大量机械低效运行 老旧装备如何迎来“第二春”

我国大量机械设备要么运转效率低，要么“带病作业”。专家建议，必须实施面向工业设备全生命周期的绿色工程科技发展战略-

■我们的记者齐鲁

“炼油和化工行业近万亿资产处于亏损状态，去年前10个月，101家钢铁公司亏损720亿元……”中国工程院院士高晋吉在第217届中国工程科技论坛上提交的这组数据非常令人难过。

中国的制造业已经超过美国，位居世界第一，但规模很大，但并不强大。"我们不能总是依靠扩大生产规模来实现经济的快速增长."高晋吉指出，要把绿色工程科技的发展战略贯彻到工业设备的整个生命周期。

机械设备运行中的“五个傻瓜”

根据生产方式，工业领域可以分为两类。一类是不间断连续生产方式，如石化工业，称为流程工业。另一种不连续生产的方法，如汽车制造，被称为离散工业。

“大量机器和设备长期以来运行效率低下，偏离了设计条件，故障时有发生。这是中国流程工业的一个普遍问题。”高晋吉说。

以石化行业为例，压缩机综合能效比国际先进水平低5% ~ 10%，风机实际能效仍比国外低3% ~ 5%。某大型石化集团炼油工段压缩机故障率达到30%，而另一大型石化集团因压缩机故障造成的计划外停机占13%以上。

"工作人员和过程总是不协调."高晋吉总结了“五大傻瓜”现象:首先，无论过程中需要多少，所有的供给都将满负荷，剩余的将返回或清空。其次，无论进气道载荷如何变化，即使发生不稳定，结构和运行参数也将保持不变。第三，过程异常，在工作条件下可能发生事故和误操作，但操作仍在开始或继续。第四，如果有故障，不顾危险停车。第五，有失败的征兆。只要参数或结构稍有改变，就可以抑制故障的发生，而不管其发展如何。

“大马拉车”的尴尬

这些“大而愚蠢”的现象仍然非常普遍。

例如，冶金工业。冶金自动化研究设计院总工程师李崇建直言不讳地表示，经过30多年的快速发展，冶金设备的技术水平有了很大提高。然而，普遍存在着贪婪求洋的心态，设计和施工理念不科学，设备运行中的“大马和小汽车”现象严重。

李崇建表示，国内冶金设备和生产技术的结合还远远不够。例如，尽管炼钢除尘风机采用变频节能，但大多数风机只运行两档。目前，产能过剩，企业利润下降，设备维修和备件更新困难，大量设备“带病运转”。

对于工业设备来说，运行是其设计和制造的目的，也是发挥其效能和创造价值的阶段，其中绿色运行至关重要。这个真理不仅被专家理解，也被企业理解，但为什么不呢？

在分析问题产生的原因时，高晋吉认为，很多单位片面追求产能预留和设备设计效率，而在设备的设计、选择和订购上却忽略了与生产过程的匹配，造成了“大马拉小车”现象，运行条件远离设计条件。许多在役设备缺乏健康和能效监测及智能控制系统，无法监测预警故障，设备的运行状态无法根据生产负荷的变化进行自适应调整和控制。企业设备管理部门只负责维护和安全，节能部门只重视工艺系统的节能，不重视设备运行的能效监测和评价以及节能评估；该国缺乏在役设备运行能效的监测和评估系统及评估系统，也没有相应的法规和技术标准。

在役设备的再制造

与流程工业相关的生产企业面临着风险与收益的平衡问题。如何打破这个瓶颈？在役设备再制造是重要途径之一。

在役再制造工程是在健康和能效监测与诊断的基础上，对老旧、低性能、故障频繁、落后的在役设备进行个性化再设计和升级，使其与生产过程相协调，显著提高其健康、效率和智能化水平的一系列技术措施或工程活动。

中国石油锦州石化公司总工程师袁庆斌表示，在役再制造不是简单的技术改造。在役再制造可以彻底改造旧的和过时的在役设备，使其年轻化，并大大提高健康、能效和智能。这是实现更清洁、更健康、更安全和可持续发展的重要措施。

例如，锦州石化公司炼油能耗从2010年的65.88公斤标准油/吨下降到2015年的62.48公斤标准油/吨，累计节能10.1万吨标准煤。其中，以在役再制造理念完成的石化设备节能技术措施贡献率达到55.92%。

中国工程院副秘书长吴指出，实施基于工业互联网的设备健康与能效监测诊断和在役再制造工程，提高设备的技术性能和智能化水平，充分发挥现有设备的作用，是我国流程工业和装备制造业加快经济结构调整、转变发展方式的必由之路。

工业和信息化部节能与综合利用司司长高也表示，通过设备健康与能效智能监控和在役再制造项目，可以降低生产成本，促进产业技术升级，推动相关产业节能减排。“在役再制造市场前景广阔，相关产业发展前景广阔。”

为此，今年中国工程院在前期战略研究项目“中国流程工业绿色智能设备科技发展战略研究”的基础上，设立了一个咨询项目。

《中国科学日报》(2016年1月26日，第4版)