圖為石化企業代表參觀江蘇大明金屬制品有限公司換熱器生產車間。 （徐薇 供圖）
 

 
　　換熱器是化工、石油、食品等許多工業的通用設備，它可使物料溫度滿足過程工藝條件的需要，同時也是提高能源利用率的主要設備之一。隨著國內對于工業企業提高能效、降低能耗要求的日趨迫切，高效換熱器必將成為加快國內節能減排的利器之一；而另一方面，石油化工等行業的節能要求也推動了高效換熱器的發展，使該產業迎來發展的黃金期。

　　政策支持行業節能潛力巨大

　　我國石油和化工行業節能減排要求日益提高，迫使全行業必須應用先進的節能技術及設備，不斷提高全行業的能效水平。

　　據中國化工節能技術協會理事長方曉驊介紹，2012年我國石油化工行業節能量有所提高。按工業總產值計算，2012年中國石油和化工行業萬元產值能耗為0.3547噸標準煤，比2010年的0.4800噸標準煤，減少0.1253噸標準煤，實現節能量15338.84萬噸標準煤。與2010年相比，萬元產值能耗下降率26.10%。

　　按GDP能耗計算，即工業增加值能耗計算，2012年萬元工業增加值能耗為1.8149噸標準煤，實現節能量1765.38萬噸標準煤。與2010年相比，工業增加值能耗下降率為3.73%。

　　“從上述情況看，按工業總產值（現價）計算，能耗下降率較大，超額完成任務。但工業增加值能耗下降率為3.73%，遠遠沒有完成任務。未來我國石化行業雖然節能潛力較大，但任務也十分艱巨。”方曉驊強調。

　　據方曉驊介紹，未來我們在節能方面還有許多工作要做。

　　首先，工業生產能源效率亟待快速提高。

　　目前, 我國能源的產量僅次于美國、俄羅斯和沙特阿拉伯，但單位能源產值卻比許多國家低很多。據介紹，我國GDP中每萬美元產值的能耗大約為德國的3倍，法國的2.5倍。在能源消耗中，工業消耗的能源占第一位，但在這方面能源的利用率卻是相當低。由于能源利用率低，工業生產所消耗的能源中有一半以上白白地排放到大氣或水中。如果能將排放的廢熱加以合理利用，不但可大大減少煤、油、燃氣等一次能源的消耗，也可減輕對環境的污染。其中，廢熱的回收利用，是節約能源極其重要的措施。廢熱回收利用的具體方法和裝置很多，如余熱鍋爐、熱電合供、間壁式換熱等。近年來，應用熱管元件組成的熱交換器回收余熱效果顯著。

　　其次，石化行業節能先進與落后的企業之間的能效水平差距較大，需要包括高效換熱器等先進節能技術和設備的助力，來提高行業整體能效水平。

　　2011年9月，我國政府發布《“十二五”節能減排綜合性工作方案》，要求研究確定高耗能產品和終端用能產品的能效先進水平，制定“領跑者”能效標準，明確實施時限。中國石油和化學工業聯合會在《方案》發布后就啟動了相關工作，經過深入摸底調研，最終形成了首次發布的能效領跑者名單。2012年，石油和化工行業能效領跑者發布制度建立。合成氨、甲醇、磷酸二銨、硫酸、電石、燒堿、聚氯乙烯、純堿、黃磷和輪胎等重點領域的成功經驗，帶動了石油和化工行業節能減排工作向前邁出新的一步。

　　通過對比分析，行業平均能效水平與領跑者的差距普遍在10%~30%，差距最大的行業超過40%；落后者與領跑者的差距則在50%，差距最大的行業達到120%，即同樣生產一噸產品，落后企業消耗的能源是領跑者的2.2倍。這充分說明行業節能潛力之巨大，以及節能任務之艱巨。

　　為完成既定的節能目標，國家有關部委出臺了“十二五”節能減排鼓勵政策，助力全行業能效的提升，其中包括針對節能項目、節能產品、節能技術、重點用能單位、節能服務公司等五方面的激勵政策。

