《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》明确提出煤化工结构不合理、煤炭综合利用效率较低,必须综合提升区域煤炭清洁高效利用水平,这引起业界的高度关注。业内专家表示,落实《计划》目标,解决好我国用煤问题,包含两层意思:一是控好煤,即减少煤炭用量;二是用好煤,即实现煤炭清洁利用。
现代煤化工是清洁利用煤炭的一条较好途径。那么,已建成的煤化工项目是否实现了清洁生产?在节能减排和环境保护方面存在哪些问题?有哪些需要汲取的经验和教训?
可行性报告要“可行” 不可行性分析要重视
“煤化工前期准备非常重要,它决定着一个煤化工项目,甚至一个区域煤化工产业的成功与失败。煤化工的源头把控就是前期可研、工程技术设计、采购和施工建设等环节。这些环节把握不住,到后面就不好办了。”一家大型煤化工企业副总工程师黄新平在接受中国化工报记者独家采访时表示。黄新平长期在化工领域从事设计工作,后来又直接参与煤化工项目设计及工程管理,他提出了自己思考已久的观点:任何一个煤化工项目都是十分复杂的系统工程。就单个煤化工项目而言,除了项目本身复杂的装置系统外,外部环境甚至更为重要,项目选址、煤炭来源、运输能力、水资源、动力供应、市场等都要考虑周全。但其中有些因素往往不被重视,或者说重视程度不够。
黄新平说,项目选址要尽可能多地考虑到项目营运过程中对资源的便捷利用,比如选择在煤炭坑口附近,或水源附近,或离市场近一些等,这样利于节约资源、降低成本,也有利于节能减排。同时还要考虑到对社会资源的依托,这样不但可以节省占地、投资,也有利于引进和留住人才。
业内另一位专家告诉中国化工报记者,煤化工选址的确大有学问,但一些项目单位、甚至包括一些地方政府,在煤化工选址上论证不够充分、过于草率,造成日后项目营运过程中各种消耗过大,成本太高,困难重重。
中国化工报记者观察发现,选址问题甚至决定着项目的成败。记者了解到这样一个案例,某煤化工项目在建设一段时间后,不得已只好暂时停建,原因虽然是多方面的,但前期工作不到位、可研不充分是一个重要方面。这个项目需要从外省调入煤炭,实际消费市场与可研也有差距。基于这些原因,业主单位经再三考虑,让项目暂时停了下来,眼下处于欲上不能、欲罢不忍的两难境地。
黄新平说,煤化工虽是传统产业,但近些年发展起来的煤制烯烃、煤制天然气、煤制油、煤制芳烃、煤制乙二醇等现代煤化工则是新兴产业,由于缺乏可借鉴经验,投资风险比其他产业要更大一些。因此,前期可研和设计环节必须一步一个脚印,实事求是,一定要做得好些、再好些,心里没底的事不要做。
“煤化工项目的建设,需要首先编制可行性研究报告,上报有关部门审批。若干年来,我们一直在这样做,效果究竟怎样?我们不能全部否定,成绩是不少的,但是问题也不少。”北京中科合成油工程有限公司顾问唐宏青接受中国化工报记者采访时表示,突出的问题是编写和评审可行性研究报告中的随意性。有的可行性报告完全是围着主观意愿转,说行就行,不行也行,致使项目在开工后发现资源不足、工程难以为继,技术落后、达不到设计值,生产能力低下、“三废”处理不好导致污染严重,投产后产品质量不达标、经营亏损……其结果与当初的“可行性”相去甚远。
唐宏青一针见血地指出,可行性报告不可行的问题,大致由几个方面造成:编制方是未来利益方、项目是领导拍板、业主求胜心切、宏观管理缺失、专家不专业不独立。譬如,编制方也是利益方这个问题,这是目前可行性研究最严重的问题之一。编制单位就是未来的设计方,毫无疑问想拿到未来的项目。只要项目成立,这笔钱是赚定的。所以,编制单位会千方百计想办法证明项目是可行的。
