石化工業(yè)節(jié)能技術(shù)講座節(jié)能原理與方法ppt課件

1、l 主講人：尹主講人：尹 洪洪 超超l 大連理工大學(xué)大連理工大學(xué) 能源與動(dòng)力學(xué)院能源與動(dòng)力學(xué)院 教授教授 博導(dǎo)博導(dǎo)l能源管理與節(jié)能監(jiān)測(cè)研討中心能源管理與節(jié)能監(jiān)測(cè)研討中心 主任主任l 熱力工程與節(jié)能設(shè)計(jì)研討所熱力工程與節(jié)能設(shè)計(jì)研討所 所長(zhǎng)所長(zhǎng)l ：40865971 40865971 ：0411-847084600411-84708460l ： 經(jīng)過(guò)了解節(jié)能原理可以科學(xué)地找出節(jié)能潛力的大小、部位，指出潛力的限制及制定節(jié)能措施的指點(diǎn)原那么，規(guī)劃節(jié)能的長(zhǎng)短期目的。 假設(shè)不掌握節(jié)能原理，就能夠提出不恰當(dāng)?shù)墓?jié)能目的，制定出不合理的節(jié)能決策，同意不合理的節(jié)

2、能方案。 一、能量分析方法一、能量分析方法 二、企業(yè)能耗技術(shù)目的二、企業(yè)能耗技術(shù)目的 三、我國(guó)石化企業(yè)存在的主要問(wèn)題三、我國(guó)石化企業(yè)存在的主要問(wèn)題 四、我國(guó)石化企業(yè)合理用能根本原那么四、我國(guó)石化企業(yè)合理用能根本原那么 五、我國(guó)石化企業(yè)節(jié)能根本途徑五、我國(guó)石化企業(yè)節(jié)能根本途徑六、我國(guó)石化企業(yè)能量系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能改造六、我國(guó)石化企業(yè)能量系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能改造 詳細(xì)內(nèi)容詳細(xì)內(nèi)容 七、節(jié)能優(yōu)化實(shí)例七、節(jié)能優(yōu)化實(shí)例 一熱力學(xué)第一定律分析法一熱力學(xué)第一定律分析法 二熱力學(xué)第二定律分析法二熱力學(xué)第二定律分析法 三熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析法三熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析法 熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律：能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量熱力學(xué)第一定律即能量守

3、恒定律：能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量度，當(dāng)任何一種方式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化為另一種方式的能度，當(dāng)任何一種方式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化為另一種方式的能量時(shí)，數(shù)量不變。量時(shí)，數(shù)量不變。 該分析法得到了廣泛運(yùn)用，它主要是用熱效率的高低來(lái)該分析法得到了廣泛運(yùn)用，它主要是用熱效率的高低來(lái)估計(jì)節(jié)能潛力，熱效率越低闡明節(jié)能潛力越大。估計(jì)節(jié)能潛力，熱效率越低闡明節(jié)能潛力越大。 能量平衡任務(wù)正是基于這一定律，把能量的來(lái)龍去脈搞能量平衡任務(wù)正是基于這一定律，把能量的來(lái)龍去脈搞清楚，確定多少能量被利用，多少能量損失掉。清楚，確定多少能量被利用，多少能量損失掉。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單直觀，容易了解和掌握，運(yùn)用得當(dāng)對(duì)節(jié)能任優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單直觀，容易了解

4、和掌握，運(yùn)用得當(dāng)對(duì)節(jié)能任務(wù)能起到重要作用。務(wù)能起到重要作用。 缺陷：由于它所根據(jù)的僅是能量數(shù)量上的守恒性，在發(fā)缺陷：由于它所根據(jù)的僅是能量數(shù)量上的守恒性，在發(fā)掘節(jié)能潛力時(shí)有較大的局限性和不合理性。掘節(jié)能潛力時(shí)有較大的局限性和不合理性。 熱力學(xué)第二定律：當(dāng)任何一種方式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化熱力學(xué)第二定律：當(dāng)任何一種方式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化為另一種方式的能量時(shí)，其檔次只能夠降低或貶值，絕不能為另一種方式的能量時(shí)，其檔次只能夠降低或貶值，絕不能夠提高。這樣能量在數(shù)量的守恒性和質(zhì)量上的貶值性，就構(gòu)夠提高。這樣能量在數(shù)量的守恒性和質(zhì)量上的貶值性，就構(gòu)成了能量的全面本性。成了能量的全面本性。 現(xiàn)代節(jié)能原理是同時(shí)

5、根據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)代節(jié)能原理是同時(shí)根據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律，并經(jīng)過(guò)直觀適用的方式，來(lái)表達(dá)能的全面本性，由此建立的節(jié)能實(shí)直觀適用的方式，來(lái)表達(dá)能的全面本性，由此建立的節(jié)能實(shí)際和方法，稱為第二定律分析法。際和方法，稱為第二定律分析法。 熵分析法、火用分析法熵分析法、火用分析法 火用分析法以為：能量火用分析法以為：能量= =火用火用+ +火無(wú)火無(wú) 火用是在給定環(huán)境的作用下，可以完全延續(xù)地火用是在給定環(huán)境的作用下，可以完全延續(xù)地轉(zhuǎn)化為任何一種其它方式的能量，而火無(wú)是一種不轉(zhuǎn)化為任何一種其它方式的能量，而火無(wú)是一種不能夠轉(zhuǎn)化的能量方式。能夠轉(zhuǎn)化的能量方式。 火用主要是針對(duì)熱提出的，即熱量

