葉向東

(中國石化工程建設(shè)有限公司，北京 100101)

近十年來，中國新建和部分改、擴(kuò)建的千萬噸級煉油廠以及相應(yīng)的百萬噸級乙烯化工廠采用了單層次集中管理的運(yùn)行模式，如： 不設(shè)工藝車間運(yùn)行編制，工廠生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度直接根據(jù)集團(tuán)公司的加工要求下達(dá)運(yùn)行操作指令；不設(shè)儀表車間等維修編制，采用委托外部公司維護(hù)和保養(yǎng)的方式。在減少了工廠人員編制、提高勞動效能的同時，也產(chǎn)生了技術(shù)水平下降、維護(hù)粗放等一些新問題。

國際上，歐洲、美國和日本近二十年來很少新建煉油廠，多數(shù)為改、擴(kuò)建工程，情況與中國以往的多數(shù)煉油廠相似，中國石油化工工廠面臨的問題，歐、美、日等國家同樣存在。國外跨國石油公司的新建煉油廠大多建在中東和第三世界國家，部分就建在中國，運(yùn)行和管理模式的變化與中國近十年所建的石油化工工廠類似，但由于項目背景，地域，經(jīng)營方式、市場行為的不同，存在一些差異，且有些差異是截然不同的。分析和研究中國石油化工項目建設(shè)過程與國外同類工廠和項目的差異，有助于中國石油化工工廠儀表及自動化系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)。

1 儀表及自動化系統(tǒng)在現(xiàn)代石油加工廠中的作用

為了實現(xiàn)自動化控制管理目標(biāo)，自動化控制系統(tǒng)的基本要素是安全、可靠、有效、穩(wěn)定、實時和準(zhǔn)確。為了充分挖掘工藝流程和設(shè)備潛力，自動化控制系統(tǒng)的功能在過程控制的基礎(chǔ)上向數(shù)據(jù)化、信息化工廠延伸，在實現(xiàn)穩(wěn)定、便利、靈活操作的同時，分散了異常工況的風(fēng)險，并按照不同管理部門的關(guān)注和需求對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、提煉、加工和集成。

石油加工過程的流程經(jīng)濟(jì)收益特點：“經(jīng)濟(jì)收益”是“過程穩(wěn)定”的函數(shù)。中國石化工業(yè)近十年來新建的一批千萬噸級煉油廠、相應(yīng)的百萬噸級乙烯化工廠以及一些加工進(jìn)口原油、改善加工適應(yīng)性的大型改、擴(kuò)建項目，充分證明了這一點。國外的石油加工廠更是強(qiáng)調(diào)以穩(wěn)定運(yùn)行為基礎(chǔ)，這與近年來國內(nèi)流行的一些供貨商的宣傳相悖。

工藝流程是工廠獲取效益的關(guān)鍵，如果加工流程不合適，就不可能有經(jīng)濟(jì)效益。自動化儀表和過程控制系統(tǒng)是工廠自動化的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定工藝過程運(yùn)行、實現(xiàn)生產(chǎn)管理的重要保證。多年來，國內(nèi)外的石油加工廠的經(jīng)驗證明： 首要的是合適的工藝加工流程，加上安全、平穩(wěn)、自動、可靠、彈性的運(yùn)行就能實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，不取決于概念和裝備是否先進(jìn)。

片面宣傳“網(wǎng)絡(luò)開放和信息開放”的概念是錯誤的，是國外某些儀表公司對發(fā)展中國家的誤導(dǎo)。企業(yè)的信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)并不是全部對外界開放的，企業(yè)的生產(chǎn)過程、關(guān)鍵技術(shù)和財務(wù)狀況是企業(yè)的機(jī)密數(shù)據(jù)，不應(yīng)對外界公開。為了生產(chǎn)安全，企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)不得對外界開放。為了企業(yè)和工廠的運(yùn)行安全和重要數(shù)據(jù)的安全，各級網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和配置都必須高度重視數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的安全。相比于國內(nèi)的工廠，國外的工廠更是分層次保密的，沒見到國外哪家連參觀、照相都禁止的公司開放自己的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和信息的。

