中国石油天然气设备和石油化工设备发展规划及展望

1、 本文由惠济学者贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 · 专家论坛 · 当 代 石 油 石 化 PETROL EUM & PETROCHE I M CAL T ODA Y Vol 14 No. 7 . Jul 2006 . 中国石油天然气设备和石油化工设备 发展规划及展望 赵志明 (中国石油和石油化工设备工业协会 ,北京 100825 ) 摘 : 介绍了我国石油天然气和石油化工设备行业现状 ,提出了“ 要 十一五 ” 期间我国石油天然气和石油化工设备的发展战略 、 指导思想 、 发展目标与发展重点 ,展望了未来我

2、国石油天然气和石油化工设备的发展方向 。 关键词 : 中国 石油天然气设备 石油化工设备 发展战略 1 我国石油天然气设备和石油化工设备行业现状 1. 1 石油勘探开发设备 20 世纪 80 年代以来 , 通过国内外合作开发 , 我 的开采期等 ,发展了很多种类的采油设备 ,通常分为 一次采油 、 二次采油 、 三次采油设备 。 20 世纪 80 年代 , 原上海第二石油机械厂引进 国石油勘探开发设备的生产能力不断提高 。特别是 “ 九五 ” 以来 ,中国石油和中国石化两大集团公司投 入大量资金研制勘探关键设备 ,取得了较大成果 ,有 少量石油开发设备出口 。 1980 年我国海上平台的 国产

3、 设 备 只 占 5% 以 下 , 20 世 纪 90 年 代 上 升 到 20%左右 , 目前为 20% 30% 。但我国石油勘探开 美国 M cVEOY 公司技术 , 90 年代研制成功 105 M Pa 单油管采油树和 70 M Pa 的双油管采油树 ,用于沙漠 油田 ,并率先通过竞争中标进入我国海上采油领域 。 1981 年开始 ,我国的抽油机和抽油杆先后出口 到美国 、 、 印度 拉美等地 ,是较早出口的产品 。 电潜泵适合于中后期注水强采 ,目前国内年产能 力达 2 000套 ,已完全满足国内需要 ,并已出口国外。 我国陆上油田聚合物驱技术目前居世界前列 , 生产规模占世界第一 。

4、 20 世纪 80 年代 , 我国引进 美国 W estern 公司高压机组制造技术 、 Cooper 公司 的压裂泵技术 , SPM 公司的压裂管汇制造技术 , 并 在引进国外泵基础上开发新产品 , 各项技术性能均 已达到目前国际水平 。 1. 1. 4 集输设备 发设备高新科技含量少 ,应变能力不强 ,还不是制造 石油勘探开发设备的强国 。 1. 1. 1 勘探设备 中国石油所属东方地球物理勘探有限公司是国 内最大的地球物理勘探服务工程集团公司 , 勘探作 业量占全国勘探量的 70% , 并在国外建立了 20 多 个办事处 , 30 多支作业队伍进入了国际勘探市场 。 西安石油勘探仪器总厂

5、研制了 GYZ4000 型 24 位遥 测 地 震 仪 、 SKC2000 增 强 型 数 控 测 井 系 统 、 ERA2000 成像测井系统 。这些重要设备的研制成 目前我国管道建设正迎来一个大发展时期 , 随 着西气东输和几条长输管道干线相继开工建设 , 下 游城市各类支线 、 管网的建设也全面展开 。长输油 气管道工程关键设备包括 : 管道非开挖敷管钻机 、 天 然气长输管道增压机组 、 高效大流量输油管线泵 、 大 口径高压油气管道阀门 、 油气管道钢管等 。 收稿日期 : 2006 - 04 - 06。 作者简介 : 赵志明 ,教授级高级工程师 , 曾任中国机电进出口商 会副会长

