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压缩机企业开拓国内石化行业市场探究

   【压缩机网石油化工作为我国重要的国民经济产业,在经历了过去多年的快速发展后,总体规模已经跃升为
  全球第二,但“低端过剩,高端短缺”的产业结构现状,促使国家进行新一轮的产业结构调整和
  发展,并且民营资本也开始大举进入炼化一体化产业,为行业带来了新的变化。面对大量的新建
  项目和设备需求,压缩机企业如何开拓石化行业的新业务和市场,是企业需要重点思考的问题。
  本笔者所采公司为例,对压缩机企业在我国石油石化新形势下的业务拓展进行了探索分析。
  文/阿特拉斯·科普柯(上海)贸易有限公司 潘丰 
  一.我国石化行业发展趋势简述
  石油化工产业是以石油和天然气为原料,生产发动机用燃料和润滑材料,利用石油和天然气的某些组分生产各种烯烃、芳烃,进而生产各种有机合成原料、合成树脂、合成纤维、合成橡胶以及合成氨等产品的多门类的工业部门(见图1)。
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  进入新世纪以来,我国炼油工业借深化改革、扩大开放、加紧调整的东风,通过改扩建和新建相结合,总体规模迅速扩大。目前我国已成为仅次于美国的全球第二大炼油国,也是进入新世纪以来炼油能力增长最快的国家。从市场主体看,我国现已形成了以中国石化集团、中国石油集团为主导,中国海油、中国化工、中国兵器等国企,陕西延长石油集团等地方炼油企业和民企参加,道达尔、埃克森美孚、沙特阿美等外国大公司持股参与的多元化市场主体格局。
  2019年,全国原油一次加工能力约8.6亿吨/年,全年原油加工量6.5亿吨,炼油开工负荷约75.6%,远低于81.6%的世界平均水平,比世界平均炼油开工负荷过剩1.0亿吨,已属于全面过剩。2019年我国原油加工量6.5亿吨,对于原油的进口依存度约77%,但是考虑到我国的成品油为净出口,消费转移的因素,对应国内消费量的进口依存度仍约70%(见图2)。
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  2019年我国乙烯产量2052.3万吨,同比增长11.5%;考虑到乙烯进口量,从表观需求角度我国还有超过10%的乙烯缺口。但是,由于乙烯运输瓶颈、商品量少,乙烯多是以下游衍生品的形式进口,如聚乙烯、乙二醇、苯乙烯等;我们对于主要衍生品的净进口量进行折算成相应的乙烯当量,估计我国乙烯当量需求超过4800万吨,则对应我国的乙烯自给率不到50%(见图3)。
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  我国石化产品总体看是“一边过剩,一边短缺”,具体说就是“低端过剩,高端短缺”,细分看则是基础化学品过剩、功能化学品短缺。具体体现:化肥、纯碱、烧碱、硫酸、农药、涂料、橡胶制品等这些传统基础化学品过剩严重;而化工新材料、专用化学品、高端膜材料、高端纤维材料有大量靠进口,每年都花费大量外汇,造成贸易逆差一直居高不下。
  我国作为制造业大国,对化工新材料的市场需求很大,而我国化工新材料产量和种类都难以满足我国高端制造业的实际需求,所以化工新材料一直是石化领域的发展重点。化工新材料产业是一个技术含量高、专为高端需求配套的产业,是国家石化产业技术水平和整体技术水平的典型代表。在最近一轮的发展周期中,石化产业布局调整和结构调整的步伐加快,炼化一体化装置集中建设,烯烃、芳烃等大宗石化产品集中投产,石化产业的规模集中度、整体技术水平以及有机化学品的自给率都得到大幅提。
  炼油/化工一体化项目给予民营大炼化企业深度调整产品结构的能力以获取更高利润的空间。相比于两桶油60-70%的成品油收率,民营炼油-化工一体化项目成品油设计收率处于40%-50%之间。在项目实际运行过程中,得益于先进的加氢裂化装置和芳烃联合装置,针对不同的市场环境,民营大炼化一体化项目可以灵活的调整产品结构(见图4)。