中國的工程設(shè)計在借鑒國外技術(shù)的同時，也采取了一些適合國情的設(shè)計，即適合中國現(xiàn)有國情，并且有別于國外項目的設(shè)計風(fēng)格和習(xí)慣。隨著制造水平的提高和綜合技術(shù)的發(fā)展，控制設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計有簡化的趨勢，但輿論宣傳卻有復(fù)雜化的趨勢，這也與市場發(fā)展的減緩和競爭有關(guān)。

2 技術(shù)壁壘和差異化問題

2.1 經(jīng)濟(jì)規(guī)模的極限

根據(jù)近十五年的研究和實踐，石油加工廠單系列加工流程的經(jīng)濟(jì)規(guī)模是8～12 Mt/a的原油處理量，并且與原油性質(zhì)密切相關(guān)，如果處理量過大，各類投資就會大幅度增加，工藝、設(shè)備、配管、儀表等都會出現(xiàn)很多問題，生產(chǎn)運(yùn)行消耗和費(fèi)用都會大量增加。因此，工廠和裝置的“大型化”是有限制的，規(guī)模經(jīng)濟(jì)的原則就是單位原料加工的投資和運(yùn)行成本最低，工藝和工程技術(shù)可行，靜設(shè)備、動設(shè)備、儀表、配管等規(guī)格和投資適宜。

僅就儀表來說，裝置規(guī)模過大會導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥、流量計等儀表規(guī)格超出了制造能力；由于大規(guī)格級差產(chǎn)生的制造難度和成本要比小規(guī)格級差大得多，產(chǎn)生特殊制造、高成本、高故障率、調(diào)節(jié)品質(zhì)變差等問題，同時也增加了生產(chǎn)運(yùn)行期間的維護(hù)難度和工作量；備品備件采購和供應(yīng)困難，訂貨周期長，并使采購和維護(hù)成本大幅度提高。

單系列裝置規(guī)模應(yīng)當(dāng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模處理量，根據(jù)原油性質(zhì)的不同而有所差別。

燃料油型煉油項目的裝置普遍比“煉油化工一體化”的同類裝置大，有的規(guī)模要大1倍以上，由于原油性質(zhì)的變化和劣質(zhì)因素，設(shè)計難度更大。表1列出了近年來國內(nèi)4家新建的石油加工廠的裝置規(guī)模。由表1可見，加工流程決定裝置規(guī)模。原油及油品加工裝置比化工型裝置規(guī)模更大。

12 Mt/a原油加工量的某煉油項目是國內(nèi)目前規(guī)模最大的重質(zhì)原油石油加工廠，是重質(zhì)原油加工經(jīng)濟(jì)規(guī)模的極限。世界上最大的單系列石油加工廠的規(guī)模是13.5 Mt/a，已經(jīng)顯現(xiàn)出非經(jīng)濟(jì)規(guī)模的弊端。因此，石油加工裝置和工廠并不單純向“大規(guī)模、集約化”發(fā)展，千萬噸級的單系列加工規(guī)模近三十年沒有變化，超過經(jīng)濟(jì)規(guī)模加工量的大型石油加工廠均采用多系列加工流程。

中國某重質(zhì)原油煉油項目由于原油性質(zhì)的惡劣，加工流程的特殊，固定資產(chǎn)投資的費(fèi)用要比國內(nèi)同類先進(jìn)煉油廠高30%，均攤成本使該煉油項目的產(chǎn)品效益從一開始就處于劣勢。由于國際原油市場采購的不確定因素，國內(nèi)煉油廠加工的進(jìn)口原油變化復(fù)雜，技術(shù)難點更多。

拼接一體化并不代表有效集成方式，其自動化系統(tǒng)是分隔的，信息系統(tǒng)也是各自獨立的。裝置之間以熱聯(lián)合緩沖進(jìn)料方式為經(jīng)濟(jì)集成方式。由于經(jīng)濟(jì)集成方式造成裝置關(guān)聯(lián)，使設(shè)備、配管復(fù)雜，增加生產(chǎn)運(yùn)行協(xié)調(diào)的困難，自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的集成難度更大，所以經(jīng)濟(jì)集成方式并不多見。

從信息流的方面來看，工廠的裝置是分成加工關(guān)聯(lián)集群的，集群間的信息關(guān)聯(lián)度和信息交換量很小。例如： 煉油裝置群和化工裝置群之間、重油加工裝置群和產(chǎn)品精制裝置群之間的數(shù)據(jù)交換量幾乎為零。工廠管理的信息集合是分別從各裝置群的控制系統(tǒng)匯集的，工廠的信息流是星形結(jié)構(gòu)，或稱為“樹狀”結(jié)構(gòu)。因此，全廠控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)在過程控制層是不應(yīng)連成一個網(wǎng)絡(luò)的，這是一個重要的結(jié)論。

