【壓縮機網】前言

　　壓縮機在煉化領域具有廣泛的應用，壓縮機行業與煉化產業息息相關。壓縮機企業應及時、精準把脈煉化行業的新動向，積極調整戰略，以更好的姿態迎接煉化行業的新常態趨勢。

　　煉化行業的新態勢

　　21世紀以來，中國煉化行業蓬勃發展，煉油能力大幅提升。我國原油一次加工能力已從2000年的2.76億噸[1]，至2015年突破7億噸大關；截至2015年，乙烯產能約為2700萬t/a；另外，合成樹脂、合成橡膠和芳烴等產能也躍居世界前列[2]。與此同時，我國煉油產能過剩的問題也日漸突出，隨著國際油價低迷態勢，我國煉廠開工負荷率降至70%左右。新常態下，我國煉化行業呈現出新的發展態勢。

　　1. 一體化、基地化、大型化趨勢

　　縱觀國際煉化行業，大煉油、大乙烯和大芳烴等一體化發展已成為煉化行業的必然趨勢。目前，我國已建成26個千萬噸級煉油生產基地，其原油加工能力占全國總加工能力的50%左右[3]，并且已形成以長三角、珠三角、環渤海灣為基地的煉化企業集群[4]。

　　2. “原料-產品”的結構性調整

　　目前，重質、劣質、高硫高酸原油的產量已占原油總產量的75%，且比例仍會進一步增加[5]；同時，石化原料輕質化趨勢明顯，以頁巖氣、天然氣為代表的輕烴原料比例快速增長，預計2020年將增長至49%[2]；另外，燃料乙醇、生物柴油等生物替代能源將在未來得到更大的發展。與此同時，石化產品也發生一系列升級與變革，高品質燃料油、高檔潤滑油以及新型精細化工產品成為主流。“原料-產品”結構的改變帶來的是煉化工藝、方式的變革，以加氫裂化、精制為代表的深加工、精加工技術將成為中長期煉化發展的重點。

　　3. 低碳環保、節能降耗

　　近年來，煉化工業的發展愈發受到資源、能源與環境的制約，煉化企業高度重視節能環保工作。環保工作已從“末端治理”向“生產全過程控制”轉變，過程工藝綠色化，減少污染物排放，“三廢”處理更加嚴苛[2]；同時，我國煉化行業節能潛力很大，應采取優化工藝流程、利用再生煙氣、回收低溫余熱等手段來充分挖掘能耗潛力[3]。

　　產品：從“中國制造”走向“中國質造”

　　《中國制造2025》是國家“十三五規劃”的重點任務，是對符合我國國情的工業4.0道路的探索，旨在改變中國制造質量差、檔次低、高污染和創新弱的現狀。《中國制造2025》對壓縮機行業具有很大的指導意義。

　　1. 提升產品質量，對標gj*l

　　國內壓縮機產品在機組質量、運行穩定性、使用壽命等方面與gj*l企業仍有較大差距。另外，《中國制造2025》也將質量和效率作為重點突破的領域，要求以實事求是的態度對因基礎技術的不足而落下的差距進行彌補[6]。因此，“十三五”期間，應重點提升產品質量、降低機組能耗。

　　s*先，為提升產品質量，企業應充分掌握設備的“設計經驗”、“制造經驗”和“使用經驗”。“設計經驗”、“制造經驗”與國外一流企業仍有較大差距，但中國是使用大國，應充分挖掘、利用設備的“使用經驗”。壓縮機制造廠家應多深入煉化企業內部，與操作、維護人員進行深入溝通，通過設備運行過程中暴露出來的問題以及與國外產品的運行情況對比，反向追溯設計、制造等的原因，以此補充“設計經驗”和“制造經驗”。

　　另外，由于機組的大型化，提高效率可顯著降低機組的運行成本。以百萬噸乙烯裂解氣壓縮機為例，機組效率每提高1%，年運行成本可減少數百萬元[7]，以千萬噸煉油新氫壓縮機為例，機組效率每提高1%，年運行成本可減少近百萬元。因此，壓縮機企業應著重研發節能降耗新技術，優化系統設計，做精關鍵設備及部件，努力提升機組效率。同時，應重點提升機組運行的可靠性，通過優化零部件結構，降低機組與管路系統振動等方式，從設計上減少故障和非計劃停車的可能性。

　　2. 跟蹤新工藝，研發新產品

　　壓縮機制造企業應緊密跟蹤新工藝、新趨勢，配套研發相應產品。目前，液化天然氣、天然氣輸送以及頁巖氣、煤層氣等領域具有廣闊市場，應加緊研發可靠性高的配套機組；另外，煉油、化工等裝置大型化、一體化趨勢明顯，大型往復壓縮機、高壓螺桿壓縮機等設備應全部實現國產化；其次，國家發改委印發《國家應對氣候變化規劃（2014-2020）》指出重點推進化工、電力、鋼鐵等行業的節能工作。十三五期間，煉化行業節能改造項目日漸增多，且愈發重視余能（余熱、余壓） 回收技術。因此，壓縮機行業應針對節能改造、余能回收等市場，開發如螺桿膨脹機等新產品[8]。

