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中石化规划院 - 咨询公司解怀仁

( 中国石油和石化工程研究会 )xiehr@hotmail.com

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解怀仁2010 年 03 月 18 日于北京

在低碳经济下石化仪表控制系统发展趋势

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目 录

一、石化发展已步入低碳经济时代 二、 2015 年中国石化发展的概况 三、低碳经济下的仪表自动化 四、发展高效的联合循（ IGCC ）

控制系统

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一、石化发展已步入低 碳经济时代

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1, 什么是低碳经济 低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基

础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色 GDP 的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。 .

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低碳经济主要包括低碳产品、低碳技术和低碳能源的开发利用，涉及的行业和领域十分广泛，包括电力、化工、石化、交通、建筑、冶金等多个行业，特别是可再生能源及新能源领域，此外，对煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域具有广阔的前景。

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2, 低碳经济的主要内容

低碳经济的主要内容是节能减排。先进的自动化技术正是推动各行业节能减排的有效武器。低碳经济将成为减缓气候变化与实现可持续发展的主要途径和必由之路。自动化企业在发展低碳经济过程中拥有着巨大的市场空间。

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发展低碳经济离不开石油和化学工业。根据国际经验，每生产排放 1 个单位温室气体的石化产品，可使用这些石化产品作为替代品（替代其他的金属或非金属制品）的行业减排 2 ～ 3 个单位的温室气体。同时，实现承诺有利于促进石油和化学工业结构优化，有利于全行业加速能耗高、效率低工艺技术的淘汰步伐。以合成氨、烧碱、电石等传统行业为例，作为化工行业的重点耗能产品，其能耗水平与国外先进水平相比，产品耗能量平均分别能多出 14% ～ 23% 、 8% ～ 18% 和 15% ～ 21% 。这就意味着以先进技术代替落后的技术，我国石油和化学工业就有很大的节能减排空间。

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二 ,2015 年中国石化发展的概况

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二 ,2015 年中国石化发展的概况

1 ，炼油和化工板块 中国石化规模化、一体化、基地化的炼化业务发展战略逐步落实。目前，炼油能力居世界第三，乙烯产能居世界第五，聚烯烃产能居世界第三。从布局上来看，中国石化炼油业务的基地化布局已初步形成。环渤海湾、长三角、珠三角三个具有聚集效应的炼化企业集群及沿长江炼化企业带已经形成。大型乙烯依托大型炼油的一体化产业链构造正在推进。福建、镇海、茂名、扬巴等大型乙烯项目均与大型炼油项目结合紧密。 2009年 11 月投入运行的福建一体化项目和即将投产的天津百万吨乙烯项目，将使中国石化的乙烯年产能超过 800万吨。 2010 年，镇海乙烯建成、扬巴乙烯完成技术改造后，乙烯年产能将再增 115万吨。炼油板块， 2008 年中国石化的炼油年加工能力为 2.02亿吨，目前正在进行的茂名石化、上海石化、安庆石化等改扩建工程完工后， 2015 年加工能力将再增加 3000万吨。

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1 ，炼油和化工板块

中国石化规模化、一体化、基地化的炼化业务发展战略逐步落实。目前，炼油能力居世界第三，乙烯产能居世界第五，聚烯烃产能居世界第三。从布局上来看，中国石化炼油业务的基地化布局已初步形成。环渤海湾、长三角、珠三角三个具有聚集效应的炼化企业集群及沿长江炼化企业带已经形成。大型乙烯依托大型炼油的一体化产业链构造正在推进。福建、镇海、茂名、扬巴等大型乙烯项目均与大型炼油项目结合紧密。 2009 年 11 月投入运行的福建一体化项目和即将投产的天津百万吨乙烯项目，将使中国石化的乙烯年产能超过 800万吨。 2010 年，镇海乙烯建成、扬巴乙烯完成技术改造后，乙烯年产能将再增 115万吨。炼油板块， 2008 年中国石化的炼油年加工能力为 2.02亿吨，目前正在进行的茂名石化、上海石化、安庆石化等改扩建工程完工后， 2015 年加工能力将再增加 3000万吨。