表1 裝置加工量規(guī)模比較

由表1可見： 加工流程決定規(guī)模，原油及油品加工技術(shù)難點更多，雖然產(chǎn)品規(guī)格不多，僅僅是汽油、煤油、柴油等，但加工裝置多。進(jìn)口原油變化復(fù)雜，裝置規(guī)模更大。

2.2 項目建設(shè)背景差異

面對劣質(zhì)原油深加工的困難，中國的石油加工工業(yè)引進(jìn)國外工藝專利，利用國外的先進(jìn)技術(shù)，立足國內(nèi)已有的技術(shù)進(jìn)行配套、消化、吸收、創(chuàng)新、發(fā)展。

國外公司對中國的技術(shù)防范和封鎖由來已久，對于中國沒有的技術(shù)和工程方法，歷來進(jìn)行嚴(yán)密防范和封鎖，重要的關(guān)鍵技術(shù)從不賣給中國。

20世紀(jì)70年代，中國打破了西方國家與中國的對立和對華全面封鎖的僵局，才開始有機(jī)會和有條件地引進(jìn)西方技術(shù)。但是，即便是可以賣的非尖端技術(shù)、非公開技術(shù)，除非引進(jìn)或合資，國外公司同樣不允許中國人了解和借鑒。有些賣給中國人的裝備和技術(shù)，附加種種限制條件，核心技術(shù)仍然封裝起來。

國外專利商為了高價銷售后續(xù)設(shè)計和技術(shù)，賣給中國的技術(shù)常常是有所保留的，這給國內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計都設(shè)置了難題，例如： 某些專利包技術(shù)中的程序控制，通常都是“黑匣子”。

煉油項目的自動化集成和工程實施，也引進(jìn)了國外的設(shè)備和軟件，但引進(jìn)范圍之外的技術(shù)和工程方案，同樣沒有國外的詳細(xì)技術(shù)可以借鑒。

某些合資項目會有國外技術(shù)人員的咨詢和審查，也有一些工程規(guī)范和資料。但是，以中國自己技術(shù)為主的煉油項目通常沒有這樣的合資條件。

歐、美、日等國家已經(jīng)近二十沒有建設(shè)新煉油廠和石油化工廠，國外的新建廠大都設(shè)在中東和東南亞。這些工廠的原油背景、技術(shù)背景、環(huán)境背景、資金背景與西方國家不一樣，即便這樣，中國人也極少有機(jī)會參觀這些工廠。相信別人的同時，也要相信自己，引進(jìn)和借鑒國外技術(shù)時，不要忘了自己的發(fā)展，技術(shù)競爭如同戰(zhàn)場博弈。

歐美發(fā)達(dá)國家永遠(yuǎn)不會把最先進(jìn)、有核心競爭力的技術(shù)賣給中國。中國購買的技術(shù)是以高額經(jīng)濟(jì)利益為代價的，國際間工程技術(shù)的引進(jìn)，永遠(yuǎn)為著高額經(jīng)濟(jì)利益。有些還以涉及意識形態(tài)成為封鎖理由。

另一方面，中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模包括石油加工工業(yè)已達(dá)到世界規(guī)模和水平，有些國外公司利用中國的項目作為其技術(shù)和工程的試驗場，在控制系統(tǒng)、儀表技術(shù)和設(shè)計觀念上多有誤導(dǎo)，是需要明辨和注意的。

壟斷控制是永恒的經(jīng)濟(jì)行為，限制別人是真實的，限制自己是表面的，有些國家對中國的事物和評價一向采用不平等的雙重標(biāo)準(zhǔn)，工程技術(shù)上也如此。

2.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)壁壘

利用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的國情差異化排斥別國(如中國)技術(shù)，炒作概念，推銷高額利潤產(chǎn)品是某些國外公司司空見慣的行為。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是有區(qū)域限制和時效限制的，沒有通用標(biāo)準(zhǔn)，沒有國際化的工程標(biāo)準(zhǔn)，所有的工程標(biāo)準(zhǔn)都是公司或行業(yè)的。IEC，ISO等國際標(biāo)準(zhǔn)都是技術(shù)類的建議或推薦，沒有任何相關(guān)責(zé)任，多數(shù)是由協(xié)會、委員會、供貨商聯(lián)盟等非政府組織編制的，其中有科學(xué)、合理、先進(jìn)的技術(shù)，也不乏錯誤和荒唐的地方。