“一些煤化工项目可研报告的全面性和系统性不尽完善。”黄新平说,为使项目可研报告得到审批部门的认可,不少业主和设计单位对可研素材和数据选择性使用,往往有利方面说得多,不利的话说得少或者不说,甚至存在有个别数据不实的现象。
国外一些好的经验也许会给我们开展煤化工设计提供必要的借鉴。据中国化工报记者了解,美国搞能源示范项目,一般先由国家能源部门委托专业机构做概念设计,在此基础上再交给企业做项目的可行性研究和论证。
一位了解内情的行业专家告诉记者,可研报告不深、不透几乎成为一种普遍现象。如果看可研报告,项目个个都好,但建起来以后,却并不是那么一回事,各种问题一大堆。“可研与项目建设中遇到的真实情况并不完全一致,会存在许多变量。”该专家表示,搞煤化工项目不能“摸着石头过河”。企业承受不起这样的过河方式。
唐宏青对行业给出3点建议,第一,可行性研究报告的编制方不能参与今后该项目的设计、制造、监理、承包等收费业务,与项目有关的设备制造方、技术提供方不宜担任专家组成员,切断编制方的利益链。第二,可行性报告的编制应由国家层面的政府机构主导,特别是重大工艺技术成功后,应该编制国家宏观发展可行性研究报告。同时设立项目追究制,一旦出了“不可行”的问题,要追究相关负责人的责任。第三,在重大项目可行性研究的同时,也应进行不可行性分析。
先天缺陷易致终身“带病” 项目设计须把好第一关
“项目设计是煤化工节能减排和环境保护的第一道关口,是煤化工能否实现清洁生产的技术保障。”出于职业习惯和对行业的了解,黄新平直呼设计对于煤化工项目的重要性,强调说设计是龙头、是灵魂,一个项目的成功与否、进度的快慢、投资是否合理、采购的设备材料是否正确、操作是否顺畅、能耗物耗指标是否先进,甚至包括工程的安全、环保及职工健康卫生情况等均与设计有关。
但在现实操作中,设计环节似乎没有得到应有的重视。由于现代煤化工项目国内外先例较少,我国一些煤化工设计院所理论准备并不充分,实践经验较少,设计就成为我国发展煤化工的薄弱环节。在这样的情况下,一些设计单位把西方上世纪八九十年代的煤化工技术拿过来“照葫芦画瓢”,或稍加改进变成“国产化”,就开始为业主单位搞设计。遇到懂行的业主单位,会在业主的把关下少出些差错,而遇到不懂行的业主单位,问题就多了。这样设计出来的项目,由于许多环节考虑不周,不但节能减排做不到,甚至浪费惊人,损失巨大。
“由于设计时考虑不周,装置到处都是排放点,对空排放、跑冒滴漏在所难免,既造成能源和资源的浪费,还对安全和环保构成威胁。”黄新平举例说,现在国外技术已实现密闭排放,而我国一些设计单位设计理念过时,项目节能减排压力很大,造成惊人的浪费。比如一些设计布局不尽合理,流程来回折返,项目现场管网九曲十八弯,造成装置在运行过程中能量损失和浪费;还有一些设计不当,造成设备利用率不高,这方面的例子在一些煤化工项目现场比比皆是。
黄新平还举例说,有的煤化工项目在设计过程中,由于设计总院和各单项设计院所之间协调不够,造成系统之间不平衡,因而增高能耗。比如有的化工系统与动力系统不匹配,动力系统提供的蒸汽压力高于化工系统需要的压力,只好另外采取降温降压措施,造成浪费。
在这种情况下,谈论节能减排多少有些奢侈。
业内专家告诉记者,对于设计中存在的缺陷,项目建成后往往木已成舟,很难再进行大的优化,技术改造的难度非常大,有些缺陷甚至只能使项目终身“带病”运行。