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中国石化提出，规模扩张不再是重点，核心是增产特色产品。具体体现为要继续发展烯烃芳烃及有竞争力的下游产品，提高合成树脂高附加值产品比例，并对不同的企业产品类型做出统筹安排。面对原油越来越劣质化和重质化，而各国对油品质量要求越来越高，对炼厂排放限制越来越严格的现实，各大炼油企业都在发展深度加工，提高劣质原油加工能力，采用清洁生产工艺。

在炼油板块，集团公司近几年配合国家成品油质量升级需要，先后对燕山石化、上海石化、镇海炼化以及茂名、金陵等企业的装置进行三轮技术改造，淘汰一批技术落后、规模小、能耗高的装置；加大和优化炼油乙烯结合深度，降低成本；对一些小炼油，也没有进行简单化关停，而是实施特色化发展。

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在化工板块，国内化工领域一直存在初级化工产品产能严重过剩，高端精细化工产品发展薄弱的问题。2008 年出台的《石化产业调整和振兴规划》支持高端化工产品的发展，鼓励化工企业积极转向生产替代进口、附加值高、技术含量高的产品。

石化行业是资源能源消耗量较大的产业，煤炭、石油、天然气既是行业发展所必需的能源，又是生产不可或缺的原料。目前，石化产业资源能源对外依存度较高，原油接近 50% ，氯化钾超过 50% ，天然橡胶超过 75% ，硫磺高达 90% 。

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2 ，节能减排目标

在《石油和化工产业结构调整指导意见》中，已经提出了全行业节能减排的目标：到 2015 年，全行业确保完成国家“十二五”节能减排目标。电石单位产品综合能耗下降至 1吨标煤，黄磷下降至 7吨标煤，合成氨下降至 1.7吨标煤；相对于“十一五”末期， COD 排放量下降 8% ，氨氮排放量下降 15% ，工艺过程的二氧化硫排放量下降 5% 。

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重点发展煤化工的多联产。大型多联产系统可以将产业链上游的发电、炼焦与下游的化工进行联合，将发电产生的余热、废水，炼焦产生的尾气、煤焦油等资源统一由化工企业回收，作为原材料再利用。如果将石化与煤化工的各个环节结合起来，可能减排效果更好、经济效益也更高。据介绍 , 发电行业若采用多联产系统，发电效率将提高约 10% ，成本会下降 30%；多联产系统也能使化工产品的生产成本大幅降低，如生产甲醇成本将降低 40% 。

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全国工业节能与综合利用工作会议也明确了今年工业节能减排具体目标：单位工业增加值能耗降低 7% ，工业固体废物综合利用率提高 1.5 个百分点，全面完成国务院节能减排综合性工作方案确定的落后产能淘汰计划任务，确保实现“十一五”节能减排目标。 2010 年我国将把节能降耗和减排治污作为调整产业结构和转变发展方式的重要举措，将重点推进投资项目节能评估、重点行业节能减排指导意见、行业能效对标达标、企业节能管理和目标责任评价考核等四方面工作。

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3 ，油公司迎接新的挑战——生物炼油

在全球面临化石资源日渐枯竭和环境保护要求越来越严格的挑战下，石油燃料加快向生物燃料转化成为一个发展趋势。

全球能源消费大国美国也非常重视生物技术的开发，美国能源部将为 19 座生物炼油厂项目注资 6 亿美元。这些项目将采用生物质生产先进的生物燃料、生物发电和生物产品。 Terrabon 公司已经开发出一种高辛烷值“绿色汽油”。 这种汽油采用公司的 MixAlco 专利技术进行生物质预处理和发酵，产生有机盐类，然后转化成酮类，再转化成高辛烷值汽油。此外，该技术还可将城市固体废弃物、污水处理污泥、林业产品残余物（如木屑、木浆和其他木质废弃物）转化成燃料油。这种“绿色汽油”有望使美国今后减少对化石燃料的依赖。

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三，低碳经济下的仪表 自动化

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发展低碳经济最主要的手段和工作是通过减少碳的排放，通过节能、提高能效，搞清洁煤的洁净化利用，发展再生能源，通过植树造林增加碳汇，这一系列措施和手段可实现经济的低碳化。在这个过程中，也将促进一批新型节能控制技术和仪表自动化新技术的发展和应用。

