我國能源形勢與石化工業(yè)節(jié)能分析

1、石化工業(yè)節(jié)能技術(shù)講座 能源管理與節(jié)能（監(jiān)測）研究中心 主任 電話： 傳真：0 E-mail：1講 課 內(nèi) 容第一部分 能源形勢與石化工業(yè)節(jié)能潛力第二部分 節(jié)能原理與方法第三部分 石化企業(yè)節(jié)能技術(shù)2第一部分我國能源形勢與石化工業(yè)節(jié)能潛力 主講人：尹 洪 超 大連理工大學 能源與動力學院 教授 博導(dǎo) 能源管理與節(jié)能（監(jiān)測）研究中心 主任 熱力工程與節(jié)能設(shè)計研究所 所長 電話： 傳真：0 E-mail：3講 課 內(nèi) 容 一、我國能源形勢二、石化工業(yè)節(jié)能的戰(zhàn)略地位三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力四、“十一五”十大重點節(jié)能工程4一、我國能源形勢（一）能源供需現(xiàn)狀（二）未來20年我國能源形勢（三）能源利用現(xiàn)狀（

2、四）我國能源政策 5（一）能源供需現(xiàn)狀 我國資源總量和人均資源量都嚴重不足。 資源總量： 我國石油儲量僅占世界的1.8%，天然氣占0.7%，鐵礦石不足9%，銅礦不足5%，鉛礦不足2%。 人均資源： 我國 與世界平均水平對比 礦產(chǎn) 1/2耕地、草地 1/3 水 1/4 森林 1/5能源占有量 1/7石油占有量 1/106（一）能源供需現(xiàn)狀圖1 中國與世界的人均能源占有量對比 7（一）能源供需現(xiàn)狀 能源消費增長速度驚人，從1990年到2001年： 石油消耗量增長 100% 天然氣增長 92% 銅增長 189% 鉛增長 380% 鋅增長 311% 十種有色金屬增長 276% 我國能源消費總量已經(jīng)位居

3、世界第二，約占世界能源消費總量的11。 8（一）能源供需現(xiàn)狀9（二）未來20年我國能源形勢 2020年一次能源需求約2230億噸標準煤，其中石油4.35.2億噸，煤炭2124億噸，比2000年增加70%130% 2020年用電需求將達4.2萬億千瓦時，發(fā)電裝機容量達9億千瓦，比2000年增長1.8倍 能源需求的大幅增長，勢必大大提高對石油進口的依存度，并給環(huán)境帶來巨大的壓力。僅以石油消費量低方案計算（即4.5億噸），2020年需要進口石油2.5億-2.7億噸，屆時石油對外依存度將達到56%-60% 10（三）能源利用現(xiàn)狀 我國在資源利用上仍處于粗放型增長階段。中國 11.5 每噸標準煤產(chǎn)出率，

4、我國相當于美國的29.6%，歐盟的16.8%。日本的10.3%。 圖2 單位GDP產(chǎn)出能耗量對比 11（三）能源利用現(xiàn)狀 我國能源消費存在極大的浪費現(xiàn)象，整體能源利用效率約31%，與世界先進水平的52%(日本)還有很大距離；如考慮能源開采效率(32%)，即能源系統(tǒng)總效率僅為10.3%，不到發(fā)達國家一半。 以此估算，我國目前能源浪費達每年2.8億噸標準煤。 如不改變能源低效利用的現(xiàn)實 到2020年此項浪費將達每年4億噸標準煤 多排放CO2達2.56億噸、SO2達720萬噸 這樣的環(huán)境污染是我國和國際社會都難以接受的。 12（三）能源利用現(xiàn)狀 圖3 中國與日本整體能源利用效率對比 13（四）我國能

