“難”則思變

    眾所周知，由于中東地區(qū)局勢的不穩(wěn)定發(fā)展，全球油價屢創(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)。中國的原油儲量并不豐富，而且隨著改革開放和經(jīng)濟建設(shè)進程的不斷深入，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(huán)科技股份有限公司是國有大型上市公司。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，國際油價受各種因素影響，已出現(xiàn)攀升勢頭。而且當(dāng)時重油基本靠國內(nèi)比較大的煉油廠供應(yīng)，但國內(nèi)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(zhì)量也非常差。原料問題成為公司生產(chǎn)的一個瓶頸，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為，雖然原料重油的供應(yīng)出現(xiàn)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(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)保方面都面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。

    雙環(huán)在進行“煤改油”調(diào)查時，國內(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，污染比較嚴重，在目前國內(nèi)比較注重環(huán)保的情況下，后期的處理費用會比較高。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)接觸這項技術(shù)時，粉煤氣化技術(shù)還沒有真正意義上的商業(yè)化裝置，僅在荷蘭有一家實驗工廠，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)備也相對簡單。但通過考察雙環(huán)認為殼牌粉煤氣化技術(shù)的工藝理論相對比較成熟，而且如果實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其最大的優(yōu)勢是對煤的品質(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，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(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。當(dāng)時雖然雙環(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，但如果項目要成功的用于工業(yè)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(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)用于實際的工業(yè)裝置還是具有相當(dāng)大的難度，因為系統(tǒng)的自動化程度非常高，過程非常復(fù)雜，安全性要求非常高，控制中稍微出現(xiàn)一點差錯，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，因此對工程控制系統(tǒng)的要求也很高。一方面對控制設(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)運行，對冗余技術(shù)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(huán)科技公司非常重視的。在選擇控制系統(tǒng)時雙環(huán)共考察了7家公司，選型時有一個基本考慮就是要實現(xiàn)容錯控制，容錯控制是在系統(tǒng)發(fā)生問題的時候，用戶層可以實現(xiàn)容錯，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。

    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(tǒng)，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(shù)據(jù)采集、常規(guī)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(huán)人認為：選擇一個真正適合項目特點的控制系統(tǒng)和具有較強工程能力的合作團隊，是保證項目成功的關(guān)鍵。這也是雙環(huán)“油改煤”項目所積累的成功經(jīng)驗。即項目成功不僅要靠產(chǎn)品好，還要求團隊具有綜合實力。殼牌粉煤氣化技術(shù)項目中，最關(guān)鍵的部分是自控系統(tǒng)。“油改煤”能夠成功，并保證將來能夠長期穩(wěn)定、可靠的運行是靠優(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，在項目中為雙環(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，在整個方案的實施過程中，雙環(huán)和霍尼韋爾公司充分發(fā)揮了系統(tǒng)的最佳性能，使整個系統(tǒng)控制穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速，而且操作簡潔、明快。項目成功后，雙環(huán)人非常自豪的認為：雙環(huán)“油改煤”工程的整個控制系統(tǒng)是很成功的，既便不說是世界一流，在整個行業(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，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多套自動化系統(tǒng)，總價值達到150億美元。霍尼韋爾在中國石油和石化行業(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(xiàn)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(shù)充分調(diào)動起了霍尼韋爾控制系統(tǒng)的功能，也從一個側(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。“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)了因石油漲價而陷入的經(jīng)營困境，從根本上提升了企業(yè)的核心競爭力和抵御市場風(fēng)險的能力。

    雙環(huán)所節(jié)約的成本主要體現(xiàn)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(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，在進行了“油改煤”后，在環(huán)保方面從原來的需要支付費用變成獲得收入。

    雙環(huán)“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(jīng)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(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(fā)揮兩家的優(yōu)勢，為國內(nèi)需要進行“油改煤”項目的廠家提供服務(wù)。目前，國內(nèi)有非常多的煤氣化項目陸續(xù)上馬，雙環(huán)想利用這次的成功經(jīng)驗作為技術(shù)支撐，與霍尼韋爾聯(lián)合起來形成一個戰(zhàn)略聯(lián)盟，為其他公司以及煤氣化裝置項目提供各方面的服務(wù)，如開車等的支持。