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1 ，节能控制技术

中国石化加大节能科技开发工作力度和节能技术推广力度。重点推广了以下节能技术。油田板块 : 推广利用节能型抽油机和抽油系统、注水管网、工艺优化设计技术、优化热力、电网供电系统及密闭集输工艺等成熟技术 ; 人工智能采油系统、游梁式抽油机节能改造、实施网电钻井、提高注水系统效率等节能技术。

炼化板块 : 推广加热炉强化传热技术 ,提高加热炉效率 ; 推广机泵叶轮切削技术、变频调节技术 ,降低机泵电耗 ; 推广应用电网谐波整定技术 ,提高电网功率因数 ; 推广换热器在线清洗技术 ,提高换热效率等。

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化工板块推广利用吸收式热泵 (AHT) 在合成橡胶凝聚装置上的应用技术 ,扭曲片管强化传热技术 ,裂解炉空气预热节能技术 , 氨合成回路分子筛节能技术。 在石化工行业为实施节能降耗，在风机、泵类、输送设备等节能控制已在应用。在低速时经受较大的过载转矩，有的公司推出中压变频器为首选方案将提高其性价比。

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在电机节能领域，电机耗电占社会总耗电量的 60% 以上，电机节能备受市场关注。我国经济增长直接带动了电动机的需求，其市场规模约 800亿元。虽然电机节电系统机会众多，但也面临介入困难的尴尬局面。从长远看来，调速技术将被广泛应用于各类交流电机中，而率先应用变频技术的企业将有很大的市场潜力。

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变频器在节能、改善人类生活环境、降低生产成本、提高产品质量以及提高工业自动化程度等方面都做出了很大的贡献。例如：工业锅炉根据采用的燃料不同，通常分为燃煤、燃油和燃气三种。这三种锅炉的燃烧过程控制系统基本相同，只是燃料量的调节手段有所区别 . 在各种民用、工业锅炉热工自动控制过程中，锅炉燃烧过程的自动控制是一项重要的控制内容。传统的控制方式中，鼓、引风机的风量一般采用风门挡板控制，炉排电机及给粉机采用滑差调速，其弊端是调节不及时，操作复杂，不能确保锅炉的最佳运行状态，浪费能源。对工业锅炉燃烧过程实现变频调速主要是通过变频器调节送风机的送风量、引风机的引风量和燃料进给。

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风机负载多是根据满负荷工作需用量来选型，实际应用中大部分时间并非工作于满负荷状态，由于交流电机调速很困难。常用挡风板、风门或开 /停机时间来调节风量或流量，大量的电能都消耗在挡风板上。同时大电机在工频状态下电气控制采用直接或 Y-△起动，电力冲击较大，势必造成电能损耗和开 /停机时的电流冲击。并且机械冲击大，传动系统寿命短，震动及噪音较大，需要的电源容量大，功率因数较低等。

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采用变频节电器直接控制风机类负载是一种最科学的控制方法，当电机在额定转速的 80%运行时，理论上其消耗的功率为额定功率的（ 80% ） 3 ，即 51.2% ，去除机械损耗电机铜、铁损等影响。节能效率也接近 40% ，也就是当风门开度为 80%理论上可以节约一半的电能。变频节电器是微电脑控制的很容易和上位机或者传感器组成 PID闭环的控制系统，节能效率将进一步提高，更容易实现工业自动化控制。

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一种新型变频节能柜在采油井投入试验使用，收到良好效果。该新型变频节能柜具有自动化调整抽油机工作制度的功能，调节工作制度只需工人在控制屏上轻轻一按按钮即可实现一步到位，改变以往调整工作制度必须有专人携带专用工具到达井场人工进行调整的烦琐过程，减轻劳动强度。

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2 ，环保仪表的应用

环境检测的指标主要有水中的 PH 、电导率、溶解氧、浊度、总有机碳含量，化学物质如硝酸盐、氨、某些金属等，以及废气中的 SO2 、 NO 、 CO 、 CO2 和粉尘等。