6、中最大能轉(zhuǎn)火用主要是針對(duì)熱提出的，即熱量中最大能轉(zhuǎn)化為功的部分。化為功的部分。 采用火用分析法，能從本質(zhì)上找出能量損失采用火用分析法，能從本質(zhì)上找出能量損失 WMAX,(B)=EX,Q(B)WMAX,(A)=EX,Q(A)B TBQ0Q0QQ環(huán) 境 T0A TA求解以下兩種情況下，由不可逆?zhèn)鳠岷浅獾幕鹩脫p失，設(shè)Q=100kJ，環(huán)境溫度T0=23：1tA=420，tB=420；2tA=70，tB=50。kJ.QTTTIAB2865110069316731300110 kJ.QTTTIAB3077210034313231300110 解：1TA=420+273K=693K， TB=400+273K

7、=673K 由于TATBT0，熱量從A傳向B，故2TA=70+273K=343K，TB=50+273K=323K由于TATBT0，熱量從A傳向B，故由此可以看出，同樣大小的傳熱溫差由此可以看出，同樣大小的傳熱溫差T，低溫傳熱時(shí)火，低溫傳熱時(shí)火用損失更大。工程上，在不降低或減少降低傳熱效果用損失更大。工程上，在不降低或減少降低傳熱效果的同時(shí)，盡量減少傳熱溫差，對(duì)低溫?fù)Q熱器尤為重要。的同時(shí)，盡量減少傳熱溫差，對(duì)低溫?fù)Q熱器尤為重要。項(xiàng)目項(xiàng)目能量平衡能量平衡火用分析火用分析能量能量kJ/kg百分率百分率%火用火用kJ/kg百分率百分率%輸入輸入燃料供給能燃料供給能37041003226.6100輸出輸

8、出系統(tǒng)凈輸出能系統(tǒng)凈輸出能839.722.67839.826.03鍋爐損失鍋爐損失555.615.01929.659.81汽輪機(jī)內(nèi)部損失汽輪機(jī)內(nèi)部損失236.06.37221.06.85汽輪機(jī)摩擦損失汽輪機(jī)摩擦損失13.20.3613.20.41凝汽器損失凝汽器損失2019.454.7164.05.08管道損失管道損失27.10.7333.01.02發(fā)電機(jī)損失發(fā)電機(jī)損失26.00.7026.00.80系統(tǒng)效率系統(tǒng)效率22.67某蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的能量平衡和火用分析某蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的能量平衡和火用分析 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)中呵斥火用損失最大的設(shè)備是鍋爐，為59.81%。鍋爐的火用損失主要是熄滅不可逆損失和熄滅

9、產(chǎn)物與工質(zhì)的熱交換損失。雖然凝汽器的能量損失很大54.7%，但由于溫度很低，火用損失僅占5%，改良凝汽器的效率對(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)的火用效率作用不大。 由此可見(jiàn)，提高蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)能量利用率的關(guān)鍵在于提高鍋爐的火用效率。 例如提高蒸汽的壓力和溫度，以減少爐內(nèi)傳熱過(guò)程的火用損失等，這樣可以在發(fā)電作功量一樣的條件下，減少燃料的供入量。同時(shí)為了減少凝汽器的能量損失，可以經(jīng)過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)，將汽輪機(jī)排汽壓力提高作為供熱熱源用，才可使燃料能量得到充分利用。 20世紀(jì)60年代以來(lái)，在節(jié)能領(lǐng)域產(chǎn)生了將火用分析法與經(jīng)濟(jì)要素及優(yōu)化實(shí)際有機(jī)結(jié)合的熱經(jīng)濟(jì)學(xué)，即除了研討體系與自然環(huán)境之間的相互作用外，還要研討一個(gè)體系內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)參量

10、與環(huán)境經(jīng)濟(jì)參量之間的相互作用。 普通來(lái)說(shuō)，第一定律和第二定律分析法，在方案比較中僅能給出一個(gè)參考方向，而不能得出詳細(xì)結(jié)論。 熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析法可以直接給出結(jié)果，這種方法特別適用于處理大型、復(fù)雜的能量系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化。一能耗一能耗二利用率二利用率 三回收率三回收率 1 1單耗單耗 單位產(chǎn)品能耗單位產(chǎn)品能耗= =某種能總耗量某種能總耗量/ /某種產(chǎn)品產(chǎn)量某種產(chǎn)品產(chǎn)量 單位產(chǎn)值能耗單位產(chǎn)值能耗= =某種能總耗量某種能總耗量/ /消費(fèi)總值消費(fèi)總值2 2綜合能耗綜合能耗 單位產(chǎn)品綜合能耗單位產(chǎn)品綜合能耗= =各種能總耗量各種能總耗量/ /某種產(chǎn)品產(chǎn)量某種產(chǎn)品產(chǎn)量 單位產(chǎn)值綜合能耗單位產(chǎn)值綜合能耗= =各

11、種能總耗量各種能總耗量/ /消費(fèi)總值消費(fèi)總值3 3可比能耗可比能耗 可比能耗可比能耗= =各種能總耗量各種能總耗量/ /規(guī)范產(chǎn)品產(chǎn)量規(guī)范產(chǎn)品產(chǎn)量 可比能耗可比能耗= =規(guī)范工序總耗能量規(guī)范工序總耗能量/ /產(chǎn)品產(chǎn)量產(chǎn)品產(chǎn)量4 4工序能耗工序能耗 工序能耗工序能耗= =某工序總耗能量某工序總耗能量/ /某工序半廢品產(chǎn)量某工序半廢品產(chǎn)量能量換算系數(shù)能量換算系數(shù) 1 1設(shè)備用能利用率：反映某設(shè)備能量有效利用程度設(shè)備用能利用率：反映某設(shè)備能量有效利用程度 設(shè)備用能利用率設(shè)備用能利用率= =有效能有效能/ /供入能供入能 2 2企業(yè)能源利用率：調(diào)查整個(gè)企業(yè)用能程度的目的企業(yè)能源利用率：調(diào)查整個(gè)企業(yè)用能程

