1前言化石能源作为不可再生资源，其消耗一方面使人类面临能源枯竭的风险，另一方面又使人类现存的生存环境不断恶化。

面对日益严峻的能源形势，不断提高能源利用效率、发展低碳经济，已成为全球关注的战略焦点。

国家统计局统计资料显示，2011年全国能源消费量达34.8×108t 标准煤[1]，国际能源署(IEA)及BP 能源榜也显示，我国已超过美国成为全球第一能源消费大国。

“十二五”时期，我国工业化、城镇化进程将进一步加快，能源需求将继续快速增长。

2011年，我国原油对外依存度达到55%，石油消费增速超过了GDP 增速，给能源生产和节能减排带来巨大压力。

目前，我国总体能源利用效率为33%左右，比发达国家低约10个百分点。

石油和化学工业总产值占全国规模工业总产值的12%[2]，而能源消耗量则占全国能源消耗总量的15%。

2012年，我国原油进口量约为2.71×108t ，比上年增长6.8%。

在国家发展改革委员会公布的千家重点耗能企业中，石油和化工企业占1/3。

国家在《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确提出，到“十二五”末，“单位国内生产总值能源消耗降低16%，单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%”，国家《能源发展“十二五”规划》指出，到2015年要将我国能源消费总量控制在40×108t 标准煤，石油对外依存度要控制在61%以内[3]。

既要实现国民经济增长目标，又要实现节能目标，无疑是一个十分复杂的系统工程，需要全社会共同努力。

本文就化工行业节能设备及技术的发展现状和趋势进行评述。

2落实节能标准，实施节能设计2.1现行节能标准制订标准成为国际普遍采用的节能降耗管理手段之一。

通过标准，能够限定能源消耗的指标，能够将节能减排的技术成果固化并推广，能够规范节能减排的措施和方法。

据不完全统计，截至目前，已有近50个国家和地区成功实施了能效标准制度[4]。

标准化、尤其是强制性节能标准是石油化工行业节能的重要支撑。

当前，我国石油化工行业节能相关国家标准包括强制性和推荐性两大类。

国家强制性标准由设计类、节能管理类和能耗/能效限额类标准构成，推荐性标准可大致分为设计类、管理评价类和基础类。

石油化工行业节能相关国家强制性标准共计21个，其中16个涉及能耗/能效限额，3个属于节能管石油化工节能设备及技术进展何奎(中国石油四川石化公司，四川彭州611900)摘要“十二五”时期，我国工业化、城镇化进程将进一步加快，能源需求将继续快速增长。

目前，我国总体能源利用效率为33%左右，比发达国家低约10个百分点。

石油和化学工业总产值占全国规模工业总产值的12%，而能源消耗量则占全国能源消耗总量的15%，是节能减排的重点对象。

2012年，我国原油进口量约为2.71×108t ，比上年增长6.8%。

在国家发改委公布的千家重点耗能企业中，石油和化工企业占1/3。

做好石油化工行业的节能减排工作，一是要在新装置设计时，认真落实国家相关标准，实施节能设计，从工艺和设备上实现源头节能；二是要对现有装置，通过技术改造，实施设备更新和工艺优化，使老装置达到节能标准；三是要不断开发新技术、新工艺、新材料和新设备，不断更新节能标准，尤其是强制性标准，在新的高度上实现节能减排的良性循环。

关键词节能节能设备节能技术节能标准化工作者简介：何奎，工程师，1997年毕业于南京工业大学化工与机械设备专业，目前主要从事化工机械设备的管理工作。

E-mail ：wliang@SINO-GLOBAL ENERGY ·95·第8期比较内容A 技术B 技术C 技术冷却水/t 130140150蒸汽/t 0.0650.10.205电/(kW ·h)375420420能耗/MJ 602271097778总单体单耗/t 1.015 1.019 1.020总操作成本/元449045394686操作成本/(104元·a -1)107760108936112464表1几种气相法聚乙烯工艺技术对比理类标准，2个涉及节能设计，绝大部分标准在“十一五”期间发布实施。

2.2标准改进方向为加强节能减排工作，国务院发布《“十二五”节能减排综合性工作方案》，在加强节能减排基础工作和能力建设中，提出加快节能环保标准体系建设的要求，包括加快制(修)订重点行业单位产品能耗限额、产品能效和污染物排放等强制性国家标准，提高准入门槛；建立满足氨氮、氮氧化物控制目标要求的排放标准。

同时鼓励地方依法制订更加严格的节能环保地方标准。

为落实该方案，近期全国能源基础与管理标准化技术委员会协助国家标准化管理委员会提出并落实了“十二五”期间计划完成的90余项强制性节能标准的制修订清单，包括鼓风机等工业设备的能效标准及PVC 、纯碱、醋酸、二甲醚、合成橡胶、甲醇、聚甲醛、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸、硫酸钾、轮胎等，以及氯甲烷、炭黑、烧碱(修订)、合成氨(修订)等的能耗限额标准研制[5]。

显然，我国石油化工节能减排标准化工作明显落后于国家对节能减排的要求，因此，一是要加快标准化步伐，尤其是加快修订一些已严重落后的标准的步伐；二是要扩大强制性标准的范围；三是要在调查研究的基础上，把那些在节能减排上具有明显效果的新技术、新设备尽快以标准的形式固定下来，推广出去，使新技术、新设备发挥应有的作用。

2.3实施节能设计王怀荐[6]在聚乙烯装置的设计中，通过比较生产全密度聚乙烯的气相法、浆液法和溶液法等3种工艺路线，认为虽然溶液法产品质量好，但投资高，消耗高；综合分析投资、消耗、产品范围、生产成本等因素，气相法略好于浆液法。