当前，在工业发达国家中，都在积极发展在线分析仪监控及环保自动化技术。例如，化工厂在排放管网安在线检测温度、PH值和总有机碳量。还有用比色仪检测废水废气中的金属离子、氨、磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐。有的公司安装的气体监视和分析软件包，可用于监视焚烧炉排放的气体，它可从烟气中采样，分析其中的 SO2 、 NO 、 CO 、 HCI 和固体颗粒。有的公司污水排放监视系统中设置了 PH值、油分、DO 、 COD 等仪器，可集中监视并记录。该系统将二台 UV分析仪测得的数字量和模拟量提供给 DCS ，大大降低了烟气中 SO2 的排放量。

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石化企业中节能减排常用的在线水质分析仪器有 : (1) 新鲜水处理：浊度分析仪、 PH 分析仪、余氯分析仪；

(2) 工业废水：溶解氧分析仪、氨氮分析仪、悬浮物分析仪、 COD 分析仪、 PH/ORP 分析仪、硝氮分析仪、总磷分析仪；

(3) 工业废水排放监测： COD 分析仪、氨氮分析仪、总磷分析仪、 TOC 分析仪、水中油分析仪等。

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3 ，过程优化控制技术实现节能降耗

经过多年运行考核证明，乙烯装置优化运行关键技术实施可在不增加重大设备投资的情况下，实现了增产、节能、降耗的目标，取的了很好的经济效益。大型乙烯装置优化运行项目是通过多年的集成创新和消化吸收再创新，实现了裂解过程工艺研究与优化、反应过程模拟与优化、 10万吨裂解炉温度控制与负荷先进优化等关键技术优化，提高了双烯收率，显著降低了能耗。在裂解炉模拟、智能控制、燃烧工况优化、在线自动清焦以及精馏塔系的智能控制等方面，形成了多项国家发明专利。

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乙烯优化技术成果已先后在扬子石化、上海石化、齐鲁石化、广州石化等多家企业得到推广应用。裂解炉温度和负荷等关键操作参数的控制平稳度提高 30% 以上，精馏过程中成品塔釜损失减少 2% ～ 12% ，通过避免“过精馏”降低能耗 3% 以上等。其中，裂解炉、乙烯和丙烯精馏塔等环节的先进控制与优化技术，已在中国石化的乙烯装置上全面推广应用。

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煤化工过程优化控制技术实现节能降耗工程已经取得了较好的成效。

煤炭能源消耗占中国能源消耗总量的 70% ，采用先进控制与过程优化技术应用于煤化工生产过程，可实现节能降耗。煤化工生产过程优化控制技术可以大大提高煤的利用率，既节约了大量资源，也降低了生产成本。

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目前国内采用间歇式固定床煤气化方式。实践证明，固定床间隙气化工艺影响因素多，滞后时间长，在炉况稳定时期，由于操作条件发生变化后，造成炉子蓄热状况变差，其潜热损失的增加往往是潜热损失从量变到质变的结果。

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基于上述情况，间歇式固定床煤气化过程优化控制系统，采用浙大中自公司的 SunyTDCS9200集散控制系统，运用模糊控制和优化控制技术，分析上、下行温度的动态变化过程所反映的造气炉蓄热状况的变化，再运用工艺控制上的一些规律加以优化控制参数，使气化层逐步优化，在条件优化中，逐步使造气炉达到单位时间内蓄热能力最大，同时热损失最小，且稳定性最高的生产状况，只要达到这个状况，从能量守恒角度而言，则单炉产气量最高、能源利用率最高，平均单炉发气量提高 10% 以上，煤耗下降 5-10% 。向着操作的精确性、安全性、稳定性、预见性等方面发展。

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采用先进控制与过程优化技术，对石化生产过程优化控制，实现节能降耗，是今后石化生产过程控制发展的方向。