　　服務：工業轉型新思路，產品→服務

　　2011年，德國在漢諾威工業博覽會上第一次提出工業4.0的概念，并于2013年發布了“工業4.0實施建議”，由此拉開了q*范圍內第四次工業革命的序幕。西門子公司作為德國4.0計劃的主力軍，著重改變只賣設備而服務性收入比重較小的現狀，增強其工業產品的持續盈利能力。目前，西門子公司已成立專門的工業服務板塊，重點從事“全廠維護管理服務和狀態監測及可靠性服務”、“升級改造服務”等業務緊隨其后，在2012年，美國通用電氣公司（GE）發布《工業互聯網-打破智慧與機器的邊界》報告，報告規劃了未來裝備制造業智能服務轉型的路線圖，并借助美國在互聯網方面的優勢，擬通過智能傳感器與大數據的手段，將設備、系統、集群有效的整合在一起，為大數據分析、決策提供強有力的支持。GE公司已完成Predix工業互聯網軟件平臺，平臺從現有運行機器中收集數據并上傳云端，利用大數據的手段對設備的運行工況加以分析，以實現設備的剩余壽命分析、故障預測等功能，z*終完成從“產品”至“服務”的轉變。GE航空就是其中一個例證，GE旗下的飛機發動機公司（GE Aircraft Engine）更名為GE航空公司（GE Aviation），從原來單純飛機發動機設備供應商轉變為航運信息管理服務商，涵蓋運維管理、能力保障、信息預測等各類服務。

　　其中，“On-Wing Support”服務可在飛機飛行過程中監測發動機的健康狀態，并在飛機落地前準備好相應的維護人員及備件[6]。在安全性提升的同時，也為GE公司帶來了額外的收益回報。類似于德國、美國工業4.0的實踐，日本在2015年公布的《2015年制造白皮書》也將大數據分析作為新的突破點。在綜合分析各國制造競爭力以及我國基本國情后，我國發布的《中國制造2025》也提到“q*制造業格局面臨重大調整”，“基于信息物理系統的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式變革”。這些對壓縮機企業也具有很大的指導意義：新常態下，從“產品”轉向“服務”是工業轉型的新思路，是持續性盈利的突破點，國內壓縮機企業應提升服務收入比重，做大做強設備運維管理、健康預測等服務性業務。

　　目前，國內煉化工程中的壓縮機組多采用報警、聯鎖停車等措施保證設備的安全。另外，為排除機組隱患、減少非計劃停機事件，國內煉化企業均采用周期性停車大檢修的措施，這種方式對煉化企業利潤造成較大影響。以我國東北某石化企業的一個生產線為例，停車一次大修耗費4000萬元、減少生產效益4000萬元。然而，對石化企業來說，停車大檢修的針對性較弱，而應分析設備運行過程中的潛在故障、隱患，才能有的放矢采取合理的維修對策。目前，德國、美國關于工業4.0的一項重要舉措即是將維修策略由事后維修向預知維修而轉變。另外，《中國石化設備管理辦法》明確指出“企業應配備高素質的專業技術人員主管故障診斷和狀態監測工作，配備開展狀態監測工作所需的儀器，積極開展設備狀態監測和故障診斷，發現問題及時反饋和處理”。由此可知，故障預測、健康管理應作為壓縮機企業服務業務發展的主要方向。

　　目前，離心壓縮機故障診斷技術相對成熟，而大型往復壓縮機因激勵源多、故障源多的特性導致故障預測較為困難。往復壓縮機故障診斷系統通常由測量缸內壓力、閥片溫度、活塞桿沉降和十字頭沖擊信號的傳感器以及分析軟件系統組成，利用示功圖、振動分析等手段對故障進行診斷。但實際運行中，故障診斷系統仍存在診斷不準確、預測不及時等問題。

　　針對往復壓縮機故障診斷技術的現狀，應重點從如下幾方面發展：s*先，應加強對工藝數據的監測。壓縮機組服務于工藝流程，而工藝條件的變化，可能加速故障發生的速率。工藝條件不應僅在設計選型階段作為輸入條件，在故障診斷中更應作為重要輸入。對工藝條件的監測主要分為兩個方面：一是診斷系統應與DCS等系統保持數據的實時互聯。工藝條件的變動對信號有影響，比如振動信號，因此診斷系統的報警值應隨著工藝條件的變動而調整；二是服務于不同工藝流程的設備，其信號監測、故障診斷的側重點應不同，分析流程的優先級應進行相應設定。比如，來自重整的氫氣源在極端工況下可能夾帶過量的冷凝油，這將直接導致氣閥、活塞環等部件的損壞。

