关于化工园区蒸汽（能源）管理的探索

罗晓东

（河北冀衡集团有限公司生产办能源管理中心，河北衡水053000）

本文所述单位是一家大型化工集团公司，下辖复合肥、制药、氯碱和精细化工四家生产型分（子）公司。其中复合肥分公司焙烧制取硫酸装置余热锅炉副产蒸汽除自用外，富余蒸汽产能约12t/min。在集团循环经济化工园区成立前，因各分（子）公司产业空间布局分散，无配套蒸汽管道连通，生产自动化水平不高，管理运行机制不完善等因素制约[1]。富余蒸汽不能被其它分（子）公司消耗利用，不仅造成富余蒸汽放空浪费，而且需花费大量资金外购蒸汽能源保障生产系统运行，导致集团公司能源成本长期居高不下。

随着集团循环经济园区建成，各分（子）公司相继迁入园区内，根据园区内产业布局和产品能耗特点，我们对园区内各分（子）公司的水、电、天然气、蒸汽等能源介质供需管网进行了统一规划和建设，实现了分公司间能源介质的互用和互补[2]。集团能源管理中心的建立，整合了分（子）公司的DCS生产控制资源，实现了能源管理（EMS）系统对园区内各生产装置运行、蒸汽管网的实时监控和集中调度管理[3]。这些管理举措的实施不仅实现了集团园区富余蒸汽的全部自用、避免放空浪费，实现了园区内蒸汽能源介质的供需平衡；而且也保障了园区各生产单元的稳定运行，为实现集团整体利益最大化发挥了积极作用。

1 构建蒸汽管网网络，提高自动化控制水平

集团循环经济园区立项之初，本着“自产为主，外购为辅，管路简捷、经济适用”的原则，对自建蒸汽管网路径、管径、防腐保温材料、计量结点、自动控制等工程项目进行科学设计，精心规划。随着集团能源管理中心（EMS）系统的建立，经过不断的技术革新和优化改造，最终实现了园区蒸汽能源供需的远程调度调节和自动化管理，复合肥分公司富余蒸汽的全部自用，避免了放空浪费。具体经验措施如下。

1.1 复合肥分公司作为园区自产蒸汽供方主体，自行架设管径159mm蒸汽主管至氯碱、精细化工、制药三分公司（蒸汽需方）厂界围墙处，与蒸汽需方厂内蒸汽管网连通，构成园区内的蒸汽管网系统。蒸汽供/需单位根据生产装置蒸汽时耗，选择合适的蒸汽管径和配套阀门、计量仪表，避免因管径，阀门组件型号规格不适、仪表量程不符，导致蒸汽在管网内传输时压力波动、流量不稳，影响需方生产系统稳定性。

1.2 蒸汽供方在培烧制取硫酸装置余热锅炉后设置蒸汽减温、减压装置和分配台，根据需方要求通过自动补水调温调压器将过热蒸汽温度调节至180～210℃范围，压强调节至0.7～1.0MPa范围。在分配台外供蒸汽管道各分支处安装自动调节阀，根据各需方不同的生产需求用量，进行远程调节控制。供需双方分别在厂界蒸汽主管道和本单位蒸汽管网连接处安装规格、型号一致计量主表和副表，减小不同型号流量计间仪表系统误差，提高计量精度，以利于供需双方计量结算[4]。

1）借鉴本地区供热公司远程集中供热蒸汽管网保温的经验，采用新型保温材料和技术方案对园区蒸汽管网保温进行升级改造，采取自里向外三层硅酸铝卷毡+反射膜包裹+钢带紧扎技术方案。

①第一层硅酸铝卷毡、保温厚度50mm，外加高温反射层+19mm钢带(宽20mm)扎紧（1m扎4道）。

②第二层硅酸铝卷毡、保温厚度50mm，外加低温反射层+16#铁丝扎紧（1m扎4道）。

③第三层硅酸铝卷毡、保温厚度50mm，19mm钢带(宽20mm)扎紧（1m扎4道），外加耐高温双层气垫膜（作用：反射高温蒸汽辐射，保持管网温度，阻止外层雨水侵入）