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  二.石化行业的一般特点与项目管理要求
  石化行业是我国的支柱产业,在国民经济发展中起着举足轻重的作用。但石化生产过程中所使用的原料、辅助材料、半成品和成品,多属于可燃、易爆物质,如原油,汽油、液态烃等;许多物料是高毒和剧毒物质,如苯、氰化钠、硫化氢等;还有一些物料属于强腐蚀的物质,如硫酸、盐酸等,这些物质一旦泄漏或处置不当就会引起火灾、爆炸和中毒危险,造成严重后果。
  在石油化工装置建设中,设备的建设是项目建设的重要内容,设备的正确采购和安装直接关系到项目的按时竣工及竣工后装置的安全、平稳运行。项目建设期的设备管理可划分为三个部分:采办支持、设备验收及安装和资料管理。石化工程项目管理是按照客观经济规律对工程建设的全过程进行有效地计划、组织、控制和协调的系统管理活动。
  1.行业标准
  石油化工行业的技术标准是经相关机构批准的、共同使用或重复使用的产品或相关工艺和生产方法的规则、指南或特性的文件。对于工程项目来说,技术标准是对设计相关的各种技术条件,包括设计对象、设计条件、设计方式等所作的规定,其目的是让相关的产品达到一定的安全要求或市场准入的要求。技术标准按其法律约束力,可分为强制性标准和推荐性标准,按级别可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准,而且技术标准有很强的时效性。
  石油化工设计是对石油化工装置的建设、石油化工装的正常运行提供有技术依据的图纸和设计文件的整个设计过程。一项完整的石油化工设计,由工艺、环保、管道、设备、机械、总图、建筑、结构、储运、仪表、电气、采通、技术经济等十几个专业的图纸和设计文件所组成。为了保证设计产品符合质量、本质安全、环保等要求,每个专业在设计过程中要采用几十项甚至上百项的国家、行业、地方和企业的标准作为设计依据。一个大型的石化设计企业各专业采用的技术标准加起来多达数千项,形成了一个庞大的技术标准体系。
  2.施工管理
  施工合同是管理的灵魂,是维持甲乙双方关系的组带。在施工过程中,以合同内容为基础实施项目管理。承包单位是合同主体。对承担的工作内容、工作范围负有主要责任。因此,承包单位在合同起草、签订、实施中应考虑时间、空间、内外部相互关联、制约等情况。在空间上,明确结构界面和工艺界面。在信息管理上,明确施工控制环节界面,内外部现场地质情况及周边环境,事先分析可能产生的不确定因素,采取有针对性的防护措施,充分发挥工作能动性。最大限度地避免在施工过程中出现不确定性和随意性。使承包单位在最小的风险环境中进行施工,确保工程目标早日实现。
  施工的策划和组织是项目施工有序开展和推进的前提条件,施工策划的具体内容安排要切合本次项目的特点要求、项目内容要详细真实全面、项目过程要具有可控性和可调节性,项目执行部门要及时、准确、全面掌握整个项目的施工进度,设备材料的供应和人员的安排变化,以保证在突发事件或意外情况下能留有一定的变动协调空间,使项目顺利进行免受影响通过项目的策划和组织,确保项目具有现实意义的可指导性,可操作性和可实现性。
  3.质量管理
  质量是企业的生命,是装置安全长周期满负荷稳定运行的基础,尤其是石油化工装置,高温高压有毒易燃。一旦由于质量原因引起安全事故,将会带来巨大损失,质量管理越来越受到管理者的重视。质量管理需要一个完整的组织机构和一系列管理程序,需要将质量规划、质量保证、和质量控制过程有机的结合起来,将质量形成过程的每一项活动置于受控状态。