5、源政策 我國政府將能源政策確定為： 資源節(jié)約和開發(fā)并舉，把節(jié)約放在首位 2004年6月能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（2004 2020年）提出： 堅持把節(jié)約能源放在首位，實行全面、嚴格的節(jié)約 能源制度和措施，顯著提高能源的利用效率 2004年11月，國家發(fā)改委印發(fā)了關(guān)于節(jié)能中長 期發(fā)展專項規(guī)劃，首次把節(jié)能作為專門的規(guī)劃 今年又提出了節(jié)能重點領(lǐng)域和十大重點節(jié)能工程 制定了“十一五”十大重點節(jié)能工程實施方案14（四）我國能源政策 從能源利用方面看，我國能源消費集中在工業(yè)部門，其中化工、冶金和建材等8個高耗能工業(yè)行業(yè)的能源消費占工業(yè)部門能耗總量的73%，而其單位產(chǎn)品能耗平均比世界先進水平高47%。 因此，

6、我國節(jié)能的主要潛力在電力、高耗能工業(yè)部門和各種低溫余熱的開發(fā)利用等工程應(yīng)用領(lǐng)域。 15（四）我國能源政策 圖4 中國與世界單位產(chǎn)品能耗對比 16二、石化工業(yè)節(jié)能的戰(zhàn)略地位 進入新的世紀，我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的勢頭仍將繼續(xù)；國民經(jīng)濟對石油及其產(chǎn)品的需求也會相應(yīng)快速增長。 2000年，我國原油消耗2.2億噸，（自產(chǎn)1.62億噸，凈進口6千萬噸）；國內(nèi)加工2.02億噸，占92%，（加工能力2.7億噸/年，開工率75%）。 預(yù)計到2010年，我國原油需求量將達到2.9億噸，(進口原油將占4成以上)。按照同樣的加工率和開工率估算，2010年我國原油加工能力應(yīng)達到3.5億噸/年。 這就是說，今后6年，我國

7、還要新增8千萬噸/年的原油加工能力；因此我們還面臨著是否仍然“先搶時間建成新裝置、擴大產(chǎn)量，等流程定型了，再來抓節(jié)能改造”的戰(zhàn)略抉擇。 17二、石化工業(yè)節(jié)能的戰(zhàn)略地位 過去十年許多煉油廠新建裝置和擴產(chǎn)項目中，往往前期工作匆忙而浮淺，并且常常服從于領(lǐng)導(dǎo)意圖及其它非經(jīng)濟因素的考慮，等待審批時間卻拖得很長，一旦批下來后給設(shè)計和施工留下的時間又極其緊迫，這也是總體規(guī)劃方案中缺乏能量綜合優(yōu)化統(tǒng)籌考慮的重要原因。 另一個原因是一些企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)認為“新裝置不斷在建，等流程基本定型了再考慮全面節(jié)能規(guī)劃”。 結(jié)果新建項目需要熱量就建加熱爐、或要蒸汽而增加鍋爐，需要電就上發(fā)電機組或者變壓器增容外購，較少考慮與現(xiàn)有系統(tǒng)

8、的熱集成匹配。 現(xiàn)有裝置和系統(tǒng)的節(jié)能改造也一拖再拖。以至不斷擴建，能耗不斷增加。新裝置投產(chǎn)幾年之后再來做節(jié)能改造；經(jīng)濟效益的損失，是數(shù)以十億元計的。 我們應(yīng)該吸取這些教訓，再不能把擴產(chǎn)同節(jié)能這兩件并行不悖的事分割、對立起來，浪費資材、損失效益了。 18三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 19三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 我國煉油廠的節(jié)能工作從七十年代末至八十年代，取得了巨大的進展；煉油能耗從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%。其中常壓蒸餾裝置從28 kgEO/t降低到了13 kgEO/t左右，降低了一半以上。 但在90年代以來，中國的煉

9、油企業(yè)競相抓煉油廠的擴建、深加工和加工多種原油的裝置配套工作，煉油廠節(jié)能工作相對來說沒有得到重視。2001年，在二次加工比例有所增大情況下，全國煉油能耗為85.9 kgEO/t，比1988年增加了24%。20三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 應(yīng)當承認，我國現(xiàn)有煉油加工與國外先進水平還有相當差距。從煉油裝置來說，除了蒸餾裝置與國際先進水平差距不是太大以外，其他裝置特別是催化裂化裝置、延遲焦化裝置，以及重整裝置和潤滑油裝置潛力也相當大，無論跟國外的先進水平相比,還是從國內(nèi)的先進落后比較來看都是如此，參見下表21三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 國內(nèi)煉油裝置能耗比較 就整個煉油能耗來說，同國外先進的煉油廠相比，