6、、 中国通用机械工程总公司总经理 、 机械工业部石化通 用局副局长等职务 。现任中国石油和石油化工设备工业协会常 务副理事长兼秘书长 。 功 ,使我国的物探装备接近国外同类装备水平 。 1. 1. 2 钻井设备 我国目前已能成套生产钻深 1 000 7 000 米的 系列钻机 。驱动方式有机械驱动 、 直流电驱动 、 交流 变频电驱动 、 电动加机械复合驱动等 ,可用于陆上钻 井、 沙漠钻井 、 近海钻井 。 1. 1. 3 采油设备 为适用不同复杂程度的油井 ,不同的油质 ,不同 8 2006, 14 ( 7 ) 当 代 石 油 石 化 1 )敷管钻机 。目前国内小型管道非开挖敷设 管道定向

7、钻机研发已有一定基础 , 而大中型钻机一 直依赖进口 。 2 )天然气长输管道增压机组 。沈阳鼓风机有 限公司在消化吸收引进技术的基础上 , 自行设计制 造了 PCL303 型压缩机 。但目前 , 国内天然气长输 管线增压用的大型燃气轮机加离心压缩机和变频电 机加离心压缩机的制造还是空白 。 3 )大口径高压油气集输管道阀门 。 2001 年自 贡高压阀门有限公司与 GE 新比隆公司签署技术合 ( 同 ,全面引进阀门技术 。西气东输工程中 26 660 毫米 )以下的球阀国内合资公司上海耐莱斯 · 詹姆 斯伯雷阀门有限公司中标 。我国大口径阀门 ( > 1 米 )生产上还是空白

8、 。 4 )油气管道钢管 。西气东输工程的装备和材 料中 ,最成熟的是国产管材 ,几乎全部管材采用了国 产螺旋焊管 ,产品符合 AP I Spec 5L 要求 。石油管道 中所用的钢管已完全可以立足于国内 。 1. 1. 5 海洋石油钻采设备 1 )海上钻井设备 我国现有移动式钻井平台 14 艘 , 其中 10 艘是 国内设计 、 国外建造 , 4 艘是我国自行设计和建造 。 2 )海上采油设备 我国具有设计和建造浅海固定式采油平台的能 力 ,中国海洋石油集团公司已设计建造水深 5 米以 内的固定式采油平台 40 多座 ,中国石油天然气集团 公司建成 5米以内的固定式采油平台 10 余座 。在

9、塘 沽、 、 深圳 胜利、 湛江等地有 4个固定平台建造基地 。 1. 2 储运设备 1. 2. 1 大型油罐 我国已研制了 10 万立方米和 1215 万立方米原 油储罐 ,但与国外相比 ,在大型化 、 储油罐用材 、 设备 制造 、 焊接和热处理方面仍存在差距 。 1. 2. 2 大型乙烯球罐 国内已开发了 1 500 立方米乙烯球罐 , 但在大 型化 、 低温高强度钢的品种 、 大型球皮的制作及焊接 (如 315N i)等方面与国外仍有较大差距 。 1. 3 石化通用设备 20 世纪 80 年代 , 我国开始引进国外先进的设 年催化裂化装置的富气压缩机 、 50 万吨 /年乙 30 烯裂

10、解装置的乙烯“ 三机 ” 已能自行设计制造 , 离心 压缩机 、 往复压缩机的技术水平接近或达到国际同 类产品水平 ,可以满足国内需要的 70% 。 1. 3. 1 气体压缩机 国内的压缩机制造企业通过自主开发和引进国 外技术 、 消化吸收 、 攻关 , 在压缩机的设计 、 制造 、 试 验等方面已有重大突破 。 1. 3. 2 工业泵 我国先后从德 、 、 、 、 日 美 英 奥等国家引进七大系 列产品设计 、 制造技术 ,有较强的水力 、 、 强度 振动研 究的技术优势和一定规模的试验手段 , 具备计算机 辅助设计的人员和设备条件 , 已掌握了多级泵细长 转子的动态分析和多级泵平衡机构的计

11、算程序 , 已 为石化装置提供了高温高压油泵 、 锅炉给水泵 、 高速 泵及化工流程泵 。但与国外比较 , 国内石化用泵系 列化和通用化程度不高 , 规格品种少 , 在制造精度 、 泵效率 、 质量和可靠性 、 密封性能 、 耐腐蚀性能等方 面仍有较大的差距 。 1. 3. 3 石化仪器仪表 我国尚只能生产部分普通仪表 , 大部分还主要 依靠进口 。目前 ,中外合资企业的软件和硬件仍由 国外进口 ,如 DCS 系统几乎全部依靠国外进口 , 每 年进口 50 套 ,约 3 000 万美元左右 。 2 我国石油天然气设备和石油化工设备需求预测 在石化工程建设中 , 设备物资费用占工程建设 投资的