12、度的目的 3 3安裝能量利用率：調(diào)查某些工藝安裝的用能程度安裝能量利用率：調(diào)查某些工藝安裝的用能程度 供入能輸出能用能設(shè)備總有效能企業(yè)能源利用率 供入能回收能輸出能供入能有效能裝置能量利用率 反映企業(yè)能量回收所帶來(lái)的收益和由于能量回收反映企業(yè)能量回收所帶來(lái)的收益和由于能量回收而帶來(lái)的燃料耗費(fèi)節(jié)約率而帶來(lái)的燃料耗費(fèi)節(jié)約率 隨著節(jié)能任務(wù)的深化，除了不斷改良設(shè)備，提高隨著節(jié)能任務(wù)的深化，除了不斷改良設(shè)備，提高設(shè)備用能利用率外，能量回收，提高整個(gè)企業(yè)的能量設(shè)備用能利用率外，能量回收，提高整個(gè)企業(yè)的能量回收率，將成為今后企業(yè)節(jié)能的重要方向。回收率，將成為今后企業(yè)節(jié)能的重要方向。 回收能供入能回收能回收率

13、一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題 二組織管理存在問(wèn)題二組織管理存在問(wèn)題 三觀念和技術(shù)問(wèn)題三觀念和技術(shù)問(wèn)題 1 1在決策層方面，前期任務(wù)時(shí)間倉(cāng)促，經(jīng)在決策層方面，前期任務(wù)時(shí)間倉(cāng)促，經(jīng)費(fèi)、人力少，內(nèi)容重工藝輕能量?jī)?yōu)化，設(shè)計(jì)時(shí)間費(fèi)、人力少，內(nèi)容重工藝輕能量?jī)?yōu)化，設(shè)計(jì)時(shí)間也很短；也很短； 2 2在煉廠方面，急于上工程，只委托設(shè)計(jì)在煉廠方面，急于上工程，只委托設(shè)計(jì)院做安裝設(shè)計(jì)，缺乏與全局節(jié)能協(xié)同優(yōu)化的觀念；院做安裝設(shè)計(jì)，缺乏與全局節(jié)能協(xié)同優(yōu)化的觀念； 3 3在設(shè)計(jì)院方面，急于趕義務(wù)，也沒(méi)有節(jié)在設(shè)計(jì)院方面，急于趕義務(wù)，也沒(méi)有節(jié)能和優(yōu)化的壓力。因此可以說(shuō)，本質(zhì)上不是技術(shù)能和優(yōu)化的壓力。因此可以說(shuō)，本質(zhì)上

14、不是技術(shù)緣由，而是體制和觀念要素所致。緣由，而是體制和觀念要素所致。 迄今還沒(méi)有一個(gè)廠的節(jié)能辦有從擴(kuò)產(chǎn)、基建迄今還沒(méi)有一個(gè)廠的節(jié)能辦有從擴(kuò)產(chǎn)、基建的工程和全局規(guī)劃的角度思索節(jié)能的職能和權(quán)益。的工程和全局規(guī)劃的角度思索節(jié)能的職能和權(quán)益。 節(jié)能不光是消費(fèi)調(diào)度或任何一個(gè)單獨(dú)部門的節(jié)能不光是消費(fèi)調(diào)度或任何一個(gè)單獨(dú)部門的事。它是牽涉全廠一切部門，從設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)到控事。它是牽涉全廠一切部門，從設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)到控制各個(gè)層面的系統(tǒng)性、全局性的重要任務(wù)；該當(dāng)制各個(gè)層面的系統(tǒng)性、全局性的重要任務(wù)；該當(dāng)由主要技術(shù)指點(diǎn)直接擔(dān)任抓，并協(xié)調(diào)各個(gè)職能部由主要技術(shù)指點(diǎn)直接擔(dān)任抓，并協(xié)調(diào)各個(gè)職能部門配合運(yùn)作。門配合運(yùn)作。 因此，可以

15、說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)煉油工業(yè)開(kāi)展提出因此，可以說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)煉油工業(yè)開(kāi)展提出的以節(jié)能降耗求經(jīng)濟(jì)效益的挑戰(zhàn)，劇烈呼喚著相的以節(jié)能降耗求經(jīng)濟(jì)效益的挑戰(zhàn)，劇烈呼喚著相應(yīng)的節(jié)能組織管理的創(chuàng)新。應(yīng)的節(jié)能組織管理的創(chuàng)新。 能源內(nèi)部定價(jià)不合理。能源內(nèi)部定價(jià)不合理。 1傳統(tǒng)的對(duì)能量只從數(shù)量上認(rèn)識(shí)，缺乏質(zhì)量概念，致使在轉(zhuǎn)換、利用、回收過(guò)程中效率很低。 2 2除無(wú)謂損耗外，設(shè)計(jì)中缺乏在損耗和投資除無(wú)謂損耗外，設(shè)計(jì)中缺乏在損耗和投資之間權(quán)衡的認(rèn)識(shí)，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的設(shè)計(jì)觀念與之間權(quán)衡的認(rèn)識(shí)，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的設(shè)計(jì)觀念與技術(shù)手段，主要靠閱歷，難以到達(dá)設(shè)計(jì)優(yōu)化。技術(shù)手段，主要靠閱歷，難以到達(dá)設(shè)計(jì)優(yōu)化。 3由于條件的局限，設(shè)計(jì)中對(duì)

