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中国IT节能行动系列报道之三――化工行业
滚滚的浓烟、刺鼻的气味、浑浊的污水,这就是传统的化工行业留给我们的印象.如今,在节能减排的宏观形势下,传统化工亟待颠覆,“绿色化工”已成为全行业的目标和关注焦点.
“吃喝拉撒睡,人类哪一样都离不开化工行业!”中国化工信息中心副主任李中指着身上的衣服以及办公室内的桌椅、电脑对记者说.
化工行业作为国民经济中的支柱产业,关系到日常生活的方方面面.但是化工行业给人留下的印象大多是高能耗、高污染,特别是一些恶劣的化工安全事件给人们留下了痛苦的回忆.2005年11月13日,中石油吉林石化公司双苯厂由于相关生产操作人员关闭阀门的操作失误,导致反应釜内物料过热,进而造成反应釜爆炸,此后又连续引起了继发性的爆炸和着火.爆炸事故发生后,大量苯类污染物流入第二松花江,引发了严重的水质污染.
近年来,拉动我国经济增长的“三驾马车”――消费、投资和出口――继续保持强劲的增长动力,消费结构升级引导投资结构、产业结构调整步伐加快,再加上国际原油价格波动,化工行业节能减排、保护环境的压力越来越重,对于整个化工产业结构调整和未来的经济运行都提出了更高的要求.
因此,“绿色化工”正在成为整个化工产业所关注的重点.20世纪末,400多名世界著名的化学、化工专家共同提出发展“绿色化工”的概念,并确定了资源能源消耗最小化、零污染、产品可回收循环利用等原则.
据李中介绍,作为流程型制造企业,化工行业需要消耗巨大的能源,生产的排放物中有很多是有害气体.所以,安全生产、节能减排、环境保护成为“绿色化工”的三大核心应用.信息技术已经在这三大应用中扮演了重要的角色,很多企业都在生产控制领域、生产管理领域和生产经营领域分别实施了DCS（DistributedControlSystem,分散控制系统）、MES、ERP等信息系统,加强了信息化建设工作.
确保安全是绿色的前提
整个石化产业属于高危行业,绝大部分化学品都是易燃易爆的,并且很多产品都具有一定的污染性,再加上化学品生产过程比较长,所以生产、储运和使用等诸多环节都面临着燃烧、爆炸、中毒、腐蚀等多种安全风险.
李中表示,化工安全事故的原因复杂,除去一些管理问题、员工素质问题以及设备老化等原因之外,超过70%以上的事故原因都是由于现有设备存在一些缺陷,或者是在生产过程中操作失误造成的.“所以,绿色化工首先要解决安全问题,安全问题解决好了,才能确保化工企业的生存,这是前提条件.”李中强调.
解决化工安全生产问题的切入点在哪里?李中认为,一方面是以预防为主,利用IT技术建立一套监控运行体系；另一方面是利用信息化手段,一套安全处置的信息系统.
李中告诉记者,目前化工行业中70％的生产设备及大型装置基本上都使用了DCS技术,MES在国内大中型化工企业里的使用率也达到60％.这些应用能使企业逐步积累起一些对整个生产过程或者生产稳定状态的连续性监控、监测和控制的数据.通过将这些数据压缩,再进行优化处理和分析,然后再在此基础上开发相应的监控软件,配合监控系统,就能够比较有效地建立起预警监测系统.这样,生产过程中一旦发现异常情况,控制人员可以通过对历史数据的比较分析,了解这种异常情况可能会连带造成什么样的影响,从而及时发出预警,并对有关操作人员进行相应的提醒.
对于吉林双苯事件,就曾有专家认为,根据当时的数据分析,如果有IT系统来支撑的话,事故是完全可以避免的.
据李中介绍,在目前的实际生产中,除了在生产控制台的计算机中弹出窗口提醒操作人员之外,还有很多化工企业已经开始通过一些网络系统,包括企业内部的网络系统,甚至手机短信,对各级人员进行提醒,实现多级提示.如果一线操作工人对于紧急情况没有采取相应措施,过几分钟之后,监控生产过程的计算机系统就会再次发送短信息,提醒车间主任级别的管理人员；如果还没有采取措施,就会马上向更高一级管理人员发送警示信息.这样就能及时发现某些事故的隐患,并采取处置措施.
荆门石化信通中心计算机站主任刘永捍告诉记者,荆门石化不但在一些大型设备上配备了视频设备监控设备的安全生产状况；而且,还在压缩机等重要的生产设备上投入了近百万元,安装了一批设备状态检测仪,对设备的震动、位移等数据进行实时监控.一旦有异常情况出现,振动曲线、频谱分析图等数据会马上通过网络汇集到信息中心,再通过内部网络汇报给各级管理部门.
除了在预警方面下功夫外,安全事故一旦发生,如何将损害降低到最低限度,也需要有一套完备的应急处置系统.