12、50%左右 。据估算 ,今后每年全国石化装备 的投入将达到 300 亿元 ,“ 十一五 ” 期间设备投资将 达到 1 500 亿元 。石化设备需要 250 万吨 , 其中关 键设备需 70 万吨 。 预计“ 十一五 ” 期间 , 石化专用设备 (包括反应 器、 换热设备 、 塔器 、 储运设备 、 加热炉 、 专用机械 等 )需要数十万吨 , 投资约 475 亿元 。其中重大装 备达到十几万吨 ,占总需求的 30%左右 。 预计“ 十一五 ” 期间 , 石化通用机械中需要各种 压缩机和风机达 2 000 多台 , 需要各种工业泵 3 万 多台 。对石化专用机械如烟气轮机 、 分离机械、 过滤

13、机械 、 挤压造粒机、 包装码垛机等也提出了新的要 求 。 石化生产企业的生产装置都需要更先进的计算 机集散型控制系统 (DCS) ,实现自动控制 。预计“ 十 一五 ” 期间 ,石化行业需要 250 套左右 DCS系统 。 计、 制造技术和检测试验技术 。经过 20 多年的消化 吸收和发展 ,特别是大力推行设备国产化 ,石化装置 的大多通用设备我国能自行设计制造 , 还有少量设 备出口 ,其技术水平接近国际先进水平 。 350 万吨 / 2006, 14 ( 7 ) 赵志明 . 中国石油天然气设备和石油化工设备发展规划及展望 9 3 我国石油天然气设备和石油化工设备的发展战 略与指导思想 由

14、于国内石油资源有限 , 国内对石油开发设备 的需求不大 ,而国际市场较大 ,我国的石油设备已开 始迈出国门 ,因此 ,我国石油勘探设备的发展应该着 眼于国内与国际两个市场 。一方面 , 要满足国内西 部和海洋石油开发对设备的需要 , 和老油气田的稳 产、 改造的需要 ; 另一方面 , 随着我国开始在国外勘 探开发油气田 ,应增加设备的技术含量 、 提高其质量 和可靠性 ,把我国的石油勘探开发设备带出去 。不 应再单纯追求扩大生产能力 , 而是应通过追踪世界 先进技术水平 ,加大研究开发力度 ,提高技术水平 。 未来炼油和石化工业发展将呈现以下特点 。 1 )炼油和石化生产工艺技术更新速度加快

15、, 每 3 4 年就有新工艺 、 新产品出现 ,并实现工业化 ,因 此生产装置的改造和更新也将加快 。 2 )炼油和石化生产的传统工艺将简化 , 现代高 新技术将获得广泛应用 。炼油 、 乙烯等成熟的传统 生产工艺将向流程简化 、 降低能耗 、 提高经济效益的 方向发展 ,并实现炼化一体化 ; 现代高新技术如信息 技术 、 纳米技术 、 膜分离技术 、 生物化工等将在石化 工业中得到广泛应用 。 3 )装置的单线生产能力将进一步大型化 , 即在 经济规模范畴内 ,以高效 、 、 节能 环保为要点 ,满足先 进工艺技术的要求 ,使企业得到最大的收益 。 4 )炼油和石化生产过程将实现清洁生产 、

16、 大力 提高能源效率 。能量回收 、 物料回收 、 污水处理和回 用等单元将成为装置的重要组成部分 ,在生产技术上 将有突破性的发展。同时清洁生产和提高能源效率 将成为评价整个生产装置和企业先进性的重要因素。 5 )生产运行周期延长 , 一般情况下工艺装置可 实现 3 5 年大修一次 。 除上述特点之外 ,同时也应注意到 ,与石油勘探 开发设备相比 ,我国石化设备的一些关键设备 ,特别 是与先进工艺密切相关的关键设备设计制造专利技 术 , 尚未掌握 , 需要进口 。随着石化技术进步的加 快 ,石化装备业需要不断开发新的石化装备技术和 产品来满足石化工业的需要 。因此 , 我国石化设备 的发展一

