石化设备发展规划及展望-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN·专家论坛·当代石油石化PETROLEUM & PETROCHEIMCAL TODAYVol14 . Jul 2006 .中国石油天然气设备和石油化工设备发展规划及展望赵志明(中国石油和石油化工设备工业协会,北京100825)摘要:介绍了我国石油天然气和石油化工设备行业现状 ,提出了“要十一五”期间我国石油天然气和石油化工设备的发展战略、指导思想、发展目标与发展重点,展望了未来我国石油天然气和石油化工设备的发展方向。
关键词:中国石油天然气设备石油化工设备发展战略1. 我国石油天然气设备和石油化工设备行业现状石油勘探开发设备20世纪80年代以来,通过国内外合作开发,我国石油勘探开发设备的生产能力不断提高。
特别是“九五”以来,中国石油和中国石化两大集团公司投入大量资金研制勘探关键设备,取得了较大成果,有少量石油开发设备出口。
1980年我国海上平台的国产设备只占5%以下,20世纪90年代上升到20%左右,目前为20%～30%。
但我国石油勘探开发设备高新科技含量少,应变能力不强 ,还不是制造石油勘探开发设备的强国。
勘探设备中国石油所属东方地球物理勘探有限公司是国内最大的地球物理勘探服务工程集团公司,勘探作业量占全国勘探量的70%,并在国外建立了20多个办事处,30多支作业队伍进入了国际勘探市场。
西安石油勘探仪器总厂研制了GYZ4000型24位遥测地震仪、SKC2000增强型数控测井系统、ERA2000成像测井系统。
这些重要设备的研制成功,使我国的物探装备接近国外同类装备水平。
钻井设备我国目前已能成套生产钻深1000～7000米的系列钻机。
驱动方式有机械驱动、直流电驱动、交流变频电驱动、电动加机械复合驱动等,可用于陆上钻井、沙漠钻井、近海钻井。
采油设备为适用不同复杂程度的油井,不同的油质,不同的开采期等,发展了很多种类的采油设备 ,通常分为一次采油、二次采油、三次采油设备。
20 世纪80年代,原上海第二石油机械厂引进美国McVEOY公司技术,90年代研制成功105MPa单油管采油树和70MPa的双油管采油树,用于沙漠油田,并率先通过竞争中标进入我国海上采油领域。
1981年开始,我国的抽油机和抽油杆先后出口到美国、印度、拉美等地,是较早出口的产品。
电潜泵适合于中后期注水强采,目前国内年产能力达2000套,已完全满足国内需要,并已出口国外。
我国陆上油田聚合物驱技术目前居世界前列,生产规模占世界第一。
20世纪80年代,我国引进美国W estern公司高压机组制造技术、Cooper公司的压裂泵技术,SPM公司的压裂管汇制造技术,并在引进国外泵基础上开发新产品,各项技术性能均已达到目前国际水平。
集输设备目前我国管道建设正迎来一个大发展时期,随着西气东输和几条长输管道干线相继开工建设,下游城市各类支线、管网的建设也全面展开。
长输油气管道工程关键设备包括:管道非开挖敷管钻机、天然气长输管道增压机组、高效大流量输油管线泵、大口径高压油气管道阀门、油气管道钢管等。
1)敷管钻机。
目前国内小型管道非开挖敷设管道定向钻机研发已有一定基础 , 而大中型钻机一直依赖进口。
2) 天然气长输管道增压机组。
沈阳鼓风机有限公司在消化吸收引进技术的基础上,自行设计制造了PCL303型压缩机。
但目前,国内天然气长输管线增压用的大型燃气轮机加离心压缩机和变频电机加离心压缩机的制造还是空白。
3) 大口径高压油气集输管道阀门。