  目前通行的做法是除了要求建设单位、总承包单位、施工单位和监理单位建立完善的质量保证体系外,业主再设置一家第三方检测单位,代表业主对过程质量进行抽检。一旦由于质量原因造成退货或返工,对工程进度和费用会产生严重影响,所以常常将质量与安全并重排在第一。同时,在质量计划实施控制过程中,应将质量控制的工作重点放在调查研究外部环境和系统内部各种干扰质量的因素上,要做好风险分析和管理工作,预测各种可能出现的质量偏差,并采取有效的预防措施。同时,要使这些主动控制措施与监督、检查、反馈,要发现问题并及时解决,发生偏差及时纠偏等控制措施有机结合起来,使工程项目质量始终处于项目管理人员的有效控制之下。
  4.图纸资料
  文档管理是项目管理的重要组成部分,是一个项目完成过程的书面的直观体现,它涵盖了项目从启动、制定计划、具体执行过程和阶段、质量费用进度等的控制到最后收尾的全过程的所有信息。在石油化工项目建设过程中,设备方面的资料主要包括:设计院设计的设备图纸、供货商提供的最终资料、设计变更及设备随机资料等。
  另外,随机资料的管理是设备管理的一个重要组成部分。在签订技术协议时,就应明确随机资料所需包含的内容、装订形式和份数,收到随机资料之前应明确资料的接收、审核、发放和存档办法。随机资料接收时同样应建立完备的台账,内容应包括收到资料的时间、主要内容、份数、发放办法、审核发现的问题及问题的整改情况。随机资料的审核是一个庞大而重要的工作,通过审核能重现设备的原材料采购、制造、检验和试运过程,考查其过程是否满足技术协议要求,找出设备可能存在的隐患。
  三.压缩机在石化行业的主要应用和项目难点
  石化工业大多都在采用气体压缩机,气体压缩机是对气体进行压缩,产生气体压缩能的设备。对气体进行压缩的目的是输送气体或者为化学反应创造必要的条件。气体压缩机已经成为石化装置的关键设备,大部分石化装置都有气体压缩机。炼油生产中常用的压缩机主要为催化裂化装置的主风机和富气压缩机,催化重整装置和加氢装置的循环氢压缩机和新氢压缩机,焦化装置的焦化气压缩机等。一般常用的有离心式压缩机、往复式压缩机、氢气压缩机、螺杆式压缩机等。大多数压缩机输送介质为石油混合气体、天然气、氮气、氢气、氧气、氯气、甲烷、乙烯、丙烯、氨气、二氧化氮等。
  其中,压缩空气系统是石化企业中非常重要的公用系统,为机组自动控制系统中的众多气动执行机构提供操作气源,同时还提供杂用空气。其工作的可靠性,直接影响石化企业的安全运行,对安全生产极为重要。保证压缩空气系统的安全从某种程度上讲也就是保证全厂生产的安全,因此压缩空气系统一般也被喻为工厂的“神经系统”。
  如今,炼化产业大型化的发展趋势已成为主流,这些现代石化工程建设项目属于资源、资金、技术高度密集型项目,具有项目技术复杂、单位工程数量多、生产工艺流程长、大型复杂设备多、施工技术要求高、建设周期长、参建单位多等特点。其项目建设管理与通常的项目管理相比较,还有合同管理量大面广、沟通管理复杂,利益相关方涉及的风险不确定因素多等特性。
  1.设备技术标准要求高
  鉴于石化生产装置大多数在高温、高压、易燃、腐蚀、长周期连续生产条件下,因此要求压缩机组必须做到整体性能好,效率高,结构紧凑,占地面积小,运转平稳可靠,而且可以满足各种工况的需要。
  2.项目整体周期长
  在石油化工大型项目和项目群的建设管理中的项目定义或策划阶段,需要对项目建设整个过程进行总体统筹部署,或者对工程项目的管理、组织、建设、投用的各个方面进行总体统筹,以统一工程建设的指导思想、工作方针,明确项目总体目标,对工程建设阶段做出安排和部署,对项目建设管理的各个主要方面提出原则性要求或指导性意见,从而实现项目全生命周期的统筹部署。
  项目总体进度安排,是项目总体统筹部署的重要组成部分,是基于对项目工作内容的分析,充分考虑项目群各单项工程之间内在的工艺逻辑关系和需用关系,结合项目前期准备工作的进展状态,通过科学规划和全局统筹,对项目建设时间和工作进行部署和安排,确定项目的总工期目标,明确定义出项目群的各个单项工程、主要公用/辅助和系统工程的开工、投用时间要求,并站在全局的角度,将项目总工期内的各项建设任务和重要的项目管理工作,分阶段部署到重点明确的数个阶段。
  3.项目过程管理严格