在3种气相法技术中，综合考虑装置安全、健康、环保、消费者安全、工艺技术操作费用、能耗和物耗等指标的结果，见表1。

由表1可以看出，A 技术的工艺技术操作费用低，能耗、物耗在同类技术中是最低的。

在装置设计过程中，又采用机泵调速技术、节能设备、优质绝热材料和优化的工艺流程等节能设计，使得产品具有更强的竞争力。

3采用新设备和新工艺，实施装置技术改造工艺与设备是一对孪生兄弟，设备是工艺实施的载体，离开工艺，设备没有用武之地；离开设备，工艺没有实施场所。

因此，任何化工过程的完成，都是工艺与设备完美结合的产物。

当然，任何节能目标的完成，同样离不开工艺与设备的结合，优化工艺，是在已有设备上的工艺参数的综合优化；改造设备，一定要满足工艺的要求。

3.1以优化工艺为主的节能改造中原油田石油化工总厂常压蒸馏装置原油加工能力为50×104～60×104t/a ，催化裂化装置是典型的同轴式催化裂化装置，以常压渣油为原料，加工能力为30×104t/a ，全厂能耗指标为96.05kg 标油/t ，能耗较高一直是制约该厂经济效益的重要因素。

经过分析，采用一系列措施对装置进行流程改造和工艺优化[7，8]：从常压渣油泵来的渣油(343℃，1.95MPa)经常压渣油-闪底油换热器E112，与闪底油换热，再经常压渣油-脱后原油换热器E111、常压渣油-脱前原油换热器E103换热至130℃分为两路：一路经E107、过滤器、流量计送至罐区；另一路经过滤器、流量计经油品原料泵(变频调速)进入催化原料罐R202(110℃)。

催化裂化装置流程如图1所示。

实施上述改造后，年节约循环水34.4×104t ，节省成本17.2×104元。

以年开工时间8000h 计算，年节约能耗1.441×106MJ 。

每年利用常压渣油热能达3.135×107MJ ，折合成标准油为987t ，以1t 标准油价格1100元计算，节约成本108.57×104元。

由于罐区催化裂化装置原料泵改为变频调速控制，每年可节约电能1.2×105kW ·h ，即5.426×106MJ ，节约资金73.1×104元。

该厂投资38.9×104元实施技术改造，改造后年节能达3.822×107MJ ，年节约生产成本达198.87×104元。

胜利油田石油化工总厂延迟焦化装置于1996年建成，设计加工量为40×104t/a ，2002年对该装置进行技术改造时，为节约投资，利用了旧的凝汽式透平，装置设计能耗为39kg 标油/t 原料，与目前国2013年第18卷·96·SINO-GLOBAL ENERGY3.2以采用节能设备为主的节能改造采用新型高效节能设备(高效分馏塔、换热器、空冷器、泵、压缩机、加热炉等)具有明显的节能效果[10]。

各国对高效节能设备的研究、改进主要集中在以下方面：①传质设备。

包括高容量塔盘、构型填料、新型不规则填料及静态混合器；②换热器。

全球管壳式换热器的年贸易额有30多亿美元，但该类换热器的制造方法也在不断改进，目的是减少结垢和提高传热效果；③旋转设备(压缩机、泵)。

改进的主要方向是提高使用寿命和使用性能，降低成本运行；④反应器。

采用先进的模拟方法设计新的反应器，如将反应功能和蒸馏功能耦合在一起的反应蒸馏装置等；⑤锅炉。

每年全球锅炉贸易额约为4.0～4.5亿美元，改进的主要方向集中在提高裂解炉、水蒸气重整和高压锅炉的效率等方面，如通过改进加热炉燃烧器火嘴，提高加热炉燃料的燃烧效率[11]。

绕管式换热器具有占地面积小，换热效率高，换热面积大，制造成本低等特点。

文献[12]将绕管式换热器应用于新建的加氢裂化装置上，装置设计能耗为45.39kg 标油/t ，实际标定能耗为36.77kg 标油/t ，为设计值的81%。

按照同比例折算，每年节约燃料费用[(设计燃料费用-实际燃料费用)×81%]约为1569.9×104元。

此后，他们根据实际需要，对该装置又实施了一系列节能改造[13]，一是在往复式压缩机上增加了气量无级调节系统(Hydro COM)，往复式压缩机的轴功率随加工负荷的降低而降低，低负荷运行时，功率消耗明显下降；满负荷运行时，电流下降约30A ，每小时节电约300kW ·h 。

二是针对装置夏季高压空冷器冷后温度偏高问题，对高压空冷风机进行改造，即采用升力系数大、升阻比高的新一代HY 高效叶片[美国GA(W)系列翼型]取代铝合金机翼型带扭曲角叶片，将摩擦传动改为同步传动。

改造后冷后温度下降3～4℃，循环氢压缩机汽耗下降0.5t/h ，且投资回收期仅为4个月。

张秀存等[14]对中原油田石化总厂常压装置物料低温热量进行核算，通过合理的工艺流程设计，利用热媒水技术，仅增加2台55kW 离心泵、1个缓冲罐、9台换热器，就实现了常压装置低温余热的回收，其结果是取消了常压装置空气冷却器，减少了软化水、循环水用量，冬季蒸汽消耗降低，厂区采暖得到保证，其余时间用于加热原油；锅炉冬季负荷降低，燃料消耗降低，每年节约成本321×104元。