基于壽命周期成本的煉化環(huán)保項(xiàng)目后評(píng)價(jià)研究

陶衛(wèi)君 秦麗娟

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司克拉瑪依石化分公司，834003)

近年來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)保治理力度的加大，煉化企業(yè)環(huán)保資金投入力度也越來(lái)越大，一大批煉化環(huán)保項(xiàng)目投入運(yùn)行。如何客觀、科學(xué)地對(duì)這些煉化環(huán)保項(xiàng)目的投資成效進(jìn)行項(xiàng)目后評(píng)價(jià)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為今后煉化環(huán)保項(xiàng)目投資管理提供借鑒，更好地發(fā)揮煉化環(huán)保項(xiàng)目的投資效益，成為煉化環(huán)保項(xiàng)目投資管理中亟需解決的問(wèn)題［1－4］。

1 煉化環(huán)保項(xiàng)目后評(píng)價(jià)體系介紹

1.1 煉化環(huán)保投資項(xiàng)目的特點(diǎn)

相比其他煉化投資項(xiàng)目，煉化環(huán)保投資項(xiàng)目具有自身的特點(diǎn)。從項(xiàng)目功能目標(biāo)看，煉化環(huán)保投資項(xiàng)目的功能目標(biāo)主要是污染減排、環(huán)境隱患整改或風(fēng)險(xiǎn)防范，一般情況下，煉化環(huán)保項(xiàng)目投資項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益并不顯著，其投資效益主要體現(xiàn)在項(xiàng)目產(chǎn)生的環(huán)境效益和社會(huì)效益。從項(xiàng)目壽命周期內(nèi)的費(fèi)用構(gòu)成看，根據(jù)建成的煉化環(huán)保項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行情況，煉化環(huán)保投資項(xiàng)目在整個(gè)壽命周期內(nèi)的運(yùn)行、維護(hù)、檢修、改造等使用成本要遠(yuǎn)大于它的建設(shè)成本。因此，對(duì)于煉化環(huán)保項(xiàng)目投資管理，在滿足項(xiàng)目功能目標(biāo)的同時(shí)，要加強(qiáng)項(xiàng)目壽命周期成本(Life Cycle Cost，簡(jiǎn)稱LCC)優(yōu)化管理，不僅要考慮項(xiàng)目建設(shè)成本，還應(yīng)該考慮項(xiàng)目在壽命周期內(nèi)的使用成本，要統(tǒng)籌兼顧項(xiàng)目壽命周期內(nèi)功能與費(fèi)用的平衡。

1.2 基于LCC的煉化環(huán)保投資項(xiàng)目后評(píng)價(jià)

從項(xiàng)目壽命周期成本管理的角度，煉化環(huán)保投資項(xiàng)目的后評(píng)價(jià)主要考察項(xiàng)目功能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度和項(xiàng)目壽命周期成本優(yōu)化2個(gè)方面的指標(biāo)。

項(xiàng)目功能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度評(píng)價(jià)主要考察項(xiàng)目前期目標(biāo)、工程建設(shè)目標(biāo)以及投資效果目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度。其中，項(xiàng)目前期目標(biāo)評(píng)價(jià)主要考察項(xiàng)目立項(xiàng)依據(jù)是否充分，項(xiàng)目建設(shè)時(shí)機(jī)是否合適，工藝技術(shù)選擇、工程方案設(shè)計(jì)等前期決策管理是否科學(xué)，尤其是在進(jìn)行工藝技術(shù)和工程設(shè)計(jì)方案比選時(shí)，是否將各種技術(shù)指標(biāo)與投資費(fèi)用、使用費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)結(jié)合在一起，進(jìn)行定量的綜合比較，從而確定對(duì)該項(xiàng)目最適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和方案。工程建設(shè)目標(biāo)評(píng)價(jià)主要考察工程設(shè)計(jì)方案是否具有可施工性，是否嚴(yán)格控制了大的設(shè)計(jì)變更，設(shè)備材料的設(shè)計(jì)選型是否充分進(jìn)行了性能和費(fèi)用的綜合比較，項(xiàng)目管理是否嚴(yán)格控制了工程施工質(zhì)量、進(jìn)度、造價(jià)之間的平衡，工程竣工整體質(zhì)量是否達(dá)到要求，工程項(xiàng)目是否具有一定的創(chuàng)新成果，是否應(yīng)用了新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料。投資效果目標(biāo)評(píng)價(jià)主要考察裝置投入運(yùn)行后是否實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期平穩(wěn)可靠運(yùn)行，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)際指標(biāo)是否達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)水平，污染物排放濃度等環(huán)保指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，項(xiàng)目實(shí)施后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益是否達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