16、能量的利用多是分散、孤立思索的，缺乏系統(tǒng)的觀念，也未采用能量綜合優(yōu)化的設(shè)計(jì)思想、觀念和技術(shù)。 4 4單元操作過(guò)程和設(shè)備技術(shù)本身相對(duì)陳舊落后，單元操作過(guò)程和設(shè)備技術(shù)本身相對(duì)陳舊落后，設(shè)計(jì)程度相對(duì)較低。設(shè)計(jì)程度相對(duì)較低。 鍋爐發(fā)電機(jī)組都是六、七十年代的產(chǎn)品；鍋爐發(fā)電機(jī)組都是六、七十年代的產(chǎn)品； 加熱爐、塔器等設(shè)備服役時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；加熱爐、塔器等設(shè)備服役時(shí)間過(guò)長(zhǎng)； 反響工藝過(guò)程、催化劑、分別過(guò)程等設(shè)計(jì)程度落后。反響工藝過(guò)程、催化劑、分別過(guò)程等設(shè)計(jì)程度落后。 5 5我國(guó)過(guò)程工業(yè)的內(nèi)、外條件發(fā)生了艱苦變化。我國(guó)過(guò)程工業(yè)的內(nèi)、外條件發(fā)生了艱苦變化。 內(nèi)部：加工深度，能耗構(gòu)成，產(chǎn)品格局；內(nèi)部：加工深度，能耗構(gòu)成

17、，產(chǎn)品格局； 外部：國(guó)家能源情勢(shì)，經(jīng)濟(jì)全球化和參與外部：國(guó)家能源情勢(shì)，經(jīng)濟(jì)全球化和參與WTOWTO， 技術(shù)提高，市場(chǎng)價(jià)錢變化技術(shù)提高，市場(chǎng)價(jià)錢變化 一最小外部損失原那么一最小外部損失原那么 二最正確推進(jìn)力原那么二最正確推進(jìn)力原那么 三能量?jī)?yōu)化利用原那么三能量?jī)?yōu)化利用原那么 外部損失，即有形損失，包括：外部損失，即有形損失，包括： 由廢氣、廢渣、冷卻水、各種中間物或產(chǎn)品帶由廢氣、廢渣、冷卻水、各種中間物或產(chǎn)品帶走能量呵斥的損失；走能量呵斥的損失； 跑，冒，滴，漏呵斥的損失；跑，冒，滴，漏呵斥的損失； 保溫暖保冷不良呵斥的散熱和散冷損失等。保溫暖保冷不良呵斥的散熱和散冷損失等。 雖然這些外部損失的

18、能量能級(jí)不太高，但它們雖然這些外部損失的能量能級(jí)不太高，但它們都是由投入系統(tǒng)的高級(jí)能源因過(guò)程的不可逆性轉(zhuǎn)都是由投入系統(tǒng)的高級(jí)能源因過(guò)程的不可逆性轉(zhuǎn)化而來(lái)的。所以在設(shè)計(jì)和消費(fèi)中，應(yīng)力求使排出化而來(lái)的。所以在設(shè)計(jì)和消費(fèi)中，應(yīng)力求使排出系統(tǒng)而未利用的余熱降低到最低的限制，做到能系統(tǒng)而未利用的余熱降低到最低的限制，做到能量的充分利用。量的充分利用。 詳細(xì)措施是：堵塞破綻，減少余熱排放，余熱回詳細(xì)措施是：堵塞破綻，減少余熱排放，余熱回收。收。 1減少跑、冒、滴、漏。跑、冒、滴、漏減少跑、冒、滴、漏。跑、冒、滴、漏呵斥的損失，不容忽視。呵斥的損失，不容忽視。 例如，每小時(shí)走漏例如，每小時(shí)走漏423K的飽和

19、蒸汽的飽和蒸汽15，相，相當(dāng)于每年損失規(guī)范煤當(dāng)于每年損失規(guī)范煤1.6410416.4 t 2減少?gòu)U棄物和污染物的排放量，減少可減少?gòu)U棄物和污染物的排放量，減少可燃?xì)怏w和有用氣體的放空。燃?xì)怏w和有用氣體的放空。 排污降排污降2%節(jié)煤節(jié)煤0.4% 3減少散熱和散冷損失等。設(shè)備、管道保減少散熱和散冷損失等。設(shè)備、管道保溫暖保冷不良，由于系統(tǒng)和環(huán)境的熱交換而呵斥溫暖保冷不良，由于系統(tǒng)和環(huán)境的熱交換而呵斥散熱和散冷損失。散熱和散冷損失。 未保溫閥門年損失蒸汽未保溫閥門年損失蒸汽12t 4余熱的回收利用。首先要調(diào)查余熱的數(shù)量、余熱的回收利用。首先要調(diào)查余熱的數(shù)量、質(zhì)量及穩(wěn)定性，看余熱回收能否必要和用途，在

20、質(zhì)量及穩(wěn)定性，看余熱回收能否必要和用途，在此根底上確定余熱回收的方法。此根底上確定余熱回收的方法。 從能量利用的觀念看，一切石油化工過(guò)程都從能量利用的觀念看，一切石油化工過(guò)程都是能量的傳送和轉(zhuǎn)化過(guò)程，都是在一定的熱力學(xué)是能量的傳送和轉(zhuǎn)化過(guò)程，都是在一定的熱力學(xué)勢(shì)差如溫度差、壓力差、電位差、化學(xué)位差等勢(shì)差如溫度差、壓力差、電位差、化學(xué)位差等推進(jìn)下進(jìn)展。過(guò)程進(jìn)展的速率與推進(jìn)力成正比，推進(jìn)下進(jìn)展。過(guò)程進(jìn)展的速率與推進(jìn)力成正比，沒(méi)有熱力學(xué)勢(shì)差，就沒(méi)有推進(jìn)力的過(guò)程，實(shí)踐上沒(méi)有熱力學(xué)勢(shì)差，就沒(méi)有推進(jìn)力的過(guò)程，實(shí)踐上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由于任何熱力學(xué)勢(shì)差都是不可逆是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由于任何熱力學(xué)勢(shì)差都是不可逆要素，都

