石化企業(yè)消耗的能源介質(zhì)主要包括水、電、蒸汽、風(fēng)、燃料油等，排放主要包括廢水、廢氣、廢渣等“三廢”（見(jiàn)圖1）。在油價(jià)高企的情況下，石化企業(yè)的生產(chǎn)成本不斷增加，而且環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展受到各界的廣泛關(guān)注。因此，節(jié)能減排已成為企業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)，直接關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展。
石化產(chǎn)業(yè)屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，需結(jié)合國(guó)家節(jié)能減排的總目標(biāo)和石化行業(yè)特點(diǎn)，做好節(jié)能減排工作。要對(duì)照國(guó)際先進(jìn)水平，尋找每家企業(yè)的差距；對(duì)比能源消耗高低，找準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差距。
1 利用信息化促進(jìn)節(jié)能減排的應(yīng)用概述
在大型石化企業(yè)，節(jié)能減排是日常工作的一個(gè)重點(diǎn)，而信息技術(shù)作為助力節(jié)能減排的重要措施和手段，可為節(jié)能減排提供信息技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能耗、排放數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確、完整的采集，為優(yōu)化生產(chǎn)方案，動(dòng)態(tài)跟蹤生產(chǎn)運(yùn)行，監(jiān)控生產(chǎn)能耗，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題提供支撐，并將節(jié)能減排列入考核指標(biāo)，使其與企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)相結(jié)合。
在煉化生產(chǎn)企業(yè)層面，流程模擬、先進(jìn)控制、管網(wǎng)優(yōu)化、生產(chǎn)執(zhí)行等系統(tǒng)在煉化企業(yè)的全面推進(jìn)，正逐步形成包括計(jì)劃優(yōu)化、用能模擬、在線(xiàn)控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)等功能在內(nèi)的能源管理體系框架，并逐步形成閉環(huán)的能源管理模式：①計(jì)劃優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)編制最優(yōu)的用能計(jì)劃；②用能模擬，通過(guò)模擬測(cè)算，得出可執(zhí)行、可操作的用能方案；③在線(xiàn)控制，通過(guò)先進(jìn)控制，使節(jié)能方案得以執(zhí)行，并進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化；④實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)用能執(zhí)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；⑤統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，對(duì)用能結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)方向。
流程模擬已在多家煉化生產(chǎn)企業(yè)的主要裝置上進(jìn)行了建模和優(yōu)化，涉及的領(lǐng)域包括：煉油、化工、塑料、化纖、橡膠、化肥等，實(shí)現(xiàn)為企業(yè)降本增效。例如，某企業(yè)焦化裝置通過(guò)提高蠟油循環(huán)量，充分利用高溫位熱源加熱原料渣油，經(jīng)過(guò)逐級(jí)換熱，原料渣油進(jìn)入分餾塔的溫度可由280℃提升至300℃，進(jìn)入分餾塔溫度升高，循環(huán)比下降，降低了加熱爐瓦斯消耗，瓦斯單耗下降1.54標(biāo)準(zhǔn)立方米/噸，降低能耗58.2兆焦/噸。通過(guò)模擬優(yōu)化調(diào)整后，蠟油回流和柴油回流取熱比例有較大變化，分別上升5.43個(gè)百分點(diǎn)及下降5.69個(gè)百分點(diǎn)。蠟油及中段回流增加后，自產(chǎn)的1.0MPa蒸汽由平均8.8噸/小時(shí)上升559.8噸/小時(shí)，全年可節(jié)約蒸汽8760噸，能耗可降低27.87兆焦/噸。
先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用是信息化技術(shù)在生產(chǎn)裝置級(jí)的應(yīng)用，目前大部分煉化企業(yè)的主要裝置實(shí)施了先進(jìn)控制（如APC）。例如某企業(yè)2#焦化先進(jìn)控制器投用以后，加熱爐氧含量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)偏差得到有效降低，控制器可將煙氣氧含量控制在工藝指標(biāo)下限附近，并降低了煙氣換熱后溫度，從而降低了加熱爐的能耗，提高了加熱爐熱效率?？刂破魍队们昂鬆t效率對(duì)比結(jié)果為：加熱爐熱效率增加0.66%，相應(yīng)瓦斯耗量下降0.66%。根據(jù)裝置瓦斯正常單耗0.20千克/噸原料測(cè)算，投用后每年可節(jié)省瓦斯158噸。
2 信息化促進(jìn)節(jié)能減排的方案
“十二五”期間，石化企業(yè)應(yīng)該繼續(xù)堅(jiān)持“兩化融合”的方針，引進(jìn)吸收國(guó)內(nèi)外利用信息化促進(jìn)節(jié)能減排的成功經(jīng)驗(yàn)，利用數(shù)采、優(yōu)化、模擬、監(jiān)控等信息技術(shù)，分層次建立上、中、下游一體化的節(jié)能減排信息系統(tǒng)，具體參見(jiàn)圖2。
對(duì)于大型石化企業(yè)，建議在集團(tuán)總部層面基于現(xiàn)有的信息平臺(tái)建立能源管理中心；在集團(tuán)總部建立集團(tuán)化的專(zhuān)業(yè)管理體系，利用能耗對(duì)標(biāo)、統(tǒng)計(jì)分析及系統(tǒng)優(yōu)化持續(xù)降低能源成本，集中高效地提升能源管理水平；在企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行層面，完善集團(tuán)總部對(duì)企業(yè)用能網(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)監(jiān)管，有效監(jiān)控、提高能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。