項(xiàng)目壽命周期成本優(yōu)化評(píng)價(jià)主要考察項(xiàng)目建設(shè)成本和項(xiàng)目壽命周期內(nèi)使用成本兩方面的整體優(yōu)化程度。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不再局限于單一的項(xiàng)目建設(shè)成本控制指標(biāo)，而是把項(xiàng)目投入運(yùn)行后壽命周期內(nèi)的使用成本指標(biāo)也納入后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系當(dāng)中。事實(shí)上，項(xiàng)目的建設(shè)成本和壽命周期內(nèi)的使用成本有著密切的聯(lián)系，項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段的工藝技術(shù)選擇、工程方案設(shè)計(jì)、設(shè)備材料選型采購(gòu)決策不僅直接決定項(xiàng)目建設(shè)成本，也基本決定了項(xiàng)目壽命周期內(nèi)的使用成本，包括裝置正常運(yùn)行成本、維護(hù)和檢修成本、改造成本等。因此，項(xiàng)目建設(shè)成本控制優(yōu)化評(píng)價(jià)不僅要考察在項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工階段工程造價(jià)的控制情況，還要考察在工藝技術(shù)方案、工程設(shè)計(jì)方案、設(shè)備材料選型方案的比選決策中是否進(jìn)行了壽命周期成本分析，是否考慮了項(xiàng)目投運(yùn)后在整個(gè)壽命周期內(nèi)的使用成本。項(xiàng)目壽命周期內(nèi)使用成本優(yōu)化評(píng)價(jià)主要考察項(xiàng)目投運(yùn)后裝置運(yùn)行成本、維護(hù)和檢修成本、改造成本等方面的實(shí)際情況和優(yōu)化策略，以及對(duì)項(xiàng)目壽命周期成本的影響程度。

在項(xiàng)目功能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度評(píng)價(jià)和項(xiàng)目壽命周期成本優(yōu)化評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，綜合上述兩方面后評(píng)價(jià)結(jié)果，得出煉化環(huán)保項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)結(jié)論，基于LCC的煉化環(huán)保項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見(jiàn)圖1。

圖1 基于LCC的煉化環(huán)保項(xiàng)目后評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 案例分析

2.1 項(xiàng)目概況

中國(guó)石油天然氣股份有限公司克拉瑪依石化分公司(以下簡(jiǎn)稱克拉瑪依石化分公司)熱電廠煙氣脫硫項(xiàng)目是環(huán)保治理專項(xiàng)投資項(xiàng)目。根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223—2003)［5］規(guī)定，2010年 1月 1日起，電廠鍋爐煙氣二氧化硫最高允許排放的質(zhì)量濃度第1時(shí)段為1 200 mg/m3、第2時(shí)段為400 mg/m3。克拉瑪依石化分公司熱電廠現(xiàn)有的1#爐、2#爐排放的煙氣執(zhí)行第1時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)，3#爐、4#爐執(zhí)行第2時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)。為確保在國(guó)家規(guī)定時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)排放，克拉瑪依石化分公司熱電廠對(duì)煙氣脫硫環(huán)保投資項(xiàng)目進(jìn)行立項(xiàng)。2007年3月20日克拉瑪依石化分公司委托大唐環(huán)境科技工程有限公司編制《中國(guó)石油克拉瑪依石化分公司熱電廠煤粉鍋爐增設(shè)煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告》，2008年4月可行性研究報(bào)告編制完成，上報(bào)中國(guó)石油天然氣股份有限公司煉油與化工分公司(以下簡(jiǎn)稱煉油與化工分公司)，因項(xiàng)目總投資小于5 000萬(wàn)元，克拉瑪依石化分公司代表煉油與化工分公司下達(dá)可行性研究報(bào)告的批復(fù)(油克石化計(jì)〔2008〕22號(hào))，計(jì)劃實(shí)施時(shí)間:2008—2009年。2008年10月，與A環(huán)保工程有限公司簽訂本項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工(簡(jiǎn)稱EPC)合同，2009年4月項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)，11月7—13日完成系統(tǒng)調(diào)試，12月19日開(kāi)始進(jìn)行168 h試運(yùn)行，12月30日工程竣工驗(yàn)收。