21、會(huì)導(dǎo)致過(guò)程的火用損失。要素，都會(huì)導(dǎo)致過(guò)程的火用損失。 能量利用的中心環(huán)節(jié)是，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件能量利用的中心環(huán)節(jié)是，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件答應(yīng)的前提下，采取各種措施，尋求過(guò)程進(jìn)展的答應(yīng)的前提下，采取各種措施，尋求過(guò)程進(jìn)展的最正確推進(jìn)力，以提高能量的有效利用率。最正確推進(jìn)力，以提高能量的有效利用率。 1按需供能，按質(zhì)用能。正確運(yùn)用能源是能量有效利用的首要問(wèn)題，它的根本原那么是按需供能，按質(zhì)用能。 2能量的多次梯級(jí)利用。石油化工過(guò)程的能源，主要是高能級(jí)的電能和石化燃料。為了防止能量的無(wú)功降級(jí)，應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)輸入能的不同能級(jí)要求，使能源的能級(jí)逐次下降，對(duì)能量進(jìn)展梯級(jí)利用，只需系統(tǒng)無(wú)法再運(yùn)用的低溫余熱才加以廢棄

22、，做到能盡其用。 3適當(dāng)減少過(guò)程的推進(jìn)力 換熱過(guò)程 自熱維持 在化工消費(fèi)中，原料與產(chǎn)品通常在常溫常壓在化工消費(fèi)中，原料與產(chǎn)品通常在常溫常壓下存放，而反響過(guò)程常在高溫或高壓下進(jìn)展。因下存放，而反響過(guò)程常在高溫或高壓下進(jìn)展。因此原料、中間物與產(chǎn)品需反復(fù)進(jìn)展升壓、降壓、此原料、中間物與產(chǎn)品需反復(fù)進(jìn)展升壓、降壓、加熱、冷卻、增濕和減濕。除了輸入一次能源外，加熱、冷卻、增濕和減濕。除了輸入一次能源外，化工過(guò)程中還有各種二次能源如化學(xué)反響和物理化工過(guò)程中還有各種二次能源如化學(xué)反響和物理變化的熱效應(yīng)可以利用，這就構(gòu)成了復(fù)雜的用能變化的熱效應(yīng)可以利用，這就構(gòu)成了復(fù)雜的用能系統(tǒng)：一次能源與二次能源、熱量與冷量、

23、電能、系統(tǒng)：一次能源與二次能源、熱量與冷量、電能、高壓流體的機(jī)械能等共存的系統(tǒng)。因此，各種方高壓流體的機(jī)械能等共存的系統(tǒng)。因此，各種方式能量的相互匹配、綜合利用，使之各盡其能就式能量的相互匹配、綜合利用，使之各盡其能就具有特別重要的意義。具有特別重要的意義。 例如，用燃料熄滅的熱能在鍋爐中產(chǎn)生蒸汽，蒸汽用于加熱工藝物料，而工藝物料的顯熱或潛熱，又要冷卻通常是水冷，這樣不僅余熱未利用，反而需求耗費(fèi)冷卻劑，添加能耗。 假設(shè)采用熱電聯(lián)產(chǎn)，將高壓蒸汽先經(jīng)過(guò)蒸汽透平作功或發(fā)電，然后用背壓蒸汽作為工藝蒸汽或熱源加熱工藝物料；消費(fèi)過(guò)程中放出的熱量也按能級(jí)高低回收利用，以減少外供能源，這就構(gòu)成了按能量能級(jí)高低

24、綜合利用的系統(tǒng)，稱為總能系統(tǒng)。該系統(tǒng)，能量的有形損失和不可逆損耗將大為減少，從而將會(huì)到達(dá)相當(dāng)高的能量有效利用率。 一構(gòu)造節(jié)能一構(gòu)造節(jié)能 二管理節(jié)能二管理節(jié)能 三技術(shù)節(jié)能三技術(shù)節(jié)能 構(gòu)造節(jié)能主要是指節(jié)約由于經(jīng)濟(jì)構(gòu)造不合理構(gòu)造節(jié)能主要是指節(jié)約由于經(jīng)濟(jì)構(gòu)造不合理所引起的能源浪費(fèi)。經(jīng)濟(jì)構(gòu)造包括：所引起的能源浪費(fèi)。經(jīng)濟(jì)構(gòu)造包括： 1 1產(chǎn)業(yè)構(gòu)造產(chǎn)業(yè)構(gòu)造 在今后的開(kāi)展中，應(yīng)添加省能型工業(yè)的比在今后的開(kāi)展中，應(yīng)添加省能型工業(yè)的比重，減少耗能型工業(yè)的比重。重，減少耗能型工業(yè)的比重。 2 2產(chǎn)品構(gòu)造產(chǎn)品構(gòu)造 高附加值，低能耗高附加值，低能耗 3 3企業(yè)構(gòu)造企業(yè)構(gòu)造 調(diào)整消費(fèi)規(guī)模構(gòu)造是節(jié)能降耗的重要途徑。調(diào)整消費(fèi)

25、規(guī)模構(gòu)造是節(jié)能降耗的重要途徑。 4 4地域構(gòu)造地域構(gòu)造 地域構(gòu)造的調(diào)整主要是指資源的優(yōu)化配置，調(diào)地域構(gòu)造的調(diào)整主要是指資源的優(yōu)化配置，調(diào)整部分耗能型工業(yè)地域構(gòu)造。整部分耗能型工業(yè)地域構(gòu)造。 國(guó)家宏觀調(diào)控；企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理： 1建立健全能源管理機(jī)構(gòu) 2建立企業(yè)的能源管理制度。 3合理組織消費(fèi) 4加強(qiáng)計(jì)量管理 1 1工藝節(jié)能工藝節(jié)能 2 2化工單元操作設(shè)備節(jié)能化工單元操作設(shè)備節(jié)能 3 3化工過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能化工過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能 4 4控制節(jié)能控制節(jié)能 采用新技術(shù)，新工藝：采用新技術(shù)，新工藝： 催化劑催化劑 新工藝、反響條件、選擇性新工藝、反響條件、選擇性 化學(xué)反響工程化學(xué)反響工程 減小阻力、吸放熱合減小阻力、

