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第三节 能源 2003/10/21 10:10:59

一、管理机构

1979年以前,能源从属于单耗管理的范畴只进行简单的统计考核工作,无专职机构。1979年根据国家计委“开展热能利用情况调查工作”的指示,化工局确定由生产计划组负责实施,从各公司、直属厂抽调人员,组织对59家耗煤5000吨以上或耗油3000吨以上的工厂开展调研活动,开展热平衡测试,成立化工企业热平衡协作和热平衡测试中心组。

1980年,化工局成立了以副局长和总工程师负责的节能工作领导小组,由计划处具体负责,1984年以后归口生产技术处管理。各公司相应成立了节能领导小组,安排专人负责。工厂建立起由厂长、总工程师负责、各部门参加的厂级节能领导小组,建立起厂、车间、班组三级能源管理网络,并根据耗能量的多少,分别设能源科、能源管理组或配备专职干部。

1987年撤销行政性公司后,根据行业和地区特点形成十几个节能工作互助组,继续定期活动。1987年开展“企业上等级”和“节能升等级”活动中均将能耗实绩和能源管理机构列为重点检查内容,促进了企业建立和完善管理体系。

80年代后期,局成立“化工部节能中心化工分站”、“上海能源研究会上海分会”、“节能情报网化工分网”和“上海化学工业能源利用监测站”等机构;前者服务于企业,提供先进的节能技术和设备,能源监测站则根据有关的法规对企业使用能源情况进行监督,以法制管理代替原来的行政手段,使能源管理机制更趋成熟。

二、管理内容

化工系统节能工作的任务是:负责贯彻执行国家有关的方针、政策、法规和标准,制订本部门的节能技术政策的规划,组织、指导节能的技术开发和技术改造,检查、督促企业改进并加强节能管理,完成节能工作任务。

1.开展能源情况调查。1979年在局属各企业中进行一次能源耗用情况调查,1980年又制订“化工局能源月报表”,内容包括能耗实绩、节能量、万元产值能耗,重点产品单位能耗等,由企业填报,局负责汇总并向部、市汇报。1988年编制“能源统计应用程序”,初步实现能源统计的电算化,提高能源统计的准确性和可塑性。为了保证能源统计的可靠性,1986年起还进行能源消耗的审计工作。

2.加强能源消耗定额管理。1979年,开始对煤、焦、燃油3种能源实行定额管理,1987年又扩大到对电、煤气,成品油的消耗实行定额管理。根据行业平均先进水平制订定额,按计划供应能源,节约有奖、超耗要罚,促进企业重视节能工作。

1983年市经委节能领导小组颁发《关于上海市一九八三年主要产品燃料、动力单耗赶超指标的通知》,开始对20只重要产品的能耗定额进行考核,局属企业的总溶剂、烧碱、电石、中合成氨、小合成氨、甲醇、氮气等7只高能耗产品被列为市20只重点耗能产品进行考核;1990年市考核产品扩大,化工局增为14只产品共34项耗能指标,这些产品的总能耗,占全局的80%,促进了全局节能降耗活动的开展。

3.实施节奖超罚办法。1979年财政部、国家劳动总局、国家物资总局联合发布《关于国营工业交通企业特定燃料、原材料节约奖试行办法》。由主管局和财政局共同负责实施,企业可享受奖金计入成本,不征收奖金税等优惠条件,节能奖的实施对企业的节能工作产生较大的推动作用。如上海的小化肥行业的节能奖在职工总收入中占有较大的比例。因此十分重视节能活动,不断开发和应用小化肥节能技术,使吨氨能耗连年下降,从1979年的1905万千卡/吨氨下降到1987年的1295万千卡/吨氨,达到全国同行业的先进水平。

4.节能技术交流和人才培养。化工局多次举办“能源干部培训班”、“工业锅炉微机控制学习班”、“节能管理电子计算机学习班”、“燃料工业分析、热值测定学习班”等,参加培训的能源干部通过学习理论,尤其组织现场参观、交流节能技术或节能设备,起到拓宽视野,推广应用的积极作用。

三、节能的有效手段

化工生产过程既有使用能源的设备,又有产生高温余热的工序。因此,化工系统的节能技术包括开源和节流两大部分。开源在于充分利用各种余热,使其转变为蒸汽或者电能;节流在于采用新工艺、新技术、新设备降低工艺过程中的能源消耗和损失。

1.利用化学能。局属企业在生产硫酸、盐酸、甲醛、苯酐、顺丁烯二酸酐等多种产品过程中,均在高温条件下实现,物料本身携带的热量和化学反应过程中产生的反应热都十分可观,充分利用这些能量,是化工节能的重要途径。如上海溶剂厂的甲醛装置生产能力为5.8万吨/年,节能改造前每吨甲醛消耗750公斤蒸汽)主要用于精制工序,全部由锅炉供给,年耗油3000吨以上。1979年该厂首先将反应器排出的含有氢气、一氧化碳、甲烷等可燃组分的尾气用作锅炉燃料,而且每吨甲醛可产生355公斤蒸汽,初步起到节能效果;1980年又在氧化反应器内安装余热锅炉回收反应热和气相冷凝热,其发生的蒸汽不但满足甲醛生产的需要,而且每生产一吨甲醛还可外供60公斤蒸汽,年节油4700吨以上。上海硫酸厂、吴经化工厂亦在80年代中期相继采用废热锅炉技术回收硫酸装置的反应热和高温气体的热焓,产生高压蒸汽供全厂使用,还利用压差发电,节约电费支出。上海天原化工厂利用合成盐酸炉的反应热发生蒸汽1.2吨/小时,并入厂内热网。上海染化七厂在80年代后期亦有利用苯酐、顺酐装置的氧化反应热降低能耗的实践。