中國國家法律、標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、項目規(guī)定、合同等與所謂國際標(biāo)準(zhǔn)有著本質(zhì)的不同，主要在于嚴(yán)格、規(guī)范、約束、責(zé)任等方面。

當(dāng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒有或不健全時，有時會參考或借鑒他國或其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)習(xí)和采用國際上的標(biāo)準(zhǔn)時需要思考和選擇。最明顯的例子就是防雷界的專家對IEC標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)疑和糾正。

有些國際或國外標(biāo)準(zhǔn)版本更新頻繁，一方面可能是技術(shù)發(fā)展很快，另一方面也說明該標(biāo)準(zhǔn)存在錯誤或者需要完善。

標(biāo)準(zhǔn)版本的更新是由于技術(shù)發(fā)展、存在錯誤、需要完善等原因，有些標(biāo)準(zhǔn)幾十年不需要修改，有些標(biāo)準(zhǔn)幾年就需要修改。

標(biāo)準(zhǔn)的重要職能之一是維護(hù)國家、地區(qū)、行業(yè)、集團(tuán)、用戶等的利益。很多標(biāo)準(zhǔn)是有一定的動機(jī)和背景的，其中不乏“技術(shù)壁壘”、“資格壁壘”、“經(jīng)濟(jì)壁壘”和“認(rèn)證壁壘”。

很多國家法律和標(biāo)準(zhǔn)就是一種故意的壁壘，有些是對國家、主權(quán)、人民、財富的保護(hù)，有些則是對外界的防范、限制、歧視和削弱。自由貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)共同區(qū)域都是有條件、有限制的。

標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先執(zhí)行等級(由高到低)為： 國家和地區(qū)強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)；合同規(guī)定和項目規(guī)定；公司標(biāo)準(zhǔn)、用戶標(biāo)準(zhǔn)；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；國家一般標(biāo)準(zhǔn)；國際標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 認(rèn)證壁壘

最典型的認(rèn)證壁壘就是安全儀表系統(tǒng)(SIS)的SIL等級認(rèn)證，除了SIS的PLC設(shè)備認(rèn)證以外，還涉及其他相關(guān)設(shè)備的認(rèn)證。有些用戶不明白其中的道理，或者為了設(shè)立排斥性“門檻”，甚至到了泛濫認(rèn)證的地步。有的還宣稱SIS設(shè)計人員必須要有資格認(rèn)證，使SIS“神秘化”。

這種濫認(rèn)證的根源之一就是中國目前還沒有SIS設(shè)備的認(rèn)證機(jī)構(gòu)。TüV等認(rèn)證的高額費(fèi)用、時間的拖延、提供全部設(shè)計資料等行為使中國企業(yè)和一些沒有獲得認(rèn)證的外國企業(yè)被擋在門外。實際上，國外的有些供應(yīng)商也是被迫認(rèn)證的，不認(rèn)證就會被排斥。國外的某些供貨商的設(shè)備通過認(rèn)證以后，采用“打擦邊球”的方式，在原型號的基礎(chǔ)上升級，避免再次認(rèn)證。為了節(jié)省費(fèi)用和時間，軟件、硬件的更新遲緩，同時不愿意向外提供關(guān)鍵的和核心的技術(shù)資料。

國內(nèi)制造商難以逾越認(rèn)證壁壘，嚴(yán)重影響國內(nèi)相關(guān)制造技術(shù)的發(fā)展，至今少有起色。

IEC的標(biāo)準(zhǔn)本來就是推薦標(biāo)準(zhǔn)，多是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不是工程標(biāo)準(zhǔn)，TüV的認(rèn)證大部分是資料和設(shè)計審查，沒有試驗認(rèn)證。關(guān)于SIL等級的認(rèn)證，有一位國外著名公司的安全專家說：“安全等級認(rèn)證并不能保證或增加設(shè)備的可靠性和可用性，只是證明了故障安全特性?！?/p>

