我国石化装备现状
(一)国家新出台了一系列装备有关政策
2024年,国家新出台了一系列装备的有关政策,主要包括:国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》、工信部印发《关于进一步完善首台(套)首批次保险补偿政策的意见》《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》《中国首台(套)重大技术装备检测评定管理办法(试行)》、工信部等七部门印发《推动工业领域设备更新实施方案》、工信部部署20项重点任务打造“中国制造”品牌等,为石化装备发展提供了强有力的政策环境。
(二)我国石化装备生产运行情况
据统计,2024年1—11月,我国石化装备产量143.6358万吨,同比减少3.51%。石化设备行业营业收入同比减少2.8%,利润同比增长6.43%,石化设备行业出口交货值比上年同期减少5.89%。
石化设备出口同比保持增长,石化设备重点出口商品2024年1—11月出口额超过亿元以上的国家由2023年的26个增长到2024年的30个,净增加了4个国家。排在前五名的国家分别是美国、俄罗斯、墨西哥、马来西亚和印度尼西亚。重点商品出口石化设备类有4种产品:热交换装置、精馏塔、加氢反应器和提净塔。
(三)石化装备产品的进展
经过多年努力,我国石化装备制造业持续开展技术创新攻关,同时,加强引进国外先进技术的消化吸收再创新,成功研制了千万吨级炼油成套设备、百万吨级大型乙烯成套设备、百万吨级PTA成套设备、大型煤化工成套设备,炼油装备国产化率达到94%,乙烯装置装备国产化率达到87%,提高了重大石化装备的国产化与自主化,部分石化装备产品已达到或接近国际先进水平。
2024年我国石化装备又取得了一批新成果,例如,沈鼓集团承接了全球最大乙烯装置——中海壳牌160万吨/年乙烯三机组;中国寰球工程公司乙烷制乙烯技术装备取得突破;中国一重集团有限公司承制的世界最大3000吨级锻焊加氢反应器批量化交付;陕鼓研制出“净化+双离心压缩”节能降碳产品;兰石重装承制四川盆地气田项目高含硫工况设备;上海神开石油化工装备股份有限公司完成的中石化齐鲁石化进口汽油辛烷值机和柴油十六烷值机国产化升级改造项目顺利交付,江苏贝特管件有限公司研制全球最大1.6米旋转补偿器模拟试验装置;宝山钢铁股份有限公司研制乙烯裂解装置裂解气急冷器换热管替代进口;合肥通用院研制聚乙烯装置超高压反应釜并实现国产化应用;山东豪迈公司研制中沙古雷150万吨/年乙烯项目丙烯塔出厂,国产化装备在有效降低采购成本的同时,缩短制造周期,效果显著。
(四)石化装备科研成果
我国通过强化科技创新,开展基础研究、消化吸收再创新等,石化装备技术受限问题持续解决,以大型压缩机、挤压造粒机等为代表的新产品,全面实现国产化,2024年,长寿命大型乙烯裂解反应器设计制造与维护技术获国家科技进步一等奖。
(五)数字化转型有效推进
随着信息化深入,智能化发展效果显现,例如,国内涌现了一批智能化成果。
中国石油宝石机械有限公司通过实施“黑灯工厂”和“机器人自动化焊接”,成为行业内首条集5G、“互联网+”、人工智能等新技术为一体数字化智能柔性生产线;广东石化分公司研制出首台塔壁吹扫“爬壁机器人”。
中石化集团在中科炼化建设全球首个数字孪生智能乙烯工厂;湖南石化自主研发炼化装置泵群智能巡检机器人;广西南宁石油南站西加油站首款智能加油机器人投入试运行。
中国海洋石油集团有限公司所属海油工程天津智能化制造基地正式投产,创新应用“海洋油气装备大规模机器人焊接”等10项国内“行业首次”先进技术,实现了海洋油气装备制造工艺管理数字化、生产任务工单化、生产设备自动化和生产过程可视化。
(六)注重产品节能环保