李中介绍,国内曾经发生过一起氯气运输途中泄漏事件,由于缺乏相应的应急处置信息系统,以至于延误了四五个小时的救援时间,使得氯气大量泄漏以后,造成29人死亡.“如果我们有一个很好的应急及救援处置信息系统,在系统中建立一些危险品的数据模型,结合GIS（地理信息系统）、GPS定位和碰撞传感器等设备,一旦发生事故,相应的信息系统能够实现联动,通过网络给在一线进行救援、后台进行指挥的各级相关人员提供相应的信息,包括危险品的理化性质、毒性、危害、救援处置办法等.”毕竟专业的救援人员有限,普通的人员如果一步步按照信息系统中的应急处置程序处理,上述的氯气泄漏事件就不会造成这么大的人员伤害.
据了解,目前化工信息中心已经研发了化工危险品处置信息系统和安全处置模拟训练系统.
节能降耗是变绿的过程
节能降耗,是全世界所有化工企业面临的重要问题.“化工行业是我国能耗、物耗最大的产业之一.”李中介绍,与国际水平相比,中国的化工企业在能耗方面还有很大的差距.中国的能耗水平是全球平均水平的2.2倍,是发达国家的5～10倍；主要化工产品的单位能耗比国际先进企业要高出20%～69%左右,平均值要高40%左右.李中说：“我国很多化工产品都是所谓的原材料或者粗加工产品,高能耗的情况非常普遍.”
国家“十一五”规划中提出,GDP能耗比2005年降低15%～20％.这个目标对于整个化工行业来讲既是一个挑战,也是一个机遇.
济南石化公司信息中心主任高翔认为,“随着信息化水平的不断提高,化工企业的管理水平也在提高,自然会产生降低能耗的需求,企业的经济效率也就自然提高了.”李中表示,除了要在物耗管理领域提高信息化水平,采用能源监管、MES等手段,提高企业的节能降耗水平之外,还可以采用流程模拟、实时优化等技术,通过提高过程控制的信息化管理水平,配合ERP和供应链管理,提高能耗利用率.
李中透露,最近几年,石化企业围绕质量交换网络,通过IT技术采用“夹点技术”,在节能降耗方面取得了非常好的效果,节能可以达到20%的效果,节水可以达到20%～50%的效果.通过这种方式,大港石化一年就产生了150多万元的收益.
保护环境是绿色的目标
吉林双苯事件后,国家环保总局曾向新闻界通报,环保总局对各大水域内价值4500亿元的化工项目进行环境风险排查,中期结果显示,各大水域的化工石化行业均存在较大的布局性环境风险,相应的防范机制存在明显缺陷.因此,只有实施“规划环评”,才能从源头上防范环境风险,真正维护公众的环境安全.加快化学工业发展,必须以搞好环境保护为前提,化工生产建设必须与环境保护协调发展.
李中认为,环境保护对于化工企业而言,不是一个技术问题.从企业开始设计的时候,就可以通过大量IT技术的应用,考虑如何更加环保、更加绿色.基于IT模型,可以模拟出企业的运行状态,搞清楚整个系统如何才能更加完善,从而实现能耗最低；利用IT系统,还可以对一些实时动态污染物的排放量进行监测.目前,很多化工企业已经建立了大气监控点、污水排放监控点,利用视频系统和IT系统的结合,实时监控整个企业的生产环境,一旦发生污染物泄漏,能够及时预报.
另外,现在有很多企业还通过建立监测点,与工厂周边的社会信息系统整合在一起,一旦发生泄漏等环境污染事故,可以做到第一时间发现,第一时间处治,以保证对环境产生的影响最小.
据刘永捍介绍,荆门石化已经建立了40个环保监测点,这些监测点会自动收集气体排放的数据,并加以分析,再将分析结果汇总到荆门石化信息中心,最后通过内部网络发送到各个管理部门,同时还会直接上报给中石化总部.
采访手记
神奇的绿色化工
说到“绿色化工”,不禁让记者想起全球最大的化工企业――BA.2006年夏天,记者有幸参观了BA位于德国路德维希港的总厂.在参观之前,记者根本没有想到世界最大的化学品生产基地,会坐落在路德维希港这样一个安静的城市.在距离生产基地不到5公里的森林公园中,经常会有鹿等野生动物出现,流经路德维希港的莱茵河上也是水鸟成群.
BA位于路德维希港的总厂,占地面积达7平方公里,有员工5.5万人.在德国,十万人以上的城市就可以称得上大城市了,所以,整个工厂就如同一座“小城市”.
这座“小城市”共有1750座建筑、100公里的街道、200公里的铁轨、2500公里的管道,建有5座发电站.但是,在两个多小时的参观时间内,在这样一个“化工城市”没有给记者留下任何“化工”的印象,没有乌烟瘴气的浓烟,没有刺鼻的气味,没有横流的污水,没有滴漏跑冒的管道,厂区的生产大都通过计算机控制完成.
如此悠闲的画面,在很大程度上是源于BA长期以来对于“绿色化工”的重视.据了解,在新品研发中,BA50%的资金投入会用于产品对环境影响的评价,实际研发费用和产品化的费用只占到10%和20%.
在参观中有一个特别安排,就是参观德国第一幢“3升房”,所谓“3升房”,就是BA利用自己的资源和技术优势,将一幢已有70年历史的老建筑改造成了一幢节能而且低污染的房屋,其采暖耗油量从过去的20升降到了3升,同时二氧化碳排放量降至改造前的1/7.（汤铭）