  由于项目建设的一次性,项目执行环境的不确定性,项目管理和执行主体的管理缺陷,项目执行可能遭遇的不可抗力,项目的工期限制,费用限制,质量及环保要求的限制,项目装置的大型化和项目建设条件的限制,项目存在一定程度的风险。为了更好的规避和降低项目的风险,项目开工前和执行过程中需要对项目的风险进行识别、量化。在此基础上编制项目风险管理计划,制定项目风险应以措施。
  项目合同管理是工程管理的一项重要工作,通过对合同履行进行监控、统计、分析、协调和报告,督促配合同履行的有关部门和人员,使项目合同履行活动规范化、信息化,预防和减少合同违约和纠纷,依据合同及时提出索赔申请和索赔报告,确保各类合同的顺利履行。
  4.验收要求高
  项目管理的工作始于工程项目的开始,直到工程项目的投用、考核、验收、竣工为止。项目开车管理是总承包项目管理全过程的综合阶段,是项目实施目标的检验阶段,涉及专利商、供货商、工程公司、施工分包商和建设方等诸多方面责任和协调工作。必须认真对待开车服务工作,共同保证最终总承包工程项目目标的实现。
  施工工程量完成后,组织进行“三查四定”,对查出的设计和施工漏项进行整改,进行管道冲洗、吹扫、系统气密、仪表联校、单机试车等后续工作。工程中间交接后,进行工程的联动试车和投料试生产,然后开始生产保运工作。
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  四.压缩机企业对石化业务的开拓
  1.建立专业化销售团队负责石化项目
  石油石化项目通常都作为工程类项目,从项目前期的可行方案研究讨论开始,设计方就开始和设备厂家人员进行方案、选型和设计要求的沟通。在整个项目的过程中,需要从工艺、设计、应用、安全、工程和管理等各个角度进行沟通确认,销售人员不仅要熟知公司的产品和技术,还要掌握石化的应用工艺和技术标准等。和一般的工业项目相比,供应商销售人员需要较高的整体能力和素质,才能建立起和设计、工程方的良好沟通和合作,顺利开展石化项目。
  比如,笔者所在的阿特拉斯·科普柯公司在总结多年石化项目经验的基础上,从优化流程、提高效率和加强合作等多方面因素考虑,建立专业的石化项目销售团队。团队成员都是公司内部在石化行业的资深人士,并拥有多年的压缩机从业经验,可以为石化行业客户提供专业的服务和支持。同时,公司内部定期组织团队成员进行培训,不仅进行产品和应用的知识类讲解,更关注团队成员在石化业务开展中遇到的问题,对其进行分享和讨论。公司致力于打造一只专业化的团队,加深在石化领域的应用和开发,为石化企业客户提供一流的产品和专业的服务。
  2.建立健全石化产业的压缩机产品应用体系
  国内外的石化企业都是集中建设一批生产装置,形成大型石化工业区。在区内,炼油装置为“龙头”,为石化装置提供裂解原料,如轻油、柴油,并生产石化产品;裂解装置生产乙烯、丙烯、苯、二甲苯等石化基本原料。各生产装置需要大量标准、定性的机械、设备、仪表、管道和非定型专用设备。其中,压缩机是石化工业生产中的关键设备,比如:新建一套1000万吨/年炼油厂需要压缩机30~40台;新建一套100万吨/年乙烯厂需要各种压缩机40~50台。
  对于石化企业用户在不同应用和生产工艺中,多样化的技术、压力、品质等要求,笔者所在的公司通过整合所有的内部产品、技术和方案等资源,根据石化用户的工艺需求和生产特点,建立起完整的产品方案和系统整体解决方案。在整个石化产业链中,从上游油气开采到下游精细化工提供全系列产品,真正满足石化行业用户对于压缩机的系统性需求,为用户提供一站式的解决方案。并且,企业利用自身的产品核心技术优势和完整的产品链,致力于为石油化工行业提供创新、专业的压缩气体解决方案,主要可以分为:压缩空气系统解决方案、气体压缩机、膨胀机系统方案和气体与空气净化系统方案等(见图6)。
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  3.提升产品标准和开发