记者了解到,一些煤化工项目在建设过程中,出现了较多的“设计变更”和“变更设计”现象,甚至出现同一个地方变更多次的情况,“边勘测、边设计、边施工”的“三边”工程也绝非个别存在。我国前期所建的一批煤化工项目,大都出现反复的“设计变更”和“变更设计”,可谓是建了改、改了建。
“煤化工项目的总体设计深度远远不够,给煤化工带来的伤害很大。”黄新平对此深表忧虑,如果设计不过关,煤化工作为煤炭清洁利用的角色就会名不符实,清洁生产也会大打折扣。更为严重的是,煤化工设计单位往往用一套图纸反复复制,如果第一套装置有缺陷,这种“基因”就会“遗传”到更多的项目当中去。比如煤制气项目,就已复制了5套装置,还有更多的项目在等待复制,而事实上第一套装置的问题还有很多,这样复制下去后果不堪设想。黄新平呼吁煤化工设计单位认真总结现有示范项目的教训和问题,并在此基础上开展设计优化。
唐宏青则表示,这涉及到体制问题。以前工艺路线是由设计院的总工程师开会,主力工艺设计人员集体讨论定的。现在是项目经理负责制,在一些工程公司里,不是工艺出身的设计人员也当上了项目经理,可他们并不懂工艺。而工艺是决定整个设计的主导,这些不懂得工艺的人只能“套”了。可以说,后一套设计比前一套错误更多是正常现象,因为“套”的过程中,由于某些条件的变化,会有“套”错的地方。“现在的人事制度也妨碍了技术的提高。人员跳槽频繁,不长期从事一个工作,真正弄通弄懂的人越来越少。”唐宏青强调。
成败关键在于节能减排清洁生产有赖系统优化
“煤化工行业相对于石油化工和天然气化工来说,是一个能源利用率低、‘三废’排放量多的行业。在发展煤化工的问题上,始终有不同声音,不赞成的意见主要也是出于上述原因。因此煤化工发展的成败关键在于节能减排。如果还是沿用传统煤化工的发展模式,只能是死路一条。”一位行业权威专家向记者表达了上述观点。这位专家说,发展煤化工必须采用先进清洁的生产技术,在经济可行的前提下,尽量减少项目对环境的影响,实现节能减排。如采用洁净煤气化技术、大型空分技术、高效净化技术、酸性气体达标排放技术、新型甲醇合成技术和设备、高效精馏技术等。采用高效的公用工程配置也是节能减排的措施之一,如高浓缩倍率的循环水技术、凝结水闭路循环技术、水网络集成优化技术、能量回收和梯级利用技术等。
黄新平对此表示了赞同,他举例说,有的煤化工对不同等级的凝结水回收做的不够完善,导致一部分蒸汽冷凝水无法排入凝结水系统,不得已只得暂时外排,造成了水资源和热能的浪费;如要改善,还需花大力气进行系统的改造。
黄新平说,搞煤化工“气头”是关键,目前我国一些设计单位对作为“气头”的气化炉进行了一系列创新,在吸收国外技术的基础上研发出了多种国产气化炉,如清华炉、航天炉等,可根据煤质对气化炉技术做相应的调整,不会水土不服。但对包括气化炉在内的整个大系统的优化和完善,有些不尽人意,少有人和机构专门做这件事情。这些问题给煤化工项目的匹配运行带来了困惑,使项目难以实现“安、稳、长、满、优”稳定运行。在节能减排的大环境下,工艺技术一定要适应要求,一定要开展设计优化和技术创新。
“加强项目的生产管理,生产装置实现‘安、稳、长、满、优’稳定运行,也是保证节能减排的必要条件。”大唐能源化工公司生产技术部副主任孔凡贵也深有体会地告诉中国化工报记者。
“煤化工发展要充分重视二氧化碳减排问题。虽然目前国家还没有这方面的硬性要求,但根据国内外发展形势判断,政府部门迟早会有要求。”行业专家同时提醒煤化工行业。