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4 ，无线网络技术的应用

无线网络技术作为有线控制系统的补充，正在用于工业自动化系统中，也是工业自动化产品一个新增长点，运行于 2.4GHz1SM波段的跳频扩频（ FHSS ）无线传输技术具有优良的抗干扰性和高可靠性，无线局域网和无线网状网络扩大了无线传输的覆盖范围。无线通讯的数据安全性是人们所关心的，但可以通过加安全密码和加密密码等一系列措施来确保数据的安全传输。据悉 HART 基金会将在近期推出 HART无线通讯新协议。

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无线网络技术现在油田、石化、水处理等行业有较多应用，在化工行业，有的大企业局部辅助流程也采用了无线技术，如在循环水泵站已采用了无线控制等，考虑到有些化工厂占有的物理空间很大，有些工艺测量的位置难于安装，而有些工艺测量点环境十分恶劣，用传统的硬连线安装器件成本又过高，如果改用无线通讯能够节约能源，减少配线和维护费用。

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在无线网络领域内有许多供应商，有无线局域网产品系列，可用于移动设备之间的通讯，也可实现移动设备与固定网络之间的通讯。

在无线通讯领域，无线技术的安全性、可靠性、性价比以及无线通信技术在工业领域的应用方案，将会得到越来越广泛的应用。随着高能耗的时代即将过去，新能源电动汽车的时代已经走来， ZigBee无线组网技术和定位跟踪技术将在电动汽车产业开始发挥更为耀眼的应用光芒。除汽车产业外， ZigBee无线通信技术在自动控制，地理信息系统、城市公交、数据采集等领域也有着巨大的市场。

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5 ，绿色数字化工厂及预维护

绿色工厂即工厂通过拟制造技术、计算机技术、集成系统、自动化以及强大的信息网络技术、节能照明技术和环保技术，来提高产能、降低功耗，达到污染零排放，从而实现生产过程的优化和未来可持续发展。数字化工厂，可谓是自动化业的传统市场，但随着国家推进“工业化”和“信息化”的融合和现代化技术改造，对工厂提出了新的要求。系统预维护与仪表诊断越来越受到用户、制造商和研究者各方的关注。它分为四个层次，生产流程的诊断、生产装备的诊断 , 自动化控制系统的诊断和现场仪表的诊断。针对仪表设备预维护的软件有 AMS ， PRM 。诊断仪表系统也推出了新产品。自动控制系统的诊断通常是控制系统中设备管理软件的一个模块或一种功能，负责控制系统自身以及现场仪表的实时诊断和预测性维护。

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1 ）建设数字化工厂 数字化建设基于智能化、网络化、集成化、可视化思想，通

过吸收当今先进技术和自主研发，将使企业实现包括设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化和企业数字化，从而能做到 :

①产品从设计到制造、销售，一直到服务整个生命周期的数据都用计算机进行管理，实现无纸设计和无纸制造 ; ②保证产品数据的一致性、完整性、惟一性、最新性及共享性 ; ③保证计划的一致性和可行性 ; ④使管理具有动态应变性、系统性和模拟预见性 ; ⑤保证物流信息和资金流信息的统一。

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1 ）建设数字化工厂

数字化建设基于智能化、网络化、集成化、可视化思想，通过吸收当今先进技术和自主研发，将使企业实现包括设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化和企业数字化，从而能做到 :

① 产品从设计到制造、销售，一直到服务整个生命周期的数据都用计算机进行管理，实现无纸设计和无纸制造 ; ② 保证产品数据的一致性、完整性、惟一性、最新性及共享性 ; ③ 保证计划的一致性和可行性 ; ④ 使管理具有动态应变性、系统性和模拟预见性 ; ⑤ 保证物流信息和资金流信息的统一。

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2 ）建设数字化工厂的意义

通过数字化工厂项目的建设，将使企业在以下几个方面受益 :

①缩短新产品的上市周期 ;②减少新产品的开发成本 ;③优化产品设计以利于加工 ;④优化生产线配置和布局，减少生产线准备和停机时间 ;⑤增加生产线设备生产力，提高生产效率 ;⑥改善工人的劳动强度，提高产品质量。

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3 ）石化数字化工厂的架构 企业数字化管控一体化是采取 ERP/MES/PCS 三层结构：过程控制层