2.回收氢气。1983年吴泾化工厂和大连化学物理研究所研制的中空纤维氢氮膜分离器技术在吴泾化工厂合成氨装置首先使用,回收弛放气中的氢气取得成功,易渗透的氢气、氧气、二氧化碳等分子透过膜得以回收,重新进入反应系统,从而使合成氨产量提高4~5%,降低能耗20万千卡/吨氨。上海吴淞化肥厂利用吸附分离技术回收氢气资源,不但提高合成氨产量,而且为蒽醌法双氧水装置和甲苯二异氰酸酯(TDI)装置提供氢气资源,节约了大量能源。

3.工艺改进。利用先进技术对传统生产装置进行工艺改进可以收到较显著的节能效果。如吴泾化工厂的年产8万吨甲醇装置自1975年投产后,其合成工序的生产能力一直达不到设计要求,吨甲醇油耗高达1.223吨,能源利用率为31.5%。1980年该厂在华东化工学院和南京化学工业公司等单位协助下,用铜基催化剂替换原来的锌铬催化剂,使合成工序的生产能力提高50%,超过设计水平,使甲醇的综合能耗下降20%,吨甲醇油耗下降为0.9131吨,能源利用率提高到41.8%;由于合成工序单程转化率提高,使反应气循环量减少,又使循环压缩系统的动力电耗下降取得年节油2万吨,节电1000万度的显著效果。又如1986年上海染化十二厂对铜钛菁装置进行综合技术改进,以烷烃代替三氯化苯作溶剂,以热过滤代替直接水汽蒸馏,以真空耙式干燥代替厢式干燥,不但提高铜钛菁的产品质量,改善操作环境,还取得单位产品煤耗下降80%,水耗下降59%,年节约蒸汽3万吨的节能效果。

化工工艺路线的变革带来的节能效果更为显著。桃浦化工厂的电解法双氧水是该厂的传统产品,已有几十年的生产历史,产品质量较好,但电耗高达5300度/吨双氧水,1986年该厂对工艺路线进行改革,采用蒽醌法制造双氧水,使双氧水电耗下降到840度/吨双氧水,1990年吴淞化肥厂万吨级蒽醌法双氧水装置投产,工艺技术更先进,其电耗仅660度/吨双氧水。

4.开发先进设备。化学工业属装置性工业,采用先进设备有助于提高装置技术水平,取得良好的节能效果。如上海天原化工厂有60多年生产烧碱的历史,对烧碱的生产工艺和设备不断改进,使烧碱能耗不断下降。80年代天原化工厂开发金属阳极电槽取代石墨阳极电槽,使烧碱电耗从原来的2600度/吨烧碱,下降到2450度/吨烧碱,以年产10万吨烧碱计节电1500万度;80年代末又引进离子膜烧碱设备,电耗又降为2800度/吨烧碱,同时还节约蒸汽,由原来的3吨/吨烧碱,降为0.5吨/吨烧碱。该厂在70年代与锦西化工机械厂、上海化工研究院共同研制LLY—3700氯气离心式压缩机用来代替10台Ⅱ型纳氏泵解决氯气输送问题,其用电量为11900度/天,而10台Ⅱ型纳氏泵组用量为25058度/天,1年可节电457万度,而且氯气离心压缩机的检修工作量少,缩短检修停车时间。这两项设备改进带来的效果每年可节约标准煤6000多吨,已在全国氯碱行业推广使用。

5.微机控制技术。1983年上海焦化厂与新疆物理研究所合作,实现微机对焦炉加热系统的控制,使炉温波动减小,稳定工况,耗热量降低15%,相当于节约标准煤500吨/年。1983年吴泾化工厂的合成氨变换工段热水包和塔实现微机调优控制,按工况条件自动给定合适的控制值,使热水包和塔保持良好的工作状态,起到节能作用,吨氨可回收100公斤蒸汽,节电2度,全年节煤650吨,节电12万度。微机控制技术还在工业锅炉得到应用,控制燃料进料速度、引风量、汽包水位,控制锅炉的蒸汽压力,满足工艺设备的要求。上海化工厂、浦东化工厂、上海橡胶厂等的燃煤锅炉以及大中华橡胶厂的燃油锅炉均有成功的实践,使锅炉的热效率提高3~5%,单台锅炉年节煤约400多吨。

6.蒸汽管道保温改造。积累蒸汽管道的传热损失也是一种节能措施。1987年局把上海溶剂厂的锅炉房至聚甲醛车间的570米蒸汽管道列为保温改造的试点,选用新型微孔硅酸钙作保温材料,代替原来的蛭石砖保温,经测定微孔硅酸钙保温的散热损失为70千卡/米2·小时,而原来的蛭石保温散热损失为201千卡/米2·小时,仅570米试验管道所减少的热损失就相当于节煤97吨/年。试点成功后,吴泾化工厂、上海焦化厂、上海氯碱总厂电化厂、上海助剂厂等企业均进行保温改造工作,取得良好的节能效果。

1979年建立能源专职管理以后,通过调研能源消耗情况,建立能源管理制度,加强定额考核,推广节能和利用化不能等技术开展技术交流活动,取得比较显著成效。1980~1990年全局工业总产值从45.9亿元增加到60.55亿元,上升31.9%,而能耗恰从349万吨标准煤下降为264万吨标准煤,下降24.3%,多次得到化工部和上海市的表彰奖励。1988年上海市经委开展评选优秀节能项目活动,局属企业共有20项被评为市优秀节能项目。