17、方面要随着石化工艺的开发研究 , 掌握有 自主知识产权的设备设计制造专利技术 , 满足我国 石化企业不断完善改造和新建对设备的需求 ; 另一 方面 ,要跟踪国外先进的设计制造技术 ,提高创新能 力 ,加强重大技术装备的攻关 ,逐步提高石化重大装 备的国产化率 。同时 ,随着我国综合国力的增强 ,要 做好向国外出口成套石化装置的准备 。 4 我国石油天然气设备和石油化工设备的发展目标 4. 1 石油勘探开发设备的发展目标 “ 十一五 ” 期间 , 石油勘探开发设备要实施“ 外 向型 ” 战略 ,产品设计和制造标准始终与国际接轨 , 把发展目标定位于跻身国际前沿 。通过新技术 、 新 工艺 、 新

18、材料的应用 ,加快产品更新换代 ,增加品种 , 加大技术含量 , 以优良的性价比进军国际市场 。预 计“ 十一五 ” 期间 ,我国石油勘探开发设备产量可增加 30% 50% , 产值可增加 60%以上 , 达到 140 亿元 / 年 ,利润总额 15 亿元 /年 ,出口额 7 亿美元 。 4. 1. 1 石油勘探设备 测井设备的主要目标是瞄准国际先进测井技术 水平 ,满足油田开发的需要 ,形成具有我国特色的成 套测井装备 。在物探设备方面 ,为了满足深层 、 高精 度、 高分辨率勘探需要 ,进行高精度 、 大容量 、 网络化 地震仪的研究 。 4. 1. 2 钻井设备 开发全电驱动和复合电驱动

19、钻机 ; 发展高移动 性钻机 ; 着手开发极寒地区 、 沼泽地区使用的特种钻 机及小井眼钻机 、 套管钻机等特种工艺钻机 ; 优化井 架、 底座设计 ,减轻重量 ; 增强海洋钻机的自主设计 开发能力 ,开始海洋石油平台的设计生产工作 ; 发展 系列变频顶驱钻机 ; 提高常规型泥浆泵的可靠性 ,开 发新型泥浆泵 ; 钻井设备两极化发展 。 预计“ 十一五 ” 期间 , 国内每年需更新钻机 40 套 ,每年出口钻机 20 30 套 。 4. 1. 3 采油设备 机械采油设备的研究和开发工作 , 主要是向如 何满足开采难度大的油井和稠油 、 、 结蜡 结盐等油井 的需要 ,以及达到节能降耗 , 提高

20、经济效益 , 提高效 率和可靠性 ,提高自动化 、 智能化控制技术的应用等 方面发展 。 研制深井 、 边远地带油田修井设备 ,提高产品的 可靠性和自动化水平 。 固井压裂设备方面 ,压裂车主要向大功率 、 多功 能、 自动化和系列化方向发展 。混砂车向大排量 、 高 砂比 、 多功能和自动化方向发展 。 4. 1. 4 石油天然气集输成套设备 包括敷管钻机 、 天然气长输管道增压机组 、 大口 径高压油气集输管道阀门和油气管道钢管等设备和 10 2006, 14 ( 7 ) 当 代 石 油 石 化 器材 。预计“ 十一五 ” 期间 , 2 万千瓦及以上的大型 天然气长输管线离心增压机组的需要

21、量约为 100 台 套左右 ,大口径高压油气集输管道阀门 ( > 1 米 ) 在 消化 、 吸收引进技术的基础上将有所突破 。 4. 1. 5 海洋石油钻采设备 海上石油开发设备的国产化率在 20% 30% 之间徘徊了多年 , 关键设备几乎全是外国产品 。因 此 ,对中国制造业来说 , 发展海上石油装备 , 不仅要 在技术质量等方面满足要求 , 还要提高国际投标能 力 ,适应国际市场竞争规律 。 4. 2 石化设备的发展目标 然气长输管道的增压机组和大口径高压集输油气管 道阀门 。 5. 2 炼油石化设备 1 )炼油设备重点发展产品 : 开展新型 C r - Mo 钢抗氢材料及其大型加氢