26、吸放熱合理利用理利用 分別工程分別工程 分別方法的選擇分別方法的選擇 改良工藝方法和設(shè)備干法熄焦改良工藝方法和設(shè)備干法熄焦 乙烯脫甲烷塔頂，將富甲烷尾氣節(jié)流乙烯脫甲烷塔頂，將富甲烷尾氣節(jié)流閥改為膨脹機(jī)閥改為膨脹機(jī) 流體保送機(jī)械流體保送機(jī)械 對(duì)可變負(fù)荷的設(shè)備，采用調(diào)速控制。對(duì)可變負(fù)荷的設(shè)備，采用調(diào)速控制。 換熱設(shè)備換熱設(shè)備 換熱設(shè)備的節(jié)能方法有：加強(qiáng)設(shè)備保溫，防止結(jié)垢，換熱設(shè)備的節(jié)能方法有：加強(qiáng)設(shè)備保溫，防止結(jié)垢，傳熱溫差合理，強(qiáng)化傳熱；對(duì)鍋爐和加熱爐還有控制過(guò)量傳熱溫差合理，強(qiáng)化傳熱；對(duì)鍋爐和加熱爐還有控制過(guò)量空氣，提高熄滅特性，預(yù)熱熄滅空氣，回收煙氣余熱；采空氣，提高熄滅特性，預(yù)熱熄滅空氣，

27、回收煙氣余熱；采用高效率設(shè)備，如熱管換熱器等。用高效率設(shè)備，如熱管換熱器等。 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備 節(jié)能措施有：預(yù)熱原料，多次蒸發(fā)，熱泵蒸發(fā)等。節(jié)能措施有：預(yù)熱原料，多次蒸發(fā)，熱泵蒸發(fā)等。 塔設(shè)備塔設(shè)備 塔設(shè)備的節(jié)能途徑有：減少回流比，預(yù)熱進(jìn)料，塔頂塔設(shè)備的節(jié)能途徑有：減少回流比，預(yù)熱進(jìn)料，塔頂熱的利用，運(yùn)用串聯(lián)塔，采用熱泵，采用中間再沸器和中熱的利用，運(yùn)用串聯(lián)塔，采用熱泵，采用中間再沸器和中間冷凝器等。間冷凝器等。 枯燥設(shè)備枯燥設(shè)備 控制和減少過(guò)量空氣，余熱回收，排氣的再循環(huán)，熱控制和減少過(guò)量空氣，余熱回收，排氣的再循環(huán)，熱泵枯燥等。泵枯燥等。 化工過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能是指從系統(tǒng)合理用能的角度，對(duì)消費(fèi)過(guò)

28、程中與能量的轉(zhuǎn)換、回收、利用等有關(guān)的整個(gè)系統(tǒng)所進(jìn)展的節(jié)能任務(wù)。 以前的節(jié)能任務(wù)主要著眼于部分，但系統(tǒng)各部件之間是有著有機(jī)的聯(lián)絡(luò)。隨著過(guò)程系統(tǒng)工程和熱力學(xué)分析兩大實(shí)際的開(kāi)展及其相互結(jié)合與浸透，產(chǎn)生了過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能的實(shí)際和方法，把節(jié)能任務(wù)推上了一個(gè)新的高度。 用一個(gè)石油化工企業(yè)的一個(gè)例子可以闡明該方法的優(yōu)越性：一個(gè)由乙烯廠及其下游產(chǎn)品構(gòu)成的結(jié)合企業(yè)，假設(shè)每個(gè)分廠自選優(yōu)化節(jié)能改造，需投資220萬(wàn)英鎊，年效益為144萬(wàn)英鎊，投資回收期18個(gè)月。而整個(gè)企業(yè)整體優(yōu)化節(jié)能改造，需投資330萬(wàn)英鎊，可得到266萬(wàn)英鎊的年效益，投資回收期15個(gè)月。 目前常用的化工過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能方法主要有：目前常用的化工過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能

29、方法主要有： 熱力學(xué)分析法 夾點(diǎn)技術(shù) 全局能量集成 數(shù)學(xué)規(guī)劃法 頂層分析法 夾點(diǎn)技術(shù)與數(shù)學(xué)規(guī)劃法結(jié)合的能量集成綜合優(yōu)化方法 控制節(jié)能包括兩方面：控制節(jié)能包括兩方面： 一是節(jié)能需求操作控制；一是節(jié)能需求操作控制； 二是經(jīng)過(guò)操作控制節(jié)能。二是經(jīng)過(guò)操作控制節(jié)能。 節(jié)能需求操作控制，以加強(qiáng)儀表計(jì)量任務(wù)為主，做好節(jié)能需求操作控制，以加強(qiáng)儀表計(jì)量任務(wù)為主，做好消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)的能量衡算和用能分析，為節(jié)能提供根本條件。消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)的能量衡算和用能分析，為節(jié)能提供根本條件。特別是節(jié)能改造之后，回收利用了各種余熱，物流與物流、特別是節(jié)能改造之后，回收利用了各種余熱，物流與物流、設(shè)備與設(shè)備等之間的相互聯(lián)絡(luò)和相互影響加強(qiáng)了，使