10、我國噸原油能耗大致還高1020公斤標油左右，所以不能說我們國家的煉油能耗達到了國際先進水平。22三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力按照認為我國原油加工能耗比國外先進水平高15kgEO/t的觀點，以2000年2億t/a加工量計，節(jié)能的潛力是300萬噸標油/年，經(jīng)濟效益則至少40-50億元/年。23三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 單因能耗 指按照每個裝置的能耗同原油蒸餾裝置能耗的比例制定一個“能耗系數(shù)”，同時按照各裝置的加工量占原油總加工量的比例，來計算整個煉廠的“能量因數(shù)”?！皢我蚰芎摹本褪菃挝荒芰恳驍?shù)的煉油能耗。 在80年代通過評比來推動節(jié)能工作的時候,單因能耗的指標對于促進我國練廠節(jié)能起到了重要的作用。

11、 但是，裝置的“能耗系數(shù)”是應(yīng)當隨著若干因素的變化而及時調(diào)整的；而從80年代規(guī)定能耗系數(shù)指標以來，一直沒有修改。此外，“單因能耗”只考慮了對裝置構(gòu)成因素對能耗的修正，沒有考慮系統(tǒng)能耗的影響，所以也并不全面。因此，不宜由單因能耗的數(shù)據(jù)得出我國煉油能量利用已經(jīng)很先進的結(jié)論。24三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 衡量節(jié)能的標準 不能簡單的認為節(jié)能工作越深入投資效益就降低。 節(jié)能的合理限度是技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化，即看實現(xiàn)先進的能耗指標所付出的經(jīng)濟代價是否合理。 科技進步，價格變化。 1973年前，原油每桶1美元，加熱爐排煙溫度400 C；原油每桶10美元時，投資改造對流段把加熱爐排煙溫度降到250oC合算；原油每桶

12、20-30美元，合理的加熱爐排煙溫度是160oC左右。原油每桶60-70美元？ 事實證明，最近幾年，許多煉油廠節(jié)能項目的投資內(nèi)部收益率在3050，甚至更高，遠遠超過新建裝置投資的內(nèi)部收益率。25三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 技術(shù)經(jīng)濟的規(guī)律 我國能源的價格與國際市場基本上接近，在某些地區(qū)的電價甚至更高，但是我們的設(shè)備的價格，特別是節(jié)能改造所需的化工設(shè)備像換熱器、管道、普通機泵等的價格還遠低于國外市場的價格。 此外，我國的人工費用也便宜。 所以，在同樣裝置組成和同樣的加工條件下，我國煉廠的能耗應(yīng)該比國外低；因而我們付出同樣多的設(shè)備和人工費用的投資所節(jié)約的能源應(yīng)比國外多；這才符合技術(shù)經(jīng)濟的規(guī)律。 說中

13、國煉油廠節(jié)能過分是不符合經(jīng)濟規(guī)律的。26三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 低溫熱利用 過剩的低溫熱來源于高品位能，用能不匹配。 目前在我國煉油廠中還有大量低溫熱阱尚未得到充分利用，例如發(fā)生蒸汽用的脫鹽水和原水的預(yù)熱，乃至除氧水的預(yù)熱，還有生活、采暖用熱，儲罐、管線保溫伴熱用熱。 這些熱阱目前大部分還是在消耗1.0MPa蒸汽。把它們利用起來，在全廠范圍作優(yōu)化匹配，低溫熱利用是大有所為的。27三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 蒸汽動力系統(tǒng) 蒸汽動力系統(tǒng)是在80年代節(jié)能工作當中沒有系統(tǒng)和完整地抓的一個節(jié)能的潛力。 普遍存在的問題是，機組小而陳舊、發(fā)電油耗和成本高、聯(lián)產(chǎn)效率低、對汽/電需求變化適應(yīng)性差，冬季減溫減