22、反应器的研制 。 大型 ( 5 000 10 000 平方米 ) 板壳式换热器的研制 。 千万吨级常减压大型蒸馏塔 (常压塔直径 9 米 , 减 压塔直径 16 米 ) 的研制 。 大型 ( 15 20 万立方 米 )浮顶贮罐的研制 。 配合炼油装置大型化 ,“ 十 一五 ” 期间要开展大型机泵的完善研究 。 2 )石化设备重点发展产品 : 大型乙烯裂解 炉 。 十一五 ” “ 期间 ,为满足 100 万吨级乙烯装置的 需要 ,将开发 15 20 万吨 /年裂解炉 。 大型乙烯 冷箱 。针对 100 万吨级的乙烯装置 , 在工艺计算软 件、 优化设计及生产工艺 、 检验技术等方面进行开发 和研

23、制 。 乙烯三机 (裂解气压缩机 、 丙烯压缩机 、 ) 的进一步研制 。 乙烯制冷压缩机 大型 ( 2 000 3 000立方米 )乙烯球罐的研制 。 进一步研制大规 格的聚乙烯气相反应器 。 丙烯聚合反应器 、 聚丙 烯共聚反应器 、 精对苯二甲酸 ( PTA )氧化反应器 、 丙 烯腈流化床反应器等的研制 。 大型混炼挤出造粒 机组 。目前我国聚烯烃装置中的大型混炼挤出造粒 机组全部从国外进口 , 建议在“ 十一五 ” 期间 , 采用 技贸结合的方式引进设计和制造技术 , 进行大型挤 出造粒机组的攻关研制 。 迷宫式压缩机 。在“ 十 一五 ” 期间 , 要针对大型聚烯烃装置所需的迷宫式

24、 压缩机 ,继续攻关研制 ,逐步形成系列产品 。 立式 螺旋卸料离心机 。 十一五 ” “ 期间 ,结合新建 PTA 装 置和老装置的改造 ,开展大直径 、 大长径比 、 高转速 、 高工作压力 、 机电一体化的立式螺旋卸料离心机的 研发 。 蒸汽管回转干燥机 。开展蒸汽分配器流道 的研究及新型分配器开发等 , 研制大型蒸汽管回转 干燥机 。 5. 3 合成氨关键设备 包括气化炉 、 氨合成塔及合成气废热锅炉的研 制 。目的是提高氨净值 , 更好地利用反应热产生的 高压蒸汽 ,开发工艺设计软件 ,解决高压设备制造的 难点 , 研 制 出 具 有 我 国 特 色 的 合 成 氨 关 键 设 备

25、。 “ 十一五 ” 期间 , 要抓好四大机组的开发研究 、 推广 应用工作 ,赶上世界当代同类产品的技术水平 ,满足 大化肥装置建设的需要 。 5. 4 化工单元设备 石化设备的发展要以发展大型乙烯成套装备 、 大型炼油装置 、 大型合成氨成套设备和煤直接气化 成套设备为纲 。 十一五 ” “ 期间 ,要将原 30 万吨 /年 乙烯升级改造到 60 70 万吨 /年的规模 , 新建的乙 烯装置规模一般是 70 80 万吨 /年 ,甚至 100 万吨 / 年 。与其相配套的装置 ,生产规模均会扩大 ,如 PTA 规模达 60 万吨 /年 ,醋酸规模达 50 万吨 /年 ,甲醇规 模 85 万吨

26、/年 。炼油装置向 1 000 万吨 /年发展 ,并 且走炼化一体化道路 。发展 250 万吨 /年煤直接气 化制油成套设备 ,到 2010 年 ,达到年产 1 000 万吨 。 预计“ 十一五 ” 期间 , 我国的石化设备产量将达 到 60 万吨 /年 ,总产值 140 亿元 /年 , 国内市场占有 率 90% ,出口额 3 亿美元 。战略目标是 : 开发出大 型、 、 高效 低能耗并具有环保功能的炼油和石化装备 及单元设备 ; 掌握其核心技术 ; 达到国际先进水平 ; 在满足国内要求的同时 ,努力打入国际市场 。 “ 十一五 ” 及未来十五年我国石化设备的发展 目标是 : 掌握大型石化专用