30、得消設(shè)備與設(shè)備等之間的相互聯(lián)絡(luò)和相互影響加強(qiáng)了，使得消費(fèi)操作的彈性減少，更要求采用控制系統(tǒng)進(jìn)展操作。費(fèi)操作的彈性減少，更要求采用控制系統(tǒng)進(jìn)展操作。 另外，搞好消費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)中的節(jié)能，必需加強(qiáng)操作控制。另外，搞好消費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)中的節(jié)能，必需加強(qiáng)操作控制。 控制節(jié)能投資小、潛力大、效果好，目前已引起中石化控制節(jié)能投資小、潛力大、效果好，目前已引起中石化的足夠注重。的足夠注重。 一改良消費(fèi)流程一改良消費(fèi)流程 二安裝及系統(tǒng)的熱結(jié)合二安裝及系統(tǒng)的熱結(jié)合 三低溫?zé)峄厥绽萌蜏責(zé)峄厥绽?四搞好蒸汽逐級(jí)利用四搞好蒸汽逐級(jí)利用 1安裝的消費(fèi)負(fù)荷率 安裝能耗按其隨著消費(fèi)負(fù)荷率變化的性質(zhì)，分為固定能耗和可變能耗。低負(fù)荷率消

31、費(fèi)時(shí)，單位原料產(chǎn)品的固定能耗上升，使總能耗添加，因此提高安裝負(fù)荷率是全廠消費(fèi)調(diào)度中應(yīng)加以處理的問(wèn)題。 2選擇合理加工道路 在安裝組成一定、原料和產(chǎn)品種類數(shù)量均已確定的情況下，選擇不同的加工道路，對(duì)加工費(fèi)用和能耗有一定的影響，是總流程優(yōu)化思索的一個(gè)內(nèi)容。在一樣的產(chǎn)品效益情況下，優(yōu)先選用加工道路短、能耗低的節(jié)能消費(fèi)流程。 3減少不用要的反復(fù)加工能耗 安裝熱結(jié)合突破了用能自成體系的局面，做到相互協(xié)調(diào)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。 實(shí)現(xiàn)熱結(jié)合受工程和消費(fèi)條件約束： 一、開(kāi)停工同步的問(wèn)題，應(yīng)思索相應(yīng)的措施加以彌補(bǔ)； 二、各安裝普通是獨(dú)立車間，應(yīng)搞好相互協(xié)調(diào)。 安裝熱結(jié)合應(yīng)著眼于大系統(tǒng)，其原那么如下： 1首先預(yù)熱本安裝原料

32、，減少爐子熱負(fù)荷，節(jié)約燃料。在用過(guò)剩熱加熱本安裝原料時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持傳熱溫差的合理性。 2供出過(guò)剩熱量作其它安裝原料的加熱源，節(jié)省燃料用量。 3用本安裝的中、低溫過(guò)剩熱量，作其它中小安裝的加熱源，節(jié)省燃料或蒸汽。 某煉油廠常減壓催化焦化安裝 低溫?zé)峄厥绽每煞譃閮深悾旱蜏責(zé)峄厥绽每煞譃閮深悾?1 1低溫?zé)嵬?jí)利用直接利用低溫?zé)嵬?jí)利用直接利用 消費(fèi)用低溫?zé)嵯M(fèi)用低溫?zé)?生活科研用熱生活科研用熱 2 2低溫?zé)釙x級(jí)利用低溫?zé)釙x級(jí)利用 低溫?zé)嵩趦?yōu)先思索延續(xù)、穩(wěn)定的熱負(fù)荷用戶之低溫?zé)嵩趦?yōu)先思索延續(xù)、穩(wěn)定的熱負(fù)荷用戶之后，就應(yīng)思索過(guò)剩低溫?zé)岬臅x級(jí)利用。這類用熱后，就應(yīng)思索過(guò)剩低溫?zé)岬臅x級(jí)利用。這類用熱有三種

33、方式：有三種方式： 熱泵熱泵 制冷制冷 發(fā)電發(fā)電 開(kāi)展蒸汽逐級(jí)利用的步驟為：開(kāi)展蒸汽逐級(jí)利用的步驟為： 1動(dòng)力鍋爐根據(jù)廠區(qū)的蒸汽系統(tǒng)情況發(fā)生中壓或高動(dòng)力鍋爐根據(jù)廠區(qū)的蒸汽系統(tǒng)情況發(fā)生中壓或高壓蒸汽防止發(fā)生低壓蒸汽。壓蒸汽防止發(fā)生低壓蒸汽。 2安裝單元的過(guò)剩熱量，應(yīng)在安裝換熱流程優(yōu)安裝單元的過(guò)剩熱量，應(yīng)在安裝換熱流程優(yōu)化的根底上，發(fā)生相應(yīng)參數(shù)的蒸汽，并受全廠蒸汽平衡的化的根底上，發(fā)生相應(yīng)參數(shù)的蒸汽，并受全廠蒸汽平衡的制約，防止產(chǎn)用不平衡呵斥排空浪費(fèi)景象；大中型催化裂制約，防止產(chǎn)用不平衡呵斥排空浪費(fèi)景象；大中型催化裂化循環(huán)油漿發(fā)生中壓蒸汽改化為發(fā)生高壓蒸汽可多回收功化循環(huán)油漿發(fā)生中壓蒸汽改化為發(fā)生