　　記者了解到，其中針對節能項目，國家提供包括中央預算內投資，財政激勵資金和所得稅優惠等政策加以支持。在列入中央預算內投資支持的“能量系統優化”選項中，就包括了煉油、乙烯、化工等行業企業的高效換熱系統改造；在“鍋爐（窯爐）改造”的選項中，包括了以高效節能鍋爐替代低效鍋爐等節能改造。

　　在財政獎勵資金方面，國家提出要降低門檻，提高財政獎勵標準。

　　在所得稅優惠方面，根據《中華人民共和國企業所得稅法》（2007年）第二十七條節能項目中企業從事符合條件的節能節水項目的所得，可以免征、減征企業所得稅。從而為高效換熱器的發展從政策上加了“一把火”。

　　
圖為2013年（第三屆）全國石油和化工熱交換器技術與設備交流會現場。（ 徐薇 供圖）

　　助推換熱設備快速發展

　　在化工、煉油、石化、冶金等行業，實現高效換熱器綜合利用，對降低能耗，提高企業經濟效益，減少粉塵、溫室氣體和酸性氣體的排放，實現“效益型環保”意義重大。

　　在2013年（第三屆）全國石油和化工熱交換器技術與設備交流會上，江蘇中圣高科技產業有限公司有關負責人劉豐談到，高效換熱器在石化企業得到廣泛使用，為企業節約了大量能源，以高效換熱元件為核心技術的高效節能換熱器比普通光管換熱器傳熱效率提高20%~40%，節能效果顯著。而且高效換熱器具有如下優點：傳熱系數高，抗結垢能力強，運行周期長；顯著提高熱能利用效率，實現小溫差傳熱，節能降耗；節約大量原材料，降低設備投資；適宜老廠擴能增產改造。

　　據了解，在化工生產中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等，應用更加廣泛。換熱器種類很多，但根據冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分3大類：間壁式、混合式和蓄熱式。在3類換熱器中，間壁式換熱器應用最多。

　　方曉驊在介紹國內高效換熱器情況時表示，石油化工節能推動了高效換熱器的發展。

　　換熱器是實現化工生產過程中熱量交換和傳遞不可缺少的設備。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業生產中，常常用換熱器把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。換熱器既可以是一種單元設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可以是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內的換熱器。換熱器是化工生產中重要的單元設備，根據統計，熱交換器的噸位約占整個工藝設備的20%，有的甚至高達30%，其重要性可想而知。

　　據《2013~2017年中國換熱器行業發展前景預測與轉型升級分析報告》數據顯示,2010年中國換熱器產業市場規模在500億元左右。其中，石油化工領域仍然是換熱器產業最大的市場，其市場規模為150億元。

　　近年來，國內換熱器行業在節能增效、提高傳熱效率、減少傳熱面積、降低壓降、提高裝置熱強度等方面的研究取得了顯著成績。基于石油、化工、制藥等行業對換熱器需求增長，我國換熱器行業在未來一段時期內將保持穩定增長，預計2011~2020年期間，我國換熱器產業將保持年均10%~15%左右的速度增長，到2020年我國換熱器行業規模有望達到1500億元。目前，全國換熱設備市場呈現出供不應求的市場狀態，換熱設備產業正處在黃金增長期。

　　方曉驊進一步強調，2016年我國換熱器行業規模將突破1000億元，2020年實現由換熱器生產大國邁入世界強國的行列的奮斗目標。屆時，我國換熱器產品精度、性能、壽命和可靠性達到同期國外大公司同類產品水平，重大裝備配套換熱器實現國產化；設計和制造技術達到同期國外大公司水平，有一批核心技術的自主知識產權。

　　業內專家表示，未來，國內市場需求將呈現以下特點：對產品質量水平提出了更高的要求，如環保、節能型產品將是今后發展的重點；要求產品性價比提高；對產品的個性化、多樣化的需求趨勢強烈；逐漸注意品牌產品的選用；大工程項目青睞大企業的產品。

　　日前，獨山子石化煉油廠針對原油中油泥含量多、影響換熱效果的問題，組織有關部門對換熱器進行了檢修。圖為工人吊裝檢修后的換熱器設備。（湯志斌 攝）


　　由大變強還須披荊斬棘

　　我國換熱器行業要在2020年實現由生產大國邁入世界強國行列的奮斗目標，仍還有一段較長的路要走。

　　吉林省四平市換熱器協會副秘書長黃慶軍說，換熱器行業特征非常明顯：市場廣闊、種類繁多、節能環保且地位重要，它是《中國節能技術政策大綱》中推薦產品，是重大裝備國產化關鍵技術產品和附加值較高的機械產品，在工業領域節能減排中可以發揮巨大的作用。