27、设备的设计计算 、 制造 、 运输 、 现场组焊 、 安装和热处理技术 。开展大型石化 专用设备 、 专利设备新技术 、 新材料的开发研究 。研 制各类高效 、 、 紧凑 高精度单元设备和辅助性单元设 备 ,以满足无裕度或小裕度设计要求 ,提高设备的经 济效益和综合竞争力 。大型石化通用机械 (机 、 、 泵 阀 )及监控系统的技术问题 , 要与发达国家保持同 步 ,不断跟踪 ,并将引进技术和自行开发结合起来 。 按不同的功能开发单元设备 , 可大大减少成套的工 作量 ,缩短装置的建设周期 。 5 我国石油天然气设备和石油化工设备的发展重点 5. 1 石油勘探开发设备 1 )研制钻深 7 00

28、0 米以上的钻机 。 2 )油气集输设备主要是开发中型敷管钻机 、 天 先开发 4 类化工单元设备 : 传质单元设备 、 传热 2006, 14 ( 7 ) 赵志明 . 中国石油天然气设备和石油化工设备发展规划及展望 11 单元设备 、 干燥单元设备 、 气力输送单元设备 , 并建 立单元设备数据库 。 6 我国石油天然气设备和石油化工设备的发展 展望 从国内环境看 ,由于制造业是国力的象征 ,中共 十六大报告明确提出了“ 大力振兴装备制造业 ” 的 目标要求 ,国家已将机械制造业作为“ 十一五 ” 期间 重点支持和发展的产业之一 。 中共中央关于制定 “ 十一五 ” 规划的建议 明确要求装备

29、制造业要依托 重点建设工程 ,坚持自主创新与技术引进相结合 ,强 化政策支持 ,提高重大技术装备国产化水平 ,特别是 在高效清洁发电和输变电 、 大型石油化工 、 先进适用 运输装备 、 高档数控机床 、 自动化控制 、 集成电路设 备和先进动力装置等领域实现突破 ,提高研发设计 、 核心元器件配套 、 加工制造和系统集成的整体水平 。 这些都为我国装备制造业未来的发展指明了方向 。 但是 , 石油化工装备制造业的发展也面临着严 峻的挑战 。随着国际油价持续走高和油气供应持续 偏紧 ,油气勘探开发投资力度不断加大 ,油气管道等 能源基础设施建设步伐不断加快 , 对石油天然气和 石油化工设备的需

30、求大幅度增长 , 由此也吸引了大 批投资者纷纷进入 ,加剧了市场竞争 。 同时 , 我们也要正视我国石油天然气和石油化 工设备制造行业自身存在的一些突出矛盾和问题 。 主要是 ,研发力量薄弱 , 技术水平不高 , 缺乏具有自 主知识产权的核心技术和拳头产品 。各专业机械研 究所和企业研发力量分散 , 缺乏装备研发的整体策 划 ,在科研立项 、 成果转化 、 系统成套 、 现场试验 、 信 息反馈等方面存在脱节现象 。装备制造企业数量 多、 规模小 ,各自为政 ,缺乏统筹协调 ,低水平重复建 设现象严重 ,造成生产能力浪费和一定程度的同业 无序竞争 ,影响了装备制造企业的自身发展 。 在机遇与挑战并存的宏观环境下 , 石油天然气 和石油化工设备制造业要实现新的发展 , 首先要积 极适应形势的发展变化 ,认真研究和把握市场规律 , 下大力气解决自身存在的矛盾和问题 , 进一步明确 企业乃至整个行业的总体发展战略 。 今后总的发展思路是 , 紧密围绕国内外石油石 化工业的发展需要 ,注重提高研发能力 ,大力推进技 术进步 ,狠抓产品质量和服务 ,努力形