14、壓、夏季低壓汽放空現(xiàn)象程度不同地存在。對南、北方十余個煉廠調(diào)查表明，蒸汽動力系統(tǒng)的優(yōu)化大約會占我國煉油廠節(jié)能的潛力的三分之一以上。28三、我國石化工業(yè)的節(jié)能潛力 綜上所述，我國現(xiàn)有石化企業(yè)的節(jié)能潛力還是很大的。 石化節(jié)能工作任重而道遠：節(jié)約資源是我國的一項基本國策2010年單位GDP能耗比2005年降低20%左右建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)戰(zhàn)略任務(wù)節(jié)能指標成為企業(yè)/社會發(fā)展的約束性指標石化企業(yè)是節(jié)能的重點領(lǐng)域29四、“十一五”十大重點節(jié)能工程 節(jié)約和替代石油工程 燃煤工業(yè)鍋爐（窯爐）改造工程 區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)工程 余熱余壓利用工程 電機系統(tǒng)節(jié)能工程 能量系統(tǒng)優(yōu)化工程 建筑節(jié)能工程 綠色照明工程

15、政府機構(gòu)節(jié)能工程 節(jié)能監(jiān)測和技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)工程 30四、“十一五”十大重點節(jié)能工程 以提高能源效率和建立節(jié)能長效機制為重點 充分發(fā)揮節(jié)能政策導(dǎo)向和市場機制作用 財政資金補助支持 引導(dǎo)社會資金投入 實行投資多元化 融資渠道多樣化 創(chuàng)建一批高能效企業(yè) 31（一）節(jié)約和替代石油工程 石油石化行業(yè)節(jié)代油工程 交通運輸及清潔燃料節(jié)代油工程 建筑行業(yè)節(jié)代油工程 化工行業(yè)節(jié)代油工程 其他行業(yè)節(jié)代油工程 32（二）燃煤工業(yè)鍋爐（窯爐）改造工程 工業(yè)鍋爐（加熱爐） 工業(yè)窯爐 采用高效燃煤工業(yè)鍋爐改造 提高鍋爐房整體運行效率 發(fā)展鍋爐專用煤集中加工 水泥窯綜合節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用 推廣節(jié)能型隧道窯和輪窯 冶金窯爐節(jié)能

16、改造33（三）區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)工程 用熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱為主的方式代 替城市燃煤供熱小鍋爐 工業(yè)區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)改造 有條件的地區(qū)建設(shè)天然氣分布式熱 電冷聯(lián)供工程 秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)示范 34（四）余熱余壓利用工程 冶金行業(yè) 煤炭行業(yè) 建材行業(yè) 大中型鋼鐵氣節(jié)余熱余壓技術(shù)改造 大中型有色冶金企業(yè)推廣余熱回收技術(shù) 研發(fā)推廣煤層氣技術(shù) 煤礦瓦斯綜合治理與利用工程 日產(chǎn)2000噸以上新型干法水泥生產(chǎn)線余熱 發(fā)電改造 推廣低溫余熱發(fā)電、余熱制冷設(shè)備等35（四）余熱余壓利用工程 石油、化工行業(yè) 紡織行業(yè) 在紡織工業(yè)集中的城市，建設(shè)節(jié)能型紡織工業(yè)園區(qū) 獨立焦化廠煤氣制甲醇工程、發(fā)電工程 大中型合成氨、制堿余熱利用、黃磷尾 氣回收利用等 煉油、石化裝置余熱利用 36（五）電機系統(tǒng)節(jié)能工程 發(fā)展高效節(jié)能電機及節(jié)能產(chǎn)品 更新低效電動機和高耗電設(shè)備 提高電機系統(tǒng)能源利用效率 37（六）能量系統(tǒng)優(yōu)化工程 煉油廠能量梯級利用和節(jié)能技術(shù)總成 乙烯廠能量梯級利用和節(jié)能技術(shù)總成 合成氨廠