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我國大量機(jī)械裝備要么低效運(yùn)行，要么“帶病工作”，專家提出，必須實(shí)施工業(yè)裝備全壽命綠色工程科技發(fā)展戰(zhàn)略——

“煉化行業(yè)近萬億資產(chǎn)處于虧損狀態(tài)，去年頭10個(gè)月101家鋼企共虧損720億元……”中國工程院院士高金吉在第217場(chǎng)中國工程科技論壇上給出的這組數(shù)據(jù)，令人唏噓。

我國制造業(yè)總量已超過美國，居世界第一，但是大而不強(qiáng)。“我們不能總是依靠擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速增長。”高金吉提出，必須實(shí)施工業(yè)裝備全壽命綠色工程科技發(fā)展戰(zhàn)略。

機(jī)械裝備運(yùn)行“五大傻”

工業(yè)領(lǐng)域按生產(chǎn)方式可分為兩大類，一類是不間斷連續(xù)生產(chǎn)方式，如石化行業(yè)，稱為流程工業(yè)；另一種是非連續(xù)性生產(chǎn)的方式，如汽車制造業(yè)，稱為離散工業(yè)。

“大量機(jī)械裝備長期偏離設(shè)計(jì)工況低效運(yùn)行，故障時(shí)有發(fā)生。這是我國流程工業(yè)普遍存在的問題。”高金吉說。

以石化行業(yè)為例，壓縮機(jī)的綜合能效比國際先進(jìn)水平低5%～10%，風(fēng)機(jī)的實(shí)際效率與國外相比仍有約3%～5%的差距；某大型石化集團(tuán)煉油板塊壓縮機(jī)故障率達(dá)30%，另一家大型石化集團(tuán)因壓縮機(jī)故障導(dǎo)致非計(jì)劃停工占13%以上。

“機(jī)組與過程始終不和諧。”高金吉總結(jié)了“五大傻”現(xiàn)象：一是不管過程中需要多少，全部滿負(fù)荷供給，多余的回流或空放；二是不論入口負(fù)荷怎么變化，即使發(fā)生失穩(wěn)，結(jié)構(gòu)及運(yùn)行參數(shù)都不變；三是過程異常，工況可能發(fā)生事故和誤操作，但仍開啟或繼續(xù)運(yùn)行；四是出現(xiàn)故障，不管風(fēng)險(xiǎn)大小一律停車；五是出現(xiàn)故障苗頭，只要參數(shù)或結(jié)構(gòu)略作改變即可抑制故障發(fā)生，但不管不顧任其發(fā)展。

“大馬拉小車”的尷尬

這些“大傻”現(xiàn)象還十分普遍。

比如冶金行業(yè)。冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院總工李崇堅(jiān)直言，經(jīng)過30多年的高速發(fā)展，冶金裝備技術(shù)水平大大提高，但普遍存在貪大求洋心理，設(shè)計(jì)和建設(shè)理念不科學(xué)，設(shè)備運(yùn)行“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重。

李崇堅(jiān)說，國內(nèi)冶金設(shè)備與生產(chǎn)工藝的結(jié)合遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如，盡管煉鋼除塵風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能，但多數(shù)只做兩檔運(yùn)行。當(dāng)前產(chǎn)能過剩，企業(yè)利潤下降，設(shè)備維護(hù)和備件更新面臨困難，大量設(shè)備“帶病工作”。

對(duì)工業(yè)裝備而言，運(yùn)行是其設(shè)計(jì)制造的目的，也是發(fā)揮其功效、創(chuàng)造價(jià)值的階段，其中綠色運(yùn)行至關(guān)重要。這個(gè)道理不僅專家，其實(shí)企業(yè)也很明白，可為什么做不到呢？

在分析問題形成的原因時(shí)，高金吉認(rèn)為，許多單位在設(shè)計(jì)、選型、訂購裝備時(shí)片面追求產(chǎn)能預(yù)留和設(shè)備設(shè)計(jì)效率而忽視與生產(chǎn)過程的匹配，造成“大馬拉小車”和運(yùn)行工況遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)工況的現(xiàn)象發(fā)生；許多在役裝備缺乏健康能效監(jiān)測(cè)和智能調(diào)控系統(tǒng)，不能監(jiān)測(cè)預(yù)警故障，裝備的運(yùn)行狀態(tài)也不能依生產(chǎn)負(fù)荷改變而自適應(yīng)調(diào)控；企業(yè)設(shè)備管理部門只負(fù)責(zé)維修和安全，節(jié)能部門只重視工藝系統(tǒng)節(jié)能，不重視裝備運(yùn)行能效監(jiān)測(cè)評(píng)估和節(jié)能考核；國家缺乏在役裝備運(yùn)行能效的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系和考核制度，尚無相應(yīng)的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

裝備在役再制造大有可為

與流程工業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)，均面臨風(fēng)險(xiǎn)與效益間的平衡問題。如何破解這一瓶頸？裝備在役再制造是重要路徑之一。

在役再制造工程是在健康和能效監(jiān)測(cè)診斷基礎(chǔ)上，對(duì)老舊、性能低下、故障頻發(fā)和技術(shù)落后的在役設(shè)備進(jìn)行個(gè)性化再設(shè)計(jì)和改造升級(jí)，使其與生產(chǎn)過程匹配和諧，顯著提高其健康、效率和智能化水平的一系列技術(shù)措施或工程活動(dòng)。

中石油錦州石化公司總工袁慶斌表示，在役再制造不是簡單意義上的技術(shù)改造。在役再制造可使老舊技術(shù)落后的在役設(shè)備脫胎換骨，煥發(fā)青春，大大提高健康、能效和智能化水平，是實(shí)現(xiàn)更清潔、更健康、更安全和可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

例如，錦州石化公司煉油能耗由2010年的65.88千克標(biāo)油/噸下降到2015年的62.48千克標(biāo)油/噸，累計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能量10.1萬噸標(biāo)煤。其中，與石化裝備相關(guān)的采用在役再制造理念完成的節(jié)能技術(shù)措施的貢獻(xiàn)率達(dá)到55.92%。

中國工程院副秘書長吳國凱指出，實(shí)施基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的裝備健康能效監(jiān)測(cè)診斷和在役再制造工程，提高裝備技術(shù)性能和智能化水平，充分發(fā)揮現(xiàn)有裝備的作用，是我國流程工業(yè)及其裝備制造業(yè)加快經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的必由之路。

工信部節(jié)能與綜合利用司司長高云虎也表示，通過裝備健康能效智能監(jiān)控和開展在役再制造工程，可降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的節(jié)能減排。“在役再制造市場(chǎng)前景廣闊，相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大有可為。”

為此，今年中國工程院在前期戰(zhàn)略研究項(xiàng)目的基礎(chǔ)上設(shè)立了“我國流程工業(yè)綠色智能裝備科技發(fā)展戰(zhàn)略研究”咨詢項(xiàng)目。