34、高壓蒸汽可多回收功率率3000kW左右。左右。 3核準(zhǔn)全廠總的蒸汽用量及參數(shù)，從而根據(jù)用汽量核準(zhǔn)全廠總的蒸汽用量及參數(shù)，從而根據(jù)用汽量及余熱發(fā)汽量安排動(dòng)力鍋爐的產(chǎn)汽量。及余熱發(fā)汽量安排動(dòng)力鍋爐的產(chǎn)汽量。 4調(diào)查可以利用蒸汽背壓式透平的動(dòng)力機(jī)械的功率調(diào)查可以利用蒸汽背壓式透平的動(dòng)力機(jī)械的功率參數(shù)、耗汽量等。參數(shù)、耗汽量等。 5制定蒸汽逐級(jí)利用方案。制定蒸汽逐級(jí)利用方案。 6對(duì)方案進(jìn)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和優(yōu)化。對(duì)方案進(jìn)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和優(yōu)化。 一丙烯腈廢水熄滅余熱鍋爐改造一丙烯腈廢水熄滅余熱鍋爐改造二常減壓安裝換熱網(wǎng)絡(luò)改造二常減壓安裝換熱網(wǎng)絡(luò)改造三腈綸安裝蒸汽冷凝水系統(tǒng)改造三腈綸安裝蒸汽冷凝水系統(tǒng)改造四煉

35、油廠一常爐改造四煉油廠一常爐改造五脫硫溶劑集中再生系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能改造五脫硫溶劑集中再生系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能改造 工程稱號(hào)：丙烯腈廢水熄滅余熱鍋爐改造 工程單位：中石化齊魯分公司丙烯腈廠 工程周期：2019.12019.3 工程背景工程背景 齊魯石化丙烯腈廠廢水熄滅爐用于熄滅有毒廢水，排煙溫度850，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，2000年增上火管式余熱鍋爐，產(chǎn)生1.0MPa蒸汽，但改造后結(jié)渣非常嚴(yán)重而長(zhǎng)期停爐。 改造方案改造方案 在大量實(shí)際研討和實(shí)驗(yàn)分析的根底上，研討了結(jié)渣在大量實(shí)際研討和實(shí)驗(yàn)分析的根底上，研討了結(jié)渣的成分和詳細(xì)成因，進(jìn)展多次技術(shù)攻關(guān)，最終采用的成分和詳細(xì)成因，進(jìn)展多次技術(shù)攻關(guān)，最終采用 角管式水管爐，

36、角管式水管爐， 活動(dòng)爐門活動(dòng)爐門 清渣通道與凝渣管相結(jié)合清渣通道與凝渣管相結(jié)合 光管與翅片管共存光管與翅片管共存 2019年年1月一次開(kāi)車勝利，運(yùn)轉(zhuǎn)周期由原來(lái)的月一次開(kāi)車勝利，運(yùn)轉(zhuǎn)周期由原來(lái)的23天延伸至天延伸至3個(gè)月個(gè)月 設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)圖 經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益 本次改造總投資本次改造總投資96.4萬(wàn)元。萬(wàn)元。 2019年年12月改造完成，月改造完成，2019年年1月投入月投入運(yùn)轉(zhuǎn)，一次開(kāi)車勝利運(yùn)轉(zhuǎn)，一次開(kāi)車勝利 ，開(kāi)停車周期延伸到，開(kāi)停車周期延伸到12月。經(jīng)中國(guó)石油化工股份齊魯分公司月。經(jīng)中國(guó)石油化工股份齊魯分公司2019年年4月組織驗(yàn)收，年經(jīng)濟(jì)效益月組織驗(yàn)收，年經(jīng)濟(jì)效益263萬(wàn)元。萬(wàn)元。2019年

37、實(shí)踐經(jīng)濟(jì)效益年實(shí)踐經(jīng)濟(jì)效益291萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)效萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)效益益200多萬(wàn)元，年總效益多萬(wàn)元，年總效益500余萬(wàn)元。余萬(wàn)元。 工程稱號(hào)：常減壓安裝換熱網(wǎng)絡(luò)改造 工程單位：中石化齊魯分公司勝利煉油廠 工程周期：2019.82019.8 工程背景工程背景 齊魯石化第三常減壓安裝為加工進(jìn)口原油于齊魯石化第三常減壓安裝為加工進(jìn)口原油于20192019年年9 9月完成第一次改造，安裝加工才干由月完成第一次改造，安裝加工才干由150150萬(wàn)萬(wàn)t/t/年改為年改為400400萬(wàn)萬(wàn)t/t/年。改造后實(shí)踐換熱后終溫年。改造后實(shí)踐換熱后終溫只需只需270270左右設(shè)計(jì)值左右設(shè)計(jì)值295 295 ，能耗很大。，

38、能耗很大。 為節(jié)能和擴(kuò)容從為節(jié)能和擴(kuò)容從400400萬(wàn)萬(wàn)t/t/年擴(kuò)展到年擴(kuò)展到500500萬(wàn)噸萬(wàn)噸/ /年的需求，擬對(duì)該安裝的換熱網(wǎng)絡(luò)流程進(jìn)展年的需求，擬對(duì)該安裝的換熱網(wǎng)絡(luò)流程進(jìn)展優(yōu)化，提高換后溫度和消費(fèi)才干。優(yōu)化，提高換后溫度和消費(fèi)才干。 優(yōu)化方案優(yōu)化方案 對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展流程模擬、夾點(diǎn)分析和方對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展流程模擬、夾點(diǎn)分析和方案優(yōu)化，按照沙輕：科威特案優(yōu)化，按照沙輕：科威特=1=1：1 1、 3 3：2 2、1 1：0 0混合等多種比例計(jì)算了多個(gè)方案，最終設(shè)計(jì)混合等多種比例計(jì)算了多個(gè)方案，最終設(shè)計(jì) 此方案被中石化同意采用，由齊魯勝利煉油此方案被中石化同意采用，由齊魯勝利煉油設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，20192019年年7 7月實(shí)施。月實(shí)施。 換后溫度296310 優(yōu)化后換熱器總臺(tái)數(shù)為71臺(tái)，總面積為19520m2 新增、更新?lián)Q熱器27臺(tái)，更新?lián)Q熱面積為10230m2 換熱網(wǎng)絡(luò)空置出換熱器14臺(tái)，換熱面積1225m2 工藝流程工藝流程 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò) 經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益 2