2001 年自贡高压阀门有限公司与GE 新比隆公司签署技术合同,全面引进阀门技术。
西气东输工程中26″660毫米)以下的球阀国内合资公司上海耐莱斯·詹姆斯伯雷阀门有限公司中标。
我国大口径阀门 ( > 1 米 )生产上还是空白。
4) 油气管道钢管。
西气东输工程的装备和材料中,最成熟的是国产管材,几乎全部管材采用了国产螺旋焊管,产品符合API Spec 5L要求。
石油管道中所用的钢管已完全可以立足于国内。
海洋石油钻采设备1) 海上钻井设备我国现有移动式钻井平台14艘,其中10艘是国内设计、国外建造,4艘是我国自行设计和建造。
2) 海上采油设备我国具有设计和建造浅海固定式采油平台的能力,中国海洋石油集团公司已设计建造水深5米以内的固定式采油平台40多座,中国石油天然气集团公司建成5米以内的固定式采油平台10余座。
在塘沽、深圳、胜利、湛江等地有4个固定平台建造基地。
储运设备大型油罐我国已研制了10万立方米和1215万立方米原油储罐,但与国外相比,在大型化、储油罐用材、设备制造、焊接和热处理方面仍存在差距。
大型乙烯球罐国内已开发了1500立方米乙烯球罐,但在大型化、低温高强度钢的品种、大型球皮的制作及焊接(如315Ni)等方面与国外仍有较大差距。
石化通用设备20 世纪80年代,我国开始引进国外先进的设计、制造技术和检测试验技术。
经过20多年的消化吸收和发展,特别是大力推行设备国产化,石化装置的大多通用设备我国能自行设计制造,还有少量设备出口,其技术水平接近国际先进水平。
350 万吨/年催化裂化装置的富气压缩机、30～50万吨/年乙烯裂解装置的乙烯“三机”已能自行设计制造,离心压缩机、往复压缩机的技术水平接近或达到国际同类产品水平,可以满足国内需要的70%。
气体压缩机国内的压缩机制造企业通过自主开发和引进国外技术、消化吸收、攻关,在压缩机的设计、制造、试验等方面已有重大突破。
工业泵我国先后从德、日、美、英、奥等国家引进七大系列产品设计、制造技术,有较强的水力、强度、振动研究的技术优势和一定规模的试验手段,具备计算机辅助设计的人员和设备条件,已掌握了多级泵细长转子的动态分析和多级泵平衡机构的计算程序,已为石化装置提供了高温高压油泵、锅炉给水泵、高速泵及化工流程泵。
但与国外比较,国内石化用泵系列化和通用化程度不高,规格品种少,在制造精度、泵效率、质量和可靠性、密封性能、耐腐蚀性能等方面仍有较大的差距。
石化仪器仪表我国尚只能生产部分普通仪表,大部分还主要依靠进口。
目前,中外合资企业的软件和硬件仍由国外进口,如DCS系统几乎全部依靠国外进口,每年进口50套,约3000万美元左右。
2我国石油天然气设备和石油化工设备需求预测在石化工程建设中,设备物资费用占工程建设投资的50%左右。
据估算,今后每年全国石化装备的投入将达到300亿元,“十一五”期间设备投资将达到1500亿元。
石化设备需要250万吨,其中关键设备需70万吨。
预计“十一五”期间,石化专用设备(包括反应器、换热设备、塔器、储运设备、加热炉、专用机械等)需要数十万吨,投资约475亿元。
其中重大装备达到十几万吨,占总需求的30%左右。
预计“十一五”期间,石化通用机械中需要各种压缩机和风机达2000多台,需要各种工业泵3万多台。
对石化专用机械如烟气轮机、分离机械、过滤机械、挤压造粒机、包装码垛机等也提出了新的要求。
石化生产企业的生产装置都需要更先进的计算机集散型控制系统(DCS),实现自动控制。
预计“十一五”期间,石化行业需要250套左右DCS系统。