2.2 項(xiàng)目功能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度評(píng)價(jià)

2.2.1 前期工作目標(biāo)評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目在前期工作決策脫硫工藝技術(shù)選擇過(guò)程中，克拉瑪依石化分公司通過(guò)項(xiàng)目可行性研究、與設(shè)計(jì)單位和工程單位進(jìn)行技術(shù)交流、實(shí)地調(diào)研等多種方式，從工藝技術(shù)成熟度、脫硫劑資源供應(yīng)、脫硫副產(chǎn)品的處理、脫硫過(guò)程二次污染、建設(shè)成本、運(yùn)行成本等方面對(duì)石灰石－石膏法、氨水－硫酸銨法等不同工藝技術(shù)方案進(jìn)行了反復(fù)、充分的比較。考慮到石灰石的來(lái)源和石膏的再利用問(wèn)題，同時(shí)煉油脫硫車間脫硫劑氨水資源豐富，決定本項(xiàng)目的脫硫工藝技術(shù)方案選用氨水－硫酸銨法，脫硫過(guò)程中不產(chǎn)生廢氣和廢水，副產(chǎn)物硫酸銨可直接作為化肥出售，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)［6－9］。

在工程方案設(shè)計(jì)決策過(guò)程中，克拉瑪依石化分公司從脫硫后凈煙氣二氧化硫濃度、脫硫效率、硫酸銨品質(zhì)、氨逃逸量等技術(shù)指標(biāo)，以及液氨耗量、工藝水消耗量、耗電量等運(yùn)行成本指標(biāo)，對(duì)參與投標(biāo)的3家工程公司的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了充分比較，最終選擇了A環(huán)保工程有限公司為該項(xiàng)目的EPC總承包單位。

2.2.2 工程建設(shè)目標(biāo)評(píng)價(jià)

在工程設(shè)計(jì)方面，業(yè)主方在對(duì)該項(xiàng)目EPC總承包商——A環(huán)保工程有限公司的工程設(shè)計(jì)方案的審查過(guò)程中，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不合理之處。在該工程設(shè)計(jì)方案中，4臺(tái)130 t/h煤粉鍋爐合用1套脫硫裝置，脫硫部分采用濃縮塔和吸收塔的“雙塔”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是濃縮塔的塔直徑設(shè)計(jì)偏小，導(dǎo)致濃縮塔的煙氣處理負(fù)荷高，塔內(nèi)煙氣流速過(guò)快，影響蒸發(fā)濃縮效果;濃縮塔與吸收塔的聯(lián)絡(luò)煙道水平距離設(shè)計(jì)偏短，煙氣經(jīng)過(guò)該段煙道時(shí)不僅流場(chǎng)混亂，而且流速極高，超過(guò)了除霧器的正常工作范圍，除霧效果極不理想;硫酸銨后處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，在試運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)后處理部分不能連續(xù)運(yùn)行，不得不重新設(shè)計(jì)改造。

在設(shè)備材料選型方面，主體裝置脫硫濃縮塔和吸收塔防腐內(nèi)襯材料選用了奧地利進(jìn)口的帶鉚釘?shù)腂EKA新型聚丙烯材料，整體防腐效果較好，但是硫酸銨后處理系統(tǒng)選用的316 L不銹鋼蒸發(fā)結(jié)晶器受漿液的腐蝕及沖刷，設(shè)備腐蝕磨損快，更換頻率非常高，難以保證設(shè)備的長(zhǎng)周期運(yùn)行。吸收塔頂部選用的國(guó)產(chǎn)折流板除霧器除霧效果差，無(wú)法有效去除脫硫后凈煙氣中的液滴。

在工程施工管理中，業(yè)主方和監(jiān)理方對(duì)EPC總承包商的工程施工缺乏監(jiān)督，工程承包方為了保證整個(gè)工期的施工進(jìn)度，在濃縮塔和吸收塔防腐內(nèi)襯PP板包襯施工過(guò)程中，沒(méi)有嚴(yán)格按照PP材料焊接工藝相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)施工，PP板焊接不嚴(yán)，施工之后也沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做相應(yīng)的檢測(cè)，以至于裝置投入試運(yùn)行后，脫硫漿液從焊縫滲漏，腐蝕設(shè)備。