(PCS) 、制造执行层 (MES) 、经营管理层 (ERP) 集成的现代化系统，可对生产经营进行科学地分析、评价和预测，对生产计划和经营策略及时进行调整，以适应多变的市场要求。

企业资源计划系统（ ERP ）是市场经济和信息网络技术的发展的产物。ERP着眼于企业内部资源的优化整合，强化对市场动态的及时把握，为企业的高效经营管理提供强有力的支撑。实施 ERP 系统极大地有助于新体制的建立，推动从以计划为龙头、调度为中心的经营模式向以市场为导向、财务为核心的经营模式转化，以提高企业的核心竞争力。

MES 将生产过程控制、生产过程管理和经营管理活动中产生的诸多信息进行转换、加工、传递，是生产过程控制与管理信息集成的重要桥梁。

PCS 是指 DCS;FCS或 DCS-FCS ， FCS与 ERP,MES组成企业综合自动化系统。

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3 ）石化数字化工厂的架构

企业数字化管控一体化是采取 ERP/MES/PCS 三层结构：过程控制层(PCS) 、制造执行层 (MES) 、经营管理层 (ERP) 集成的现代化系统，可对生产经营进行科学地分析、评价和预测，对生产计划和经营策略及时进行调整，以适应多变的市场要求。

企业资源计划系统（ ERP ）是市场经济和信息网络技术的发展的产物。ERP着眼于企业内部资源的优化整合，强化对市场动态的及时把握，为企业的高效经营管理提供强有力的支撑。实施 ERP 系统极大地有助于新体制的建立，推动从以计划为龙头、调度为中心的经营模式向以市场为导向、财务为核心的经营模式转化，以提高企业的核心竞争力。

MES 将生产过程控制、生产过程管理和经营管理活动中产生的诸多信息进行转换、加工、传递，是生产过程控制与管理信息集成的重要桥梁。

PCS 是指 DCS;FCS或 DCS-FCS ， FCS与 ERP,MES组成企业综合自动化系统。

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石化厂的数字化管理与控制体制的三级系统 ,

① 第一级管理系统包括办公管理系统 ERP/MES 及办公自动化 (OA) ②第二级生产管理系统 (a)各联合控制室的 FCS--DCS 控制系统通过网络设施与调度中心进行联网，生产调度人员可随时了解过程信息 ,以实现生产管理。

(b) 为了保证网络安全和数据实时传输的速度，在各卫星控制室与生产管理和调度中心之间设置独立的网络实现通讯。

(c) 生产管理和调度中心可随时调用全厂主要电视监视图象 ; 可显示全厂所有的可燃气体和有毒气体报警信号。

  ③第三级数字化控制系统 全厂设一个控制室或按区域设联合控制室，控制室是装置的操作中心，

对相关的生产装置、公用工程及储运系统进行集中操作和管理，全厂数字化控制系统结构。

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有的厂选择用 DCS 系统或 DCS-FCS来实现“全厂一体化”的控制的基本思想是： 由先进的、全面开放的 DCS 系统或 DCS--FCS作为全厂总的控制系统，实现全厂机、炉、电和现场各辅机系统的一体化控制，成功地实现了“全厂一体化”。

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预维护的效果上海赛科石化有限公司是全球最大的基金会

现场总线项目之一。撑握现场总线的技能和知识对于成功实施一个基金会现场总线项目来说是非常重要的。作为最终用户，还必需调整项目的一些实施程序，以最大限度地发挥总线的优势。采用基金会现场总线技术和资产管理系统使仪表的可靠性提高了 99.8% ，同时降低了故障率。

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中海油壳牌石化有限公司（惠州）采用现场总线控制系统，具有内置 PRM管理软件，技术人员在控制室就能了解现场设备状态及故障情况，大大减少现场巡检。现场总线网络提供纠错和诊断功能，这确保了更精密的维护和更便捷的安装。维护技师和仪表工程师发现现场总线的诊断能力使他们的工作更加容易和有效。现场总线应用于主机管理系统进行预测维护，提高了工厂可靠性，并有效降低成本。

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四，发展高效的联合循四，发展高效的联合循环（环（ IGCCIGCC ）控制系统）控制系统