　　目前，診斷系統多為監測故障信號，防止事故發生。系統仍處于氣閥泄漏等故障發生后才開始報警，而并沒有達到前期預測與減少故障的目標。這本質上還停留在事后維修，還未真正轉變成事前的預測維護。應強化前期預測的能力，真正達到“養生”的目的。

　　另外，針對不同廠家、型號的設備，其故障信號不盡相同，基于規則、邏輯推理的診斷系統并不能精確診斷故障，容易造成漏判、誤判。應考慮收集大量機組的結構參數、工藝參數以及狀態參數，形成設備運行的大數據庫。目前，GE公司成立了能源監測和診斷中心，每天實時監測q*50多個國家上千臺燃氣輪機、風力發電機的數據，為機組的平穩運行保駕護航。憑借大數據分析技術，挖掘信號征兆與故障原因的聯系，以大數據驅動故障診斷工作（圖1）。

　　工業大數據、云計算、物聯網等一系列新名詞昭示著新工業時代的來臨。新工業時代將不僅滿足于優質的產品，而更加注重于設備的維護管理。中國是設備的使用大國，應注重收集機組的運行數據、并加以挖掘、分析，在保證設備平穩運行的同時，指導設備的設計、制造工作。壓縮機制造企業應認識到：大數據是一種新資源，應把數據變成財富。

　　管理：剖析不足、持續改進、合作共贏

　　面對煉化行業新常態，壓縮機制造企業還應從管理角度剖析不足，以更好服務于市場和合作方。針對當前國內壓縮機制造企業管理方面的現狀，可從如下幾方面持續改進：

　　s*先，應熟悉工程設計方的工作流程。煉化工程公司動設備專業與工藝、配管、土建、儀表等專業有著緊密聯系，只有當壓縮機供應方熟悉工程公司工作流程、專業交接后，方能提升彼此間的工作效率；

　　其次，設立項目經理制度。壓縮機制造企業多包含主機、輔件、儀表等部門，各部門相對獨立，若同時與工程公司聯系易造成效率低下等問題，因此壓縮機企業應建立項目組，項目組的設計團隊包括不同的專業，由項目經理統一領導，項目經理對項目過程負責。在項目中項目經理應有足夠的管理權限，有協調和管理不同專業的權力和責任。主體專業在工程設計方面協調和管理企業內部各專業以及各分包商。例如：協調統一不同圖紙間儀表位號、管口編號、設備位號、項目信息等內容。另外，設立專職的文檔管理人員（DCC），利用DCC進行設計文件管理和傳遞，包括企業內部，企業同工程公司及分包商之間的文件傳遞。

　　另外，強化分包商管理體制。壓縮機企業應建立“分包商資格審核體系”、“分包商考核體系”及“分包商管理的標準體系”，從準入機制、淘汰機制和管理機制上嚴格把控分包商的質量。

　　同時，壓縮機企業作為成套商，應負責分包商資料的初審、匯總和傳遞工作，并應起到監督落實的作用。

　　z*后，積極拓展海外市場。面對煉化行業新常態，國內壓縮機企業應積極發展海外市場，并努力參與海外項目的各個環節、熟悉海外項目執行過程和要求、發展適應海外項目的管理體系，以及培養合格的海外項目管理人才。

　　結語

　　面對煉化行業新常態，國內壓縮機企業應從產品、服務和管理3個方面挖潛增效、持續改進，努力從“中國制造”走向“中國質造”，并z*終實現“中國智造”。

　　參考文獻：

　　[1] 朱和，金云。我國煉油工業發展現狀與趨勢分析[J].國際石油經濟，2010，05：5-12+92.
　　[2] 王基銘。煉化工業發展現狀及趨勢[J].當代石油石化，2014，06：1-7.
　　[3] 候芙生。中國煉油技術中長期發展戰略探討[J].當代石油石化，2011，09：1-6+49.
　　[4] 胡榮昌，何文洲。新常態下國內煉化工程發展策略探討[J].中國石油和化工經濟分析，2015，06：41-43.
　　[5] 付興國。q*煉化產業發展趨勢及劣質重油加工[J].中國石油和化工經濟分析，2013，09：54-55.
　　[6] 李杰。工業大數據[M].北京：機械工業出版社，2015：20-21+40.
　　[7] 王玉臺。大型離心壓縮機設備制造的新特點[J].石油化工設備技術，007，03：30-32+70.
　　[8] 中國通用機械工業協會壓縮機分會。 中國壓縮機行業“十三五”發展規劃[J].壓縮機世界，2015，06：37-50.