IEC 61508和IEC 61511沒有提到SIS的設(shè)備需要認(rèn)證，只表述了SIL等級的評價方法。

實際上，沒有國際認(rèn)證，只有國家和地區(qū)認(rèn)證，為的是保護(hù)國家和地區(qū)的利益。有些國家沒有專門的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，借用或采用其他國家的認(rèn)證，有的是經(jīng)濟(jì)貿(mào)易區(qū)兼容認(rèn)證。有些國家和組織的認(rèn)證機(jī)構(gòu)有互認(rèn)協(xié)議，例如防爆認(rèn)證。

取得認(rèn)證的供貨商拼命鼓吹“必須認(rèn)證”，這也使濫認(rèn)證的輿論蔓延到變送器、通信設(shè)備、繼電器等。

2.5 市場經(jīng)濟(jì)和企業(yè)行為的差異

發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)是國家法律框架下的市場經(jīng)濟(jì)；發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)是國家法律框架和政府管理下的市場經(jīng)濟(jì)。市場經(jīng)濟(jì)和政府計劃經(jīng)濟(jì)各有特點和用途。

危機(jī)狀態(tài)下必須采用國家和政府接管控制，限制自由經(jīng)濟(jì)。例如： 美國次貸危機(jī)、日本福島地震及核輻射危機(jī)、東南亞金融危機(jī)等。

中國原油進(jìn)口依賴程度已經(jīng)超過60%，原油來源和質(zhì)量問題非常嚴(yán)重。工藝流程設(shè)計的時候必須考慮變化的情況，考慮摻煉各類中東含硫劣質(zhì)原油。利益最大化是國外石油公司的唯一目的，生產(chǎn)計劃主要根據(jù)和權(quán)重在于原油和成品油市場價格。

資本是逐利的，公司的社會活動和捐助也是有經(jīng)濟(jì)利益的，帶有廣告宣傳性質(zhì)。

中國成品油價格是國務(wù)院發(fā)改委定的，成品油出廠價和銷售價不能隨原油市場和成品油市場價格隨意調(diào)整。一位國外著名石油公司的高級管理人員也承認(rèn)： 中國“成品油的價格管制限制和沖擊了煉油的利潤”。

國有大型企業(yè)擔(dān)負(fù)著國家和支柱產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任和社會責(zé)任，擔(dān)負(fù)著國家防災(zāi)減災(zāi)和穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)的責(zé)任。成品油不能完全按經(jīng)濟(jì)利益調(diào)整生產(chǎn)，不能什么產(chǎn)品賺錢就優(yōu)先提量生產(chǎn)，不賺錢的就減量，而是必須按照國內(nèi)成品油市場的需要安排生產(chǎn)計劃，首先保證國家經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定和民生需要。

在自動化技術(shù)集成的生產(chǎn)計劃管理分項中，必須考慮這些差異，要在滿足國家需要的框架和背景下，爭取最大利益。這也是國企與國內(nèi)的外資企業(yè)和合資企業(yè)不同的。

每一個方案、每一項措施，都以降低投資，提高安全性能、控制質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，一點一滴地消化、克服由于原油性質(zhì)差、先天不足產(chǎn)生的劣勢和困難，建設(shè)新型、高效、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、盈利的石油加工廠。充分考慮實際、應(yīng)用、生產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)的過程和目的，從使用的角度設(shè)計、集成，而不是炒作概念、吹泡沫。

2.6 國外技術(shù)的國情差異

國外技術(shù)在中國應(yīng)用的過程中，要結(jié)合中國的國情，有些國外工程技術(shù)本來也不一定先進(jìn)。

例如： 國外很多SIS是不設(shè)人機(jī)接口和操作站的，當(dāng)過程變量越限時自動聯(lián)鎖停裝置。沒有報警和聯(lián)鎖記錄，不能使操作人員及時觀察和注意報警狀態(tài)，不知道聯(lián)鎖的具體過程和情況，直到聯(lián)鎖停車后才知道結(jié)果，也難于查找聯(lián)鎖原因，排除故障。

十多年前，中國石化工程建設(shè)公司針對這些弱項，在國內(nèi)煉油廠的設(shè)計中，為SIS配備了操作站和報警顯示屏，顯示操作流程、聯(lián)鎖邏輯圖和報警圖，在操作站中記錄過程報警、聯(lián)鎖報警和事件。