为满足石化行业节能环保的装备需要,国内装备企业进一步提升产品,涌现出一批节能产品,例如,热效率达到95%的炼油加热炉、高效分壁塔、焦炉煤气综合利用的“净化+双离心压缩”、新型催化裂化专有设备等,在炼化企业节能环保中起到了重要的作用,取得良好的效果。
(七)标准化工作取得积极进展
1.石化装备标准化包括3个层级
我国石化装备的标准化层级主要包括国家标准、行业标准和企业标准三个层级,涵盖多个专业领域,除了国家标准外,行业标准,如,由中国石化广州工程公司主编的11项石化行业标准,于2024年10月1日实施,涵盖设备、工业炉、给排水等专业;企业标准,如中国石化炼化企业设备检查细则等,由企业内部制定和实施,用于规范企业内部的设备管理和操作标准。
2.标准化数量
截至2024年底,中石协标准化管理委员会已组织制定并发布了57项团体标准,例如,《炼油与化工企业设备完整性管理体系要求》《炼油与化工企业设备完整性管理评价标准》《炼油与化工装置设备可靠性数据收集规则》《炼油与化工装置设备缺陷分类方法》《炼油与化工装置烟气轮机运行管理规范》《炼化企业高危泵机械密封技术规范》《炼化企业离心压缩机干气密封技术规范》《炼油与化工裝置离心式压缩机组在线监测系统技术规范》《炼油与化工裝置机泵在线监测系统技术规范》《炼油与化工装置设备润滑管理技术规范》《炼油与化工装置机泵设备维修质量评价》《炼油与化工设备腐蚀在线监测技术指南》《炼油与化工装置定点测厚管理指南》《低负荷生产条件下炼油装置防腐蚀导则》《炼油与化工装置停工全面腐蚀检查指南》《加氢装置高压空冷系统运行及管理技术规范》《炼油与化工装置细小接管完整性管理指南》《炼油与化工装置安全仪表系统安全完整性等级(SIL)评估技术规范》《炼油装置工艺防腐蚀精准加注技术规范》《炼油与化工装置全流程自动控制水平提升管理规范》《炼化企业故障强度评定标准》《炼化企业保运服务绩效评价标准》《炼化企业联锁可靠性设置规范》《液氢生产、储运和应用安全技术规范》等,这些标准旨在推动行业的技术发展和标准化,在行业内得到了广泛的推广和应用。
石化装备发展面临的形势
1.满足国内石化行业发展,石化装备自身还存在短板
近年来,我国石化装备制造业在一定程度上支撑了我国炼油和乙烯产业的发展,但是目前,乙烯下游装置的部分装备一直依赖进口,例如,高压聚乙烯装置反应器;EVA装置釜式反应器,目前釜式反应器壳体部分已能国内设计制造,但核心电机部分仍需引进;EVA/LDPE二次压缩机(出口压力300MPa)处于国产化研究阶段(出口压力达260MPa以上);PTA空压机,国外产品(流量620t/h;功率59000kW;多变效率89%)采用四合一机组,而国内产品(流量280t/h;功率27925kW;多变效率87%)采用三合一机组,差距较大。
此外,部分基础材料(高端柴油机和机组、电控系统变频器)等与国际先进对比,存在较大差距。
2.科技创新存在薄弱环节和短板
一是我国石化设备在基础创新方面,特别是原创能力上,相较于发达国家仍存在一定的差距,基础创新仍局限于以降低成本、提高可靠性、创新发展缺乏源动力,缺少原创技术;二是部分关键核心装备仍依赖国外制造,超高温、超高压装备、特殊仪表及控制系统等还存在技术瓶颈,大型压缩机等方面与国外制造存在一定差距;三是重大设备的软件技术开发,基本上仍停留在模仿开发阶段,二次开发能力比较差等。
3.数智化转型存在的问题
目前,在设备信息化建设方面,仅部分设备制造企业建成了装备制造ERP、产品数据管理PDM、生产运行管理MES等系统,DCS、ESD,SIS等炼化行业控制系统的替代进口工作仍处于起步阶段。国内数字化基础相对薄弱,石化装备智能化程度普遍较低。
4.绿色化发展存在的问题
石化装备绿色低碳布局刚刚起步,高能效、低排放的高端装备短缺,装置电气化率水平较低,支撑石化装备转型升级仍存在薄弱环节。
5.国际合作问题