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整体煤气化联合循环（ IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle ）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气 -蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。

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IGCC 的工艺过程如下：把煤通过气化炉进行气化，成为中热值煤气（热值为 10 467~20 943 kJ/m3 ）或低热值煤气（热值为 4 187~104 67 kJ/m3 ），然后通过净化设备，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，进而送入增压锅炉或燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平作功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。在燃气 -蒸汽联合循环中间接地使用了固体燃料煤。 IGCC中的燃气轮机、余热增压锅炉以及蒸汽轮机都是常规的和成熟的技术，只增加了煤的气化和净化设备。

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煤气化燃煤联合循环装置以煤为原料，煤先在高压 (2 ～ 3 MPa) 的气化装置中气化为粗煤气，气化用的压缩空气引自燃气轮机压气机，气化用的蒸汽从汽轮机抽汽而来。粗煤气经净化后先经煤气膨胀透平作功，再作为燃气轮机燃料进入燃烧室，高温高压燃气入燃气轮机作功发电，其排气进余热锅炉产生蒸汽进入汽轮机，并且把煤的气化过程和蒸汽、燃气的发电过程，按优化方式组成整体，故称为整体煤气化联合循环 (简称为 IGCC) 。这种装置可在气化中脱硫， NOx也较少，能减少对环境的污染。根据计算分析，当燃气初温提高到 1 300 ℃时，这种联合循环的效率可达 45 ％～ 46 ％，而若能在煤气化工艺中以空气气化代替纯氧气化，降低厂用电率，则联合循环效率还可进一步提高。

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IGCC 发电技术的优缺点： 优点 : 具有提高供电效率的最大潜在能力。据国外资料，可以达到

52 % 以上。大型化。单机容量能达到 600MW 等级。优良的环保性能，解决污染问题最彻底，可使用高硫份煤种。充分利用煤炭资源组成多联产系统，同时生产电、热、燃料气、化工产品。耗水量小。只是常规电站的 50 %~70 % 。基本技术已经成熟。

IGCC 发电技术的缺点： 投资费用和发电成本较高，因此以大容量装置较好。

要求技术先进。厂用电率高。

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经过 20 多年的开发应用， IGCC 技术有了很大的发展，初投资费用也大大下降，大约在 1 000美元 /kW 。展望未来，IGCC 电站将采用美国能源部倡导的下一代先进的涡轮系统、高效的联合循环设计，投资将会进一步减少，将代表本世纪能源建设的重要方向。

福建炼油乙烯一体化项目 --项目位于福建省泉州市泉港区，总占地面积约 480 公顷。是目前我国第一个炼油、化工和成品油营销一体化的中外合资项目。也是至今为止一次性整体规划、一次性设计、一次性施工建设、一次性投产成功、实施投资最大（改造和新建总投资约为 316亿人民币）的炼油乙烯一体化项目。

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国内第一个采用 IGCC 的炼油、化工项目 国内又一个大规模采用基金会现场总线的大型项目 IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) 整体煤气化燃气 -蒸汽联合循环

国内第一套与炼油、化工配套的公用工程岛 部分氧化、制氢、汽电联产 利用劣质沥青作为原料 为一体化项目提供氢气、蒸汽、氧气、电、氮气等 空分装置： 2套 IGCC 是先进汽电应用技术，效率高、几乎零排放，满足环保要求。 IGCC 的连锁逻辑极为复杂， FREP只用了两个月的时间就完成调试，

一次性开车成功，创造了奇迹！ ( 国外同样装置的调试时间为 8 个月）

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低碳经济已成为全球经济的潮流和趋势。我国在“低碳技术”领域里的自主创新能力正在快速提高，一大批成熟的“低碳技术”将正在石油化工等行业推广和应用，企业在制定“低碳经济”规划（计划）时，必须要考虑产品生产过程或技术开发的全寿命周期。即从设计开始，到原料采购、生产工艺、生产流程、再到仓储运输、制成成品，直到产品报废与有效回收。这是低碳经济企业不同于高碳经济企业的重要的特征之一。面对发展“低碳经济”与“低碳技术”的发展，也是中国仪表自动化企业快速发展良机。

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