近十年來的項目取消了報警燈屏，直接利用操作站作為報警顯示，重要的裝置配備多臺操作站，互相冗余，大大提高了SIS的報警可觀察性，還設(shè)置了預(yù)警，并具有過程報警的可控性，提高了報警的可靠性和可用性，有了報警記錄和存儲，便于查詢和追溯。國內(nèi)有關(guān)SIS設(shè)計的優(yōu)秀之處也得到了近期所做的國外項目業(yè)主的肯定，并在設(shè)計中采用了中國的做法。

中國人在引進(jìn)、利用國外技術(shù)的時候，根據(jù)中國的特點用新的設(shè)計觀念解決了石油化工廠的實際問題。

例如： SIS的信號遠(yuǎn)距離傳輸問題。早在2002年煉油設(shè)計就利用SIS的遠(yuǎn)程I/O結(jié)構(gòu)，不再受中心控制室與現(xiàn)場機(jī)柜室之間距離的限制，從根本上解決了這個難題，同時節(jié)省了大量的信號線。

這種遠(yuǎn)程I/O結(jié)構(gòu)方案為中國獨創(chuàng)，有些國外著名SIS設(shè)備公司，甚至還沒有這種方式，需要采用控制器通信互連方式實現(xiàn)，就是證明。

煉油項目在吸收國外技術(shù)和觀念、引進(jìn)設(shè)備和軟件的過程中，也遇到國情差異的問題。例如： 工廠運(yùn)行管理系統(tǒng)的眾多軟件模塊，需要改變國外的設(shè)置和參數(shù)，結(jié)合煉油項目的實際加工方案和生產(chǎn)運(yùn)行方案，修改甚至重新建立數(shù)學(xué)模型。

煉油項目的大型化是有限制的，國外的原油較輕，國內(nèi)的進(jìn)口劣質(zhì)原油較重，某外國的原油重度甚至超過了水。同樣的處理能力，輕油比重油的處理量要大，3 Mt/a的渣油催化大約相當(dāng)于4.5 Mt/a的蠟油處理能力。

大型裝置使儀表規(guī)格大型化，直接帶來幾何級數(shù)的高成本、高故障率、低調(diào)節(jié)品質(zhì)。

東南亞、中東地區(qū)的石油化工項目以前不在意節(jié)約能源，火炬放空，蒸汽放空。近年來，也請中國公司實施改造，回收以往浪費(fèi)的能源。

2.7 操作運(yùn)行模式和維護(hù)模式的差異

國外煉油廠由于原油來源相對穩(wěn)定，生產(chǎn)的運(yùn)行操作在控制范圍之內(nèi)，超出控制范圍時自動停車，盡量減少人力資源的開支。

國內(nèi)煉油廠由于原油的變化，加工流程和方案經(jīng)常調(diào)整，操作水平比國外高，超出控制范圍時盡量調(diào)整回來，減少非計劃停車，按需要配備人力資源。

運(yùn)行模式不一樣，導(dǎo)致控制系統(tǒng)和儀表的設(shè)計方案和配備也不一樣。例如： 測量和聯(lián)鎖儀表及方案的設(shè)置，SIS的設(shè)置，火災(zāi)、可燃?xì)怏w和有毒氣體監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)置，過程控制中自動控制和手動操作，控制室集中操作和辦公化環(huán)境等。

國外的一些工廠不配置維護(hù)人員，采用委托維護(hù)的方式，同樣感到“成本和工作量制約了工程和技術(shù)人員對技術(shù)的研究和學(xué)習(xí)”。

國內(nèi)工廠也學(xué)習(xí)這種維護(hù)方式，減員增效，頗有成效，但是弊病不少。維護(hù)人員不穩(wěn)定，對工廠不熟悉，應(yīng)付合同，不負(fù)責(zé)任。不具備上崗資格的人員上崗，違章操作，事故增加，有些是惡性事故。技術(shù)人員素質(zhì)下降，人才流失。

國外情況類似，由于供貨商維護(hù)及社會維護(hù)公司和人員素質(zhì)較好，結(jié)果稍好。也有采用原來模式的工廠，維護(hù)質(zhì)量高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。Exxon-Mobil公司的DCS日常維護(hù)就是以自己的控制工程師為主進(jìn)行。某工廠的儀表及控制系統(tǒng)的維護(hù)人員有150多人，1985年投運(yùn)的控制系統(tǒng)現(xiàn)在仍在完好使用。