2.2.3 投資效果目標(biāo)評(píng)價(jià)

脫硫裝置投入運(yùn)行后，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)檢測(cè)，脫硫后排放煙氣中二氧化硫、粉塵、氮氧化物濃度均達(dá)到《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—2003)的要求。該項(xiàng)目建成之后實(shí)現(xiàn)了二氧化硫等污染物減排目標(biāo)，每年減少的二氧化硫排放量超過(guò)2 kt、減少粉塵排放量超過(guò)150 t，明顯改善了新疆克拉瑪依地區(qū)的空氣質(zhì)量，緩解了企業(yè)環(huán)保的壓力。

2010年 11月 24—28日，第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)——南京電力設(shè)備質(zhì)量性能檢驗(yàn)中心對(duì)該項(xiàng)目煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行性能檢測(cè)標(biāo)定。檢測(cè)結(jié)果顯示，3臺(tái)鍋爐運(yùn)行和兩臺(tái)鍋爐運(yùn)行下脫硫效率平均值分別為96.3%，96.1%，均超過(guò)了95%的設(shè)計(jì)值。脫硫副產(chǎn)品硫酸銨品質(zhì)符合化肥標(biāo)準(zhǔn)《硫酸銨》(GB535—1995)合格品標(biāo)準(zhǔn)。煙氣脫硫裝置運(yùn)行性能指標(biāo)檢測(cè)情況見(jiàn)表1。

表1 煙氣脫硫裝置運(yùn)行性能指標(biāo)檢測(cè)情況

脫硫裝置投入運(yùn)行后出現(xiàn)的問(wèn)題主要有:從吸收塔頂部濕煙囪排放的濕煙氣拖尾在500～1 500 m，根據(jù)風(fēng)力大小，拖尾長(zhǎng)度不同，煙羽現(xiàn)象明顯，持續(xù)時(shí)間在10～30 min，煙羽下游較近的范圍內(nèi)出現(xiàn)煙囪雨。在4臺(tái)鍋爐同時(shí)運(yùn)行情況下，塔內(nèi)煙氣流速非常高，氣液夾帶量大，煙囪雨現(xiàn)象非常明顯;由于吸收塔除霧器除霧效果差，不能有效去除凈煙氣中的液滴，根據(jù)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的標(biāo)定及設(shè)計(jì)審核，吸收塔除霧器沒(méi)有達(dá)到性能指標(biāo)要求。

對(duì)濕煙囪出口凈煙氣顆粒物進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在3臺(tái)鍋爐運(yùn)行條件下，煙氣脫硫系統(tǒng)出口顆粒物的質(zhì)量濃度為470.7 mg/m3，其中，硫酸銨氣溶膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.4%，總氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.0%，亞硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.37%，亞硫酸氫銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.30%。可以看出脫硫煙氣中硫酸銨氣溶膠含量非常高，隨脫硫后的凈煙氣從濕煙囪排出，對(duì)環(huán)境形成的二次污染不可忽視。

由于從除塵系統(tǒng)過(guò)來(lái)的原煙氣中各種雜質(zhì)成分含量偏高，漿液的腐蝕及沖刷性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備的損壞程度大，設(shè)備配件更換頻率高，尤其是硫酸銨后處理系統(tǒng)的蒸發(fā)結(jié)晶器在不到一年的時(shí)間內(nèi)，腐蝕和磨損嚴(yán)重，多次發(fā)生泄露，由最初封堵幾根換熱管直至報(bào)廢，導(dǎo)致后處理系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行。

2.3 項(xiàng)目壽命周期成本優(yōu)化評(píng)價(jià)

