xiàn)這么復(fù)雜的功能。沒有想到的是，霍尼韋爾的控制系統(tǒng)開發(fā)的非常成功，因此提供了一個(gè)非常好的平臺(tái)，具有豐富的功能和許多專用模塊，雖然在一般石化項(xiàng)目上這些功能還用不上，出現(xiàn)功能閑置，但一旦需要即可針對(duì)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(shù)充分調(diào)動(dòng)起了霍尼韋爾控制系統(tǒng)的功能，也從一個(gè)側(cè)面證明了霍尼韋爾的控制系統(tǒng)是開發(fā)的非常成功的，可以完成更復(fù)雜的控制要求。

    前程似錦

    隨著油價(jià)的飆升，2006年第一季度雙環(huán)共虧損5000萬元，每月虧損接近2000萬元，如果繼續(xù)虧損下去，工廠面臨倒閉的危險(xiǎn)。“油改煤”工程成功后，使雙環(huán)廠發(fā)生了起死回生的轉(zhuǎn)變，主要是煤氣化工藝為工廠實(shí)現(xiàn)了成本的大幅度節(jié)約，與原來使用重油相比，每天可節(jié)約成本109萬元，給工廠帶來極大的效益。繼雙環(huán)公司4月份虧損1000萬元后，5月份即實(shí)現(xiàn)盈虧持平，6月份轉(zhuǎn)為盈利。“油改煤”工程的成功，使雙環(huán)徹底扭轉(zhuǎn)了因石油漲價(jià)而陷入的經(jīng)營(yíng)困境，從根本上提升了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和抵御市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力。

    雙環(huán)所節(jié)約的成本主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先是原油和煤的價(jià)格差是一個(gè)主要因素。其次，原來用重油作原料會(huì)生成炭黑水，這是一種很難回收利用的污染水，因?yàn)殡y以處理，所以每年需要支付一筆非常可觀的排污費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)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(jīng)過處理后可以回收使用，灰渣可以作為副產(chǎn)品出售，是一種良好的建筑材料；由此可見，在進(jìn)行了“油改煤”后，在環(huán)保方面從原來的需要支付費(fèi)用變成獲得收入。

    雙環(huán)“油改煤”工程的項(xiàng)目總投資達(dá)到7億多元，其中煤氣化部分的投資為4.1億元，工廠估計(jì)經(jīng)過2～3年的時(shí)間，可以收回全部投資。

    另外，一次成功的合作也為雙環(huán)和霍尼韋爾形成戰(zhàn)略聯(lián)盟的設(shè)想奠定了基礎(chǔ)，使雙環(huán)和霍尼韋爾都找到了另一條生財(cái)之道。雙方除了可以進(jìn)一步對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行挖潛改造外，還打算發(fā)揮兩家的優(yōu)勢(shì)，為國(guó)內(nèi)需要進(jìn)行“油改煤”項(xiàng)目的廠家提供服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)有非常多的煤氣化項(xiàng)目陸續(xù)上馬，雙環(huán)想利用這次的成功經(jīng)驗(yàn)作為技術(shù)支撐，與霍尼韋爾聯(lián)合起來形成一個(gè)戰(zhàn)略聯(lián)盟，為其他公司以及煤氣化裝置項(xiàng)目提供各方面的服務(wù)，如開車等的支持。