1）總部級(jí)能源管理中心
在大型石化企業(yè)建設(shè)總部級(jí)的能源管理中心是為了加快推進(jìn)工業(yè)化和信息化的融合，進(jìn)一步提高石化企業(yè)能源管理水平及能源利用效率，促使石化企業(yè)用能由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，為深入開(kāi)展工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能減排工作奠定基礎(chǔ)。
在大型石化企業(yè)集團(tuán)總部層面，結(jié)合目前的信息化系統(tǒng)，可以建立面向油田勘探開(kāi)發(fā)、原油采購(gòu)、煉化生產(chǎn)、原油和成品油管輸配送等業(yè)務(wù)的總部級(jí)能源管理中心，實(shí)現(xiàn)能源計(jì)劃、能源運(yùn)行監(jiān)控、能源統(tǒng)計(jì)分析、能源評(píng)價(jià)考核對(duì)標(biāo)、能源設(shè)施儀表健康管理、節(jié)能項(xiàng)目管理、能源審計(jì)監(jiān)察、HSE管理等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有企事業(yè)單位的能源產(chǎn)（購(gòu)）耗（銷(xiāo)）數(shù)據(jù)和能源設(shè)施數(shù)據(jù)的集成采集管理，為集團(tuán)總部的能源管理、監(jiān)控、預(yù)警、分析和評(píng)價(jià)提供支持。
2）集團(tuán)專(zhuān)業(yè)管理
吸收引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的數(shù)采、優(yōu)化、模擬、監(jiān)控等信息技術(shù)，構(gòu)建集團(tuán)級(jí)的公用工程專(zhuān)業(yè)管理系統(tǒng)，涵蓋能耗的指標(biāo)體系和考核體系指標(biāo)管理、能耗計(jì)劃、能耗統(tǒng)計(jì)分析、用能點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè)等功能，完善總部對(duì)企業(yè)用能網(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)監(jiān)管，加強(qiáng)對(duì)異常狀況的預(yù)報(bào)警；實(shí)現(xiàn)能源集中管控、能源趨勢(shì)的科學(xué)預(yù)測(cè)、能源高效利用以及能量運(yùn)行的可視化管理，為總部各部門(mén)能源管理提供支撐。
3）生產(chǎn)執(zhí)行層面
在生產(chǎn)企業(yè)層面，許多企業(yè)已建立了完善的企業(yè)生產(chǎn)信息平臺(tái)，如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、蒸汽管網(wǎng)及生產(chǎn)執(zhí)行等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以提供較為豐富及實(shí)時(shí)的能源消耗數(shù)據(jù)，因此可以基于已有的信息平臺(tái)建立企業(yè)能源管理系統(tǒng)。系統(tǒng)可以包括能源需求管理、能源計(jì)劃管理、用能綜合優(yōu)化利用、能源生產(chǎn)管理、能源系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、能源采購(gòu)銷(xiāo)售管理、能源消耗管理、能源平衡統(tǒng)計(jì)分析、評(píng)價(jià)考核對(duì)標(biāo)、能源設(shè)施儀表健康管理、節(jié)能項(xiàng)目管理、能源審計(jì)監(jiān)察、HSE和應(yīng)急管理等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)本企業(yè)的能源產(chǎn)（購(gòu)）耗（銷(xiāo)）數(shù)據(jù)和能源設(shè)施數(shù)據(jù)集成采集管理，為企業(yè)的能源管理、優(yōu)化、監(jiān)控、預(yù)警、分析和評(píng)價(jià)提供支持。
企業(yè)能源管理系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)用能設(shè)備的評(píng)價(jià)分析，由宏觀(guān)用能評(píng)價(jià)向微觀(guān)用能指導(dǎo)邁進(jìn)；利用構(gòu)建的水資源優(yōu)化、蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化等模型，優(yōu)化調(diào)配能量生產(chǎn)和消耗；進(jìn)一步完善節(jié)能減排基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，加大污水、廢氣、能源工質(zhì)方面在線(xiàn)儀表的投入，做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集工作，對(duì)用能點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)各種不同的方式進(jìn)行采集、跟蹤，提升監(jiān)控水平；通過(guò)在線(xiàn)數(shù)據(jù)及離線(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取，對(duì)用能超差進(jìn)行預(yù)報(bào)警，強(qiáng)化企業(yè)層面能源管理應(yīng)用系統(tǒng)的集成，通過(guò)管控一體化實(shí)現(xiàn)能量運(yùn)行的可視化管理。
3 結(jié)語(yǔ)
1）石化企業(yè)節(jié)能減排是一個(gè)大型系統(tǒng)工程，涉及油氣勘探、煉油生產(chǎn)、化工生產(chǎn)、成品油銷(xiāo)售等多個(gè)板塊，人盯人防的方式已不適應(yīng)現(xiàn)階段節(jié)能減排的工作要求，信息技術(shù)是支撐節(jié)能減排工作的有效途徑。因此，石化企業(yè)必須利用信息化與工業(yè)化融合，緊密?chē)@“資源、市場(chǎng)、一體化、國(guó)際化”發(fā)展戰(zhàn)略，建立起石化特色突出、集中集成、一體化的信息系統(tǒng)，在節(jié)能減排的同時(shí)提升企業(yè)效益。
2）借鑒國(guó)外先進(jìn)石油化工企業(yè)在能源優(yōu)化、節(jié)能減排等方面的最佳實(shí)踐，優(yōu)化提升管理模式，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外專(zhuān)業(yè)技術(shù)、建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、在業(yè)務(wù)模式和集成技術(shù)方面自主創(chuàng)新，確保系統(tǒng)的先進(jìn)性和適用性。