國外的操作人員只注重運(yùn)行，忽視了開工和應(yīng)急處理。國內(nèi)的操作人員水平和素質(zhì)較高，因此，多年來，東南亞一些國家新建煉油廠有時到中國高薪聘用操作人員。國外的工廠嚴(yán)格出入管理，保衛(wèi)人員佩帶武器，單獨編制。

2.8 防災(zāi)減災(zāi)方式和行為的差異

國內(nèi)工廠的防災(zāi)減災(zāi)方式和行為與國外存在差異，盡管不是絕對的，有些也是相同的。

國外工廠應(yīng)急處理方案是人員撤離，不管災(zāi)害現(xiàn)場，任其損失。消防人員的作用僅僅是防止火災(zāi)蔓延，并不主動處理災(zāi)害。操作工只負(fù)責(zé)正常操作運(yùn)行，一般不負(fù)責(zé)開工，當(dāng)然也不處理事故。一切善后由保險公司處理。所以，美國同類事故的經(jīng)濟(jì)損失比中國略高。工廠緊急情況主要依靠自動聯(lián)鎖保護(hù)，盡量減少對人員的依賴。

國內(nèi)工廠的應(yīng)急處理方案是保證人員安全的前提下，視情況采取預(yù)案，操作人員和消防人員主動處理事故，減少災(zāi)害損失。操作工不但負(fù)責(zé)正常操作運(yùn)行，也是處理事故、防災(zāi)減災(zāi)的重要角色。

3 過度設(shè)計與不足設(shè)計

3.1 背 景

設(shè)計要滿足工藝過程和設(shè)備的運(yùn)行需要，滿足安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)的要求，符合相應(yīng)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定，符合合同規(guī)定和要求，考慮滿負(fù)荷、高質(zhì)量、低能耗、寬裕度、適應(yīng)性等需要。特別要注意非正常生產(chǎn)和異常工況的處理手段。近年來，越來越重視設(shè)置防災(zāi)減災(zāi)操作和措施，以及相應(yīng)的控制方案。

近年來的工廠建設(shè)特點是檢修周期延長、安全要求提高、人員水平下降、責(zé)任意識增加、技術(shù)交流有誤導(dǎo)、施工質(zhì)量降低、工程管理粗放、設(shè)計質(zhì)量降低……等，這與中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、經(jīng)濟(jì)體制改革、意識形態(tài)變化、社會輿論放任、政府職能轉(zhuǎn)變、工程投資寬裕等有關(guān)。

3.2 過度設(shè)計

以上原因都使得設(shè)計裕度比以前有所提高，但設(shè)計裕度過高會造成過度設(shè)計甚至不合理的設(shè)計。例如：

1) 壓力等級提高。

2) 把批量控制、兩位式控制、防火隔離等都放進(jìn)安全儀表系統(tǒng)，造成濫用，反而使系統(tǒng)的性質(zhì)和可靠性的容忍程度降低。不分應(yīng)用場合指定高等級的機(jī)柜、電磁閥、繼電器、電動閥等。

3) 不必要地進(jìn)口高壓孔板、高壓熱電偶、各類非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、自力式調(diào)節(jié)閥等。

過度設(shè)計的明顯缺點就是造成投資過高。

3.3 不足設(shè)計

不足設(shè)計的現(xiàn)象多發(fā)生在儲運(yùn)系統(tǒng)和公用工程。實質(zhì)同樣是不合理設(shè)計，有時并不表現(xiàn)出“不足”。有的不足設(shè)計反而使投資增加。例如：

1) 進(jìn)口自力式調(diào)節(jié)閥代替國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥、氮封閥。

2) 用開關(guān)代替變送器。

3) 全部采用DCS或PLC的裝置，仍然采用報警燈屏。

4) 新建項目仍然采用PC機(jī)、二次表。

5) 在應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的場合，使用非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。

3.4 注意避免過度設(shè)計與不足設(shè)計

設(shè)計人員要研究理解標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的內(nèi)容和含義，理論與實踐相結(jié)合，避免片面盲從理論和照搬經(jīng)驗。