  石化生产装置大多数在高温、高压、易燃、易爆、腐蚀、有毒、长周期条件下连续生产。因此石化生产用压缩机组必须做到整体性能好,效率高,结构紧凑,占地面积小,运转平稳可靠,无故障运转时间达到20000h以上,而且可以满足各种工况的需要。同时,随着石化装置规模的日益大型化,当前石化用压缩机正向着大型、系列成套、高效率、机电一体、节能环保、高可靠性、低噪音方向发展。
  面对石化行业整体对压缩机产品技术和应用要求的不断提升,笔者公司在不断研究行业用的需求和特点的同时,结合以往的应用案例、实际经验和设计标准等,进行石化行业专用压缩机产品的研发设计。2020年,在面对新冠疫情对全球产业的严重影响情况下,笔者公司仍坚持完成全新一代Chameleon系列石化机型的发布,该机型针对石化行业压缩机在安装、应用和维护等方面最新的需求,对原有的机型进行全新的设计。Chameleon系列石化机型在保持原有产品的特点和优势的前提下,加强了石化用户对设备稳定性、安全性、开放性和一体化操作的要求(如图7)。主要优势和特点如下:
  1)设备可以满足在各种极端环境条件下的使用要求,如高温、极寒、风沙、暴晒、雨淋和地震等;
  2)通过一体化的成套设计,不仅减少了用户的设计工作和安装工作,还能满足现在各种安装条件限制;
  3)设计参照API等石化行业通用标准,确保设备的可靠性、操作性和安全性。
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  4.积极参与行业活动,加强成果推广
  行业活动具有客流、信息流等高度集中的优势,是重要的行业和市场信息的集散地,企业可以进行收集和发布各种有用的信息,也可以通过和与会的专家、学者和行业专业人士的交流,了解行业现状和发展的最新信息。另外,企业还可以通过参加相关的各种活动,如专业研讨会、技术交流会和行业会议等,树立和强化企业和产品品牌,使观众对产品产生深刻的印象,不仅可以高效推广企业产品,提高知名度,还能为企业提供技术与服务的机会。
  致力于此的企业,不仅需要与国内外石化行业的知名企业一直保持着良好的合作关系,同时也需要积极参与一些有影响力的石化行业活动,和业内资深人士进行行业发展的探讨和交流,并进行信息的积聚和产品的传播。在刚结束的“中国石化创新峰会暨卓越运营论坛”上,面对国家刚刚发布的“十四·五”规划和新政,阿特拉斯·科普柯就与行业专家们一起探讨我国石化行业目前的现状和发展展望,并结合国家新的规划对企业未来的业务和发展进行畅谈(见图8)。
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  另外,石化行业协会在经济建设和社会发展中发挥了不可忽视的作用,在与政府、企业及行业相关第三方等之间的互动关系中承担了重要角色。为特定行业企业提供沟通、咨询、服务、监督、自律、协调等功能的非政府组织,是市场经济体制得以有效运行的润滑剂和推进器。同样,科研院所可以通过行业协会的平台将研发成果付诸实践,通过技术转让模式、委托研究模式、联合研发模式与行业企业进行合作;检验认证机构及标准制修订机构对于行业信息的掌握和需求动态通过行业协会能得以更及时更充分的了解。
 
  五.小结
  石化行业既是一个传统行业,在过去的数十年中已经形成了较为成熟的技术和产业链,但也是一个新兴的行业,随着各种炼化技术和应用的涌现和创新,不断推动整个行业的进步与发展,同时也为压缩机企业持续地带来了大量新的业务机会。虽然,石化项目整体的高标准、严要求对压缩机企业来说是一个重大的挑战,但对压缩机企业来说也是一次对产品、设计和管理等方面进行深度提升的难得机遇。
  随着中国又一轮石化产业升级的潮流来临,我国压缩机企业应该重视和把握好这一次时代赋予的机会,积极做好石化行业相关业务的开拓和发展,进一步提升企业在石化行业的口碑和影响力,从而为企业创造更多的业务和发展机遇。
 
  参考资料
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