3我国石油天然气设备和石油化工设备的发展战略与指导思想由于国内石油资源有限,国内对石油开发设备的需求不大,而国际市场较大,我国的石油设备已开始迈出国门,因此,我国石油勘探设备的发展应该着眼于国内与国际两个市场。
一方面,要满足国内西部和海洋石油开发对设备的需要, 和老油气田的稳产、改造的需要;另一方面, 随着我国开始在国外勘探开发油气田,应增加设备的技术含量、提高其质量和可靠性,把我国的石油勘探开发设备带出去。
不应再单纯追求扩大生产能力,而是应通过追踪世界先进技术水平,加大研究开发力度,提高技术水平。
未来炼油和石化工业发展将呈现以下特点。
1) 炼油和石化生产工艺技术更新速度加快,每3～4年就有新工艺、新产品出现,并实现工业化,因此生产装置的改造和更新也将加快。
2) 炼油和石化生产的传统工艺将简化,现代高新技术将获得广泛应用。
炼油、乙烯等成熟的传统生产工艺将向流程简化、降低能耗、提高经济效益的方向发展,并实现炼化一体化;现代高新技术如信息技术、纳米技术、膜分离技术、生物化工等将在石化工业中得到广泛应用。
3) 装置的单线生产能力将进一步大型化,即在经济规模范畴内,以高效、节能、环保为要点,满足先进工艺技术的要求,使企业得到最大的收益。
4) 炼油和石化生产过程将实现清洁生产、大力提高能源效率。
能量回收、物料回收、污水处理和回用等单元将成为装置的重要组成部分,在生产技术上将有突破性的发展。
同时清洁生产和提高能源效率将成为评价整个生产装置和企业先进性的重要因素。
5) 生产运行周期延长,一般情况下工艺装置可实现3～5年大修一次。
除上述特点之外,同时也应注意到,与石油勘探开发设备相比,我国石化设备的一些关键设备,特别是与先进工艺密切相关的关键设备设计制造专利技术,尚未掌握,需要进口。
随着石化技术进步的加快,石化装备业需要不断开发新的石化装备技术和产品来满足石化工业的需要。
因此,我国石化设备的发展一方面要随着石化工艺的开发研究,掌握有自主知识产权的设备设计制造专利技术,满足我国石化企业不断完善改造和新建对设备的需求;另一方面,要跟踪国外先进的设计制造技术,提高创新能力,加强重大技术装备的攻关,逐步提高石化重大装备的国产化率。
同时,随着我国综合国力的增强,要做好向国外出口成套石化装置的准备。
4我国石油天然气设备和石油化工设备的发展目标石油勘探开发设备的发展目标“十一五”期间,石油勘探开发设备要实施“外向型”战略,产品设计和制造标准始终与国际接轨,把发展目标定位于跻身国际前沿。
通过新技术、新工艺、新材料的应用,加快产品更新换代,增加品种,加大技术含量,以优良的性价比进军国际市场。
预计“十一五”期间,我国石油勘探开发设备产量可增加30%～50%,产值可增加60%以上,达到140亿元/年,利润总额15亿元/年,出口额7亿美元。
石油勘探设备测井设备的主要目标是瞄准国际先进测井技术水平,满足油田开发的需要,形成具有我国特色的成套测井装备。
在物探设备方面,为了满足深层、高精度、高分辨率勘探需要,进行高精度、大容量、网络化地震仪的研究。
钻井设备开发全电驱动和复合电驱动钻机;发展高移动性钻机;着手开发极寒地区、沼泽地区使用的特种钻机及小井眼钻机、套管钻机等特种工艺钻机;优化井架、底座设计,减轻重量;增强海洋钻机的自主设计开发能力,开始海洋石油平台的设计生产工作;发展系列变频顶驱钻机;提高常规型泥浆泵的可靠性,开发新型泥浆泵;钻井设备两极化发展。
预计“十一五”期间,国内每年需更新钻机40套,每年出口钻机20～30套。