注意儀表的適用范圍和使用條件，特別是異常工況。例如： 蒸汽吹掃、施工垃圾、邏輯提量、小流量工況等。如果沒有考慮異常工況，就容易造成不足設(shè)計。

技術(shù)交流要避免誤導(dǎo)，兼聽則明，偏信則暗，冷靜思考。重視了解、引進(jìn)、吸收國外先進(jìn)技術(shù)，但不崇洋媚外、不迷信國外技術(shù)。引進(jìn)國外技術(shù)要適合中國國情。

國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定有科學(xué)、先進(jìn)的一面，也有不合適、錯誤的一面。需要注意標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的版本更新，有些版本的更新表明技術(shù)的更正和原版本的錯誤；有些版本更新表現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步和趨于成熟。

3.5 注意故障和事故的真實原因

一旦發(fā)生設(shè)備和儀表的運(yùn)行故障和生產(chǎn)事故，一定要實事求是、有根據(jù)地找出真實原因和引發(fā)因素，以便改進(jìn)設(shè)計和避免錯誤重現(xiàn)。但是，事故調(diào)查和事故結(jié)論具有兩重性： 真實和虛實。

由于故障和事故現(xiàn)場的突發(fā)性和復(fù)雜性，有些事故的真實原因無法查清，有時某些原因或虛假原因會掩蓋真實原因。另外，鑒于公眾影響、心理影響和處理結(jié)果，有些原因不便公開，這也造成事故調(diào)查和事故結(jié)論的復(fù)雜。此類現(xiàn)象會直接影響到未來的設(shè)計和決策。

例如： 某油罐發(fā)油管道破裂漏油，發(fā)生火災(zāi)，需要關(guān)閉油罐發(fā)油管道上的多臺電動開關(guān)閥，但當(dāng)時配電站的兩路電源均發(fā)生故障停電，只能采用人工轉(zhuǎn)動手輪的方式關(guān)閥。由于閥門口徑很大，人工關(guān)閥費(fèi)時費(fèi)力，關(guān)閉1臺閥門需要幾十分鐘，火場救災(zāi)緊急，形勢嚴(yán)峻。后來調(diào)用了1臺柴油發(fā)電機(jī)，接通了電路，才迅速關(guān)閉了多臺電動開關(guān)閥。但是，媒體過分渲染關(guān)閥對于救火的重要和人工關(guān)閥的困難，忽視了火災(zāi)發(fā)生的根本原因。后來某管理部門發(fā)布了整改通知，規(guī)定用于油罐輸油管道的電動開關(guān)閥必須防火，必須能夠?qū)崿F(xiàn)故障關(guān)閥功能，必須采用防火電纜。如果僅從這次事故相關(guān)的減災(zāi)措施來看，這就不是針對事故原因?qū)嵤虑笫墙鉀Q問題、消除原因的做法。

4 結(jié)束語

有限引進(jìn)國外技術(shù)，充分利用國內(nèi)技術(shù)和條件，采取自行設(shè)計、自主集成、自主項目管理、自主建設(shè)的模式，發(fā)揮國內(nèi)石油化工自動化設(shè)計、建設(shè)技術(shù)力量的能力和水平，走有針對性地引進(jìn)、分析、研究、開發(fā)、創(chuàng)新的技術(shù)路線，建設(shè)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)規(guī)模煉油項目。

重視了解、引進(jìn)、吸收國外先進(jìn)技術(shù)，要考慮差異化問題，不崇洋媚外、不迷信國外技術(shù)，相信別人的同時，也要相信自己，引進(jìn)和借鑒國外技術(shù)時，不要忘了自己的發(fā)展。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是有一定的背景的，其中不乏“技術(shù)壁壘”、“資格壁壘”、“經(jīng)濟(jì)壁壘”和“認(rèn)證壁壘”。

很多國家的法律和標(biāo)準(zhǔn)就是一種故意的壁壘，有些是對國家、主權(quán)、人民、財富的保護(hù)，有些則是對外界的防范、限制、歧視和削弱。

石油化工工廠的設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)行必須安全第一，不但要考慮平時正常情況，也要考慮到異常情況，考慮防災(zāi)減災(zāi)，要有常備不懈的防范意識，要從國家利益和工廠安全的角度考慮。

要技術(shù)優(yōu)先，不要印象優(yōu)先；要科學(xué)分析、不要感覺用事；要實事求是，不要敷衍了事。

石油化工工廠的工程建設(shè)要符合國情、民情、廠情。

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