海外市场受国际上地缘政治、安全环境、贸易摩擦、货币结算等因素影响较大,不确定因素较多,特别是石化装备所涉及的地区多为不发达地区,这些影响会更加大一些。
石化装备发展展望
(一)实施技术创新,开展核心技术攻关
以关键核心技术攻关提高自主可控能力。深入推进重点领域和关键环节核心技术攻关工作,充分发挥政策和市场作用,将短期利益和长远利益相结合,自主研发和国际合作相结合,加快攻破技术受限问题,
加强技术创新,推进石化高端装备发展。改造提升传统优势装备性能,创新发展新兴高端装备,加快布局战略前沿装备;确保石化高端装备自主可控,提高石化装备产业链供应链韧性和安全水平。
(二)优化产品结构,发展高端化
石化装备着力发展千万吨炼油成套装备、特殊装备、大型乙烯裂解炉、大型板翅式冷箱、350MPa超高压反应器、聚丙烯环管反应器、带搅拌桨的各类聚合反应器、重型螺旋卸料离心机、百万吨以上乙烯所需的关键“三机”——裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机、大型透平压缩机组、大型低温球罐(-30℃,1.72MPa)等及有关的节能、环保装备;煤化工装备重点是煤炭清洁转化装备;继续推进重大炼化装备国产化,提升整机的国产化率;推动高端装备比重持续提升,不断向产业链价值链高端攀升,助推行业高质量发展。
(三)积极推进数智化发展
大力发展智能制造装备,聚焦感知、控制、决策、执行等核心关键环节,推进产学研用联合创新,攻克智能制造关键技术。制订适合中国国情、顺应企业特点、融合先进制造技术、优化与集成的石化装备制造业应用软件框架体系,以数据库为系统集成核心,应用信息技术及先进制造技术,以实现产品开发、工程设计、经营管理、质量控制与制造自动化的集成制造系统。
(四)发展新型节能环保低碳的设备
(1)发展绿色环保装备。重点发展污染治理机器人、基于机器视觉的智能垃圾分选技术装备、干式厌氧有机废物处理技术装备、高效低耗难处理废水资源化技术装备、非电领域烟气多污染物协同深度治理技术装备、高效连续的挥发性有机物吸附-脱附、蓄热式热氧化/催化燃烧技术装备。
(2)发展节能装备。一是推广节能低碳技术装备。加热炉、开展精馏系统能效提升等绿色低碳技术装备攻关,加强成果转化应用。二是加快对燃油、燃气、燃煤设备的电气化改造。三是实施高效催化、过程强化、高效精馏等工艺技术改造,以及废盐焚烧精制、废硫酸高温裂解、高级氧化、微反应、煤气化等装备改造。
(3)发展机械行业节能降碳装备。持续推进基础制造工艺绿色优化升级,实施绿色工艺材料制备,清洁铸造、精密锻造、绿色热处理、先进焊接、低碳减污表面工程、高效切削加工等工艺技术和装备改造。
(五)持续开展标准化建设
质量品牌培育工程。实施高端石化装备制造工艺优化和质量提升行动计划,建立完善质量标准体系和安全体系,开展高端装备制造业标准化试点。支持企业加强对产品全生命周期和全供应链的质量控制,鼓励企业开展国际质量认证,引导支持企业参与国际、国家、行业和团体标准制定,提高行业话语权,助推产业转型升级。开展品种、品质、品牌“三品”专项行动,完善品牌管理体系,培育国际知名自主品牌,争取更多产品进入行业名牌和机械工业优质品牌。支持企业、协会抱团参加国内外会展,开拓品牌传播渠道,扩大品牌影响力和知名度。
(六)开拓国际市场
加快海外布局,开拓国际市场。重组整合各企业现有海外营销资源,在现有海外机构基础上,调整优化营销网络布局和功能;大力实施过剩产能转移,加快发展海外集成组装和制造业务;加快国际化营销队伍的培养,同时加快海外各地区国际石化公司以及油气服务公司的供应商资格认证,加强电子商务平台、信息化建设。
2025年是我国“十四五”规划的最后一年,也是谋划“十五五”发展的关键一年,石化装备应在现有基础上,抓住发展机遇,面对挑战,积极进取,重视创新驱动,实现石化装备行业的转型升级,为我国石化工业的高质量发展提供有力支撑。