④第三层外用0.5mm厚镀锌钢皮包裹，要求保温之间纵缝、环缝相互错开，保温反射膜之间搭接长度50～80mm，钢带捆扎紧实，降低管道热量散失，减少蒸汽损耗。

2）选取蒸汽用量大、管道输距长，具有典型代表性的制药分公司蒸汽管网保温改造前后管网温度做对比分析（温度点取值时间随机），具体数据见表1。

由表1可知：保温改造前后蒸汽主管道入出口温降差均值提高了11.2-6.1=5.1℃，说明新型保温材料和保温技术方案的运用实施，一方面减少了蒸汽长距离输送过程中较大的热量辐射损失，保温效果比原有普通保温棉技术方案要好[5]。另一方面表明在保持蒸汽压力稳定状况下，复合肥分公司可以以较低的蒸汽主管入口温度（190℃左右）对外输送，保障制药分公司生产所需（蒸汽温度185℃左右），既进一步提高了供方现有存量富余蒸汽的利用率，又降低了需方的产品能耗，基本达到了保证集团循环经济园区内企业互惠共赢、经济效益最大化的目的。

1.3 为实现园区蒸汽的有序调度，减少供需双方计量纠纷，蒸汽管网上的计量主表和副表全部采用具备无线传输功能的自动化流量计，管网内蒸汽的压力、流量、温度、瞬时和累计流量在线数据信息[6]连接到集团能管调度中心数据服务器。通过EMS系统大屏控制系统，集团能源管理中心调度实时监控园区内蒸汽管网的运行参数，以利于协调控制，保持管道内蒸汽介质输送平稳，保持蒸汽管网系统运行动态平衡，提高能源管理效率[7]。

2 建立实时监控平台，强化蒸汽供需计划

2.1 能源管理中心通过EMS信息系统管理平台对集团水、电、煤、蒸汽等能源进行集中调度、集中管理、分散控制、保证企业能源生产、转换和消耗的平衡；减少能源浪费，合理利用，真正做到节能减排[8]。能源管理（EMS）系统实时监控蒸汽管网中供需双方重要节点的蒸汽压力、温度、瞬时流量、累计流量参数信息[9]，协调蒸汽供/需方调度精心组织生产，减少开停车频次，尽量错开用汽高峰，削峰填谷，防止蒸汽管网出现过载或负压，避免蒸汽放空，减少能源浪费。遇突发生产装置停车，蒸汽供需矛盾突出时，能管中心调度将直接管控供需双方厂界处自动阀门开度，按能源管理预案，合理调配蒸汽供需，满足园区生产需求。

2.2 集团能源管理中心协调蒸汽供需双方做好蒸汽计划，每月25日前制定下月供/需蒸汽计划，每周五前制定下周供/需蒸汽计划，同时上报上月或上周计划完成情况至集团能管中心，如未完成需要说明原因，并制定改进措施。能管中心审核备案后，在能源管理EMS系统发布实施，各单位严格按计划执行。如果遇到供/需方临时开停车蒸汽用量波动较大时（超过额定蒸汽用量计划20%时），责任单位必须及时通知蒸汽供/需关联方和集团能管中心，能管中心进行协调调度。

3 完善能源管理制度，明确计量管理职责

3.1 依照计划优先、集中调度，杜绝浪费的管理原则，根据工作实际情况，能管中心及时修订完善能源管理制度细则[10]，加强对蒸汽供/需方开停车计划的管理，以便于供/需方安排生产负荷计划和外购蒸汽量计划。供/需方停车维修计划需提前3d报集团能管中心。供/需方定期对本厂区内蒸汽管网保温和阀门仪表进行检查、维护和保养，防止蒸汽泄漏，保持计量准确。冬天采暖期间，当供方富余蒸汽不足、外购蒸汽短缺，能源管理中心按照集团蒸汽能源管理预案，合理调配现有蒸汽资源。

3.2 蒸汽供需方在蒸汽管道出厂界处安装的计量主、副表作为蒸汽计量、结算依据，当计量出现误差，双方均可向能管中心提出对计量主表进行校验。

3.3 园区蒸汽能源管网上统一安装E+H生产的涡街式蒸汽流量表，计量主/副表参数设定由供方、需方、集团能管中心三方确定，保持供/需双方蒸汽压力、温度、流量参数计量修正补偿值一致。计量数据上传至能管中EMS系统数据库，为集团能源管理分析和预测提供数据支持，为集团能耗对标工作的开展提供科学依据。

总之，国家“十四五”规划纲要中提出的实现碳中和目标、绿色发展，培育节约循环利用的能源发展理念，为企业今后的能源管理工作指明了方向[11]。我们应积极践行绿色低碳发展理念，不断创新能源管理措施，推动集团园区循环经济高质量发展。