　　“這是一個處于蓬勃發展期的朝陽產業，目前換熱器產品技術日新月異，管殼式換熱器整體上已經邁入產業成熟期；板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器、空冷式換熱器、板殼式換熱器等產品正處于成長期，具有良好的發展前景。”黃慶軍說。

　　從產業情況看，在板式換熱器領域，國內外企業競爭激烈，大量外資企業已經完成在中國的布局。其中四平巨元瀚洋、蘭石換熱設備公司等是我國板式換熱器龍頭企業，其板式換熱器年產值都在3億元以上。外資企業主要包括阿法拉伐、舒瑞普等，世界著名的板式換熱器企業大都已經進入中國市場。

　　在管殼式換熱器領域，我國生產企業眾多，且規模都比較小。其中，撫順機械設備制造有限公司、蘭石集團煉化設備公司、中石化南京化工機械公司是國內龍頭企業，其年產值都在2億元以上；江蘇中圣集團、無錫化工裝備總廠等是我國特種材料換熱器領域的重要企業，其特種材料管殼式換熱器年產值都在1.5億元以上。

　　在空冷式換熱器領域和板翅式換熱器領域，哈空調、杭州杭氧股份和開封空分集團等企業都具有一定的競爭實力。

　　盡管我國在部分重要換熱器產品領域獲得了突破，但與國外先進水平相比，仍具有一定的差距。“我國換熱器在技術基礎研究、制造、設計標準等方面與發達國家相比還有一定的差距。”黃慶軍告訴記者。

　　我國換熱器技術基礎研究仍然薄弱。與國外先進水平相比，我國換熱器產業最大的技術差距在于換熱器產品的基礎研究和原理研究，尤其是缺乏介質物性參數數據，對于流場、溫度場、流動狀態等工作原理研究不足。

　　在換熱器制造上，我國目前還以仿制為主，雖然在整體制造水平上差距不大，但是在模具加工水平和板片壓制方面與發達國家還有一定的差距。

　　在設計標準上，我國換熱器設計標準和技術較為滯后。目前，我國的管殼式換熱器標準的最大產品直徑還僅停留在2.5米，而隨著石油化工設備大型化趨勢，目前對管殼式換熱器直徑的要求已經達到4.5米甚至5米，超出了我國換熱器設計標準范圍，使得我國換熱器設計企業不得不按照美國TEMA標準設計。

　　“更為嚴重的是，我國大型專業化換熱器設計軟件方面嚴重滯后。目前我國在換熱器設計過程中還不能實現虛擬制造、仿真制造，缺乏自主知識產權的大型專業計算軟件。由于在換熱器的相關工藝計算、傳熱計算和振動模型的計算方面缺少大型專業化軟件支持，使得我國對設計出來的換熱器產品無法準確預計其使用效果，這使得我國企業在換熱器產品招標過程中處于不利地位。” 黃慶軍強調說。

　　基礎技術研發不足、設計標準和設計軟件滯后等已成為我們這個換熱器生產大國實現“強國夢”的瓶頸。目前該產業正面臨著巨大的發展機遇，而若實現換熱器“強國夢”，就必須把基礎技術研發的強化、標準的制定等盡快提到議事日程。據黃慶軍介紹，吉林四平市作為國家從“七五”時期開始重點扶持建設的換熱設備制造業生產基地，其換熱器產業在長期的培育發展下已形成較大規模，在全國同行業中具有較強的影響力，形成了區域性特色品牌。目前四平市擁有三個省級企業技術中心，一個省級換熱器研發中心，一個換熱器行業服務中心，一個國家級換熱器檢測中心，一個換熱器行業擔保公司，這些公共服務平臺都為換熱器的快速發展提供了強有力的保證。而其立足產業基礎優勢，謀求特色的發展道路，也值得國內換熱器行業借鑒。

圖為貴州金赤化工公司氨醇車間煤氣換熱器檢修現場。 (特約記者 熊洪全 攝)