2.3.1 項(xiàng)目建設(shè)成本優(yōu)化評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目的前期決策過(guò)程中在壽命周期成本優(yōu)化方面的工作不夠深入細(xì)致，工藝技術(shù)選擇和工程建設(shè)方案沒(méi)有對(duì)不同方案的壽命周期成本進(jìn)行全面的比較。在脫硫工藝技術(shù)選擇決策方面，對(duì)濕式氨法脫硫過(guò)程中形成的氣溶膠污染考慮不足，因此項(xiàng)目建成后一直受到氣溶膠二次污染的困擾，沒(méi)有找到好的解決辦法。在項(xiàng)目建設(shè)成本控制方面，盡管采用了EPC總承包模式，EPC總承包合同價(jià)格與比可行性研究批復(fù)的價(jià)格相比有所下降，工程造價(jià)得到了一定的控制，但是在工程設(shè)計(jì)方案中幾個(gè)重大設(shè)計(jì)失誤，包括濃縮塔的塔直徑設(shè)計(jì)偏小、濃縮塔與吸收塔的聯(lián)絡(luò)煙道水平距離設(shè)計(jì)偏短、硫酸銨后處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等設(shè)計(jì)問(wèn)題，設(shè)備選型過(guò)程中蒸發(fā)結(jié)晶器、折流板除霧器等設(shè)備選型不合理的問(wèn)題，以及工程施工過(guò)程中濃縮塔和吸收塔防腐內(nèi)襯PP板焊接不嚴(yán)的施工質(zhì)量問(wèn)題在裝置運(yùn)行中不斷暴露出來(lái)，導(dǎo)致脫硫裝置無(wú)法長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行，檢修維護(hù)成本大大增加。

2.3.2 項(xiàng)目使用成本優(yōu)化評(píng)價(jià)

煙氣脫硫裝置的運(yùn)行成本包括液氨、工藝水、耗電量、冷卻循環(huán)水、蒸汽、壓縮空氣等成本，收益主要來(lái)自脫硫副產(chǎn)品硫酸銨銷售收入。按照表1中3臺(tái)鍋爐運(yùn)行的數(shù)據(jù)，單價(jià)按照液氨2 500元/t，工藝水1元/t，廠用電0.36元/kW·h，脫硫裝置運(yùn)行時(shí)間按每年8 000 h計(jì)算，脫硫裝置年運(yùn)行成本595.5萬(wàn)元，再加上冷卻循環(huán)水、蒸汽、壓縮空氣的運(yùn)行成本，年運(yùn)行成本超過(guò)600萬(wàn)元。脫硫副產(chǎn)品硫酸銨銷售價(jià)格按500元/t，運(yùn)行時(shí)間按每年8 000 h計(jì)算，年收益為312萬(wàn)元左右。裝置運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硫酸銨銷售收入，按照30年的項(xiàng)目設(shè)計(jì)壽命周期計(jì)算，運(yùn)行成本比收益高出近億元，壓力非常大。

2.4 項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)

綜合上述分析，該項(xiàng)目在功能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度方面，前期工作開(kāi)展比較扎實(shí)，但是EPC總承包商在工程方案設(shè)計(jì)、設(shè)備材料選型以及工程施工方面均存在一些不合理的做法。從裝置投入運(yùn)行后的實(shí)際運(yùn)行效果看，基本實(shí)現(xiàn)了二氧化硫等污染物達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。在項(xiàng)目壽命周期成本優(yōu)化方面，該項(xiàng)目在前期決策過(guò)程中壽命周期成本優(yōu)化工作還不夠深入細(xì)致，盡管采用了EPC總承包模式控制了工程造價(jià)，但是在工程設(shè)計(jì)方案中幾個(gè)重大設(shè)計(jì)失誤使裝置投入運(yùn)行后檢修維護(hù)成本大大增加，從裝置投入運(yùn)行后第三方檢測(cè)標(biāo)定數(shù)據(jù)看，項(xiàng)目運(yùn)行成本壓力非常大，對(duì)脫硫裝置進(jìn)行技術(shù)改造的費(fèi)用非常大。

3 結(jié)語(yǔ)

從壽命周期成本管理的角度，對(duì)煉化環(huán)保項(xiàng)目進(jìn)行后評(píng)價(jià)是一種新的項(xiàng)目后評(píng)價(jià)方法的嘗試，從項(xiàng)目功能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度和項(xiàng)目壽命周期成本優(yōu)化兩個(gè)方面能夠比較全面的考察煉化環(huán)保項(xiàng)目的投資成功程度。從案例分析中可以看出，煉化環(huán)保投資項(xiàng)目在前期決策、設(shè)計(jì)、建設(shè)過(guò)程中要加強(qiáng)項(xiàng)目壽命周期成本分析，在滿足項(xiàng)目功能目標(biāo)的前提下，優(yōu)化項(xiàng)目建設(shè)方案，使項(xiàng)目建設(shè)成本和壽命周期使用成本達(dá)到整體最優(yōu)化。

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