中國煉油企業(yè)全局能源和資源優(yōu)化的方法和途徑

1、0強(qiáng)化傳熱與過程節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)化傳熱與過程節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室20082008年年4 4月月9 9日日 滄州滄州主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、中國能源和油氣資源的形勢和任務(wù)一、中國能源和油氣資源的形勢和任務(wù) 二、裝置間熱出料二、裝置間熱出料-從裝置節(jié)能走向全局能量優(yōu)化的契機(jī)從裝置節(jié)能走向全局能量優(yōu)化的契機(jī)三、煉油企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)營優(yōu)化三、煉油企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)營優(yōu)化四、煉油廠低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的集成優(yōu)化四、煉油廠低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的集成優(yōu)化五、煉化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)營和設(shè)計(jì)優(yōu)化五、煉化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)營和設(shè)計(jì)優(yōu)化六、煉油企業(yè)一次能源構(gòu)成的綜合優(yōu)化六、煉油企業(yè)一次能源構(gòu)成的綜合優(yōu)化七、煉化企業(yè)資源和能

2、源的協(xié)同優(yōu)化七、煉化企業(yè)資源和能源的協(xié)同優(yōu)化八、煉油企業(yè)管理和操作運(yùn)行的能量優(yōu)化八、煉油企業(yè)管理和操作運(yùn)行的能量優(yōu)化九、煉油過程全能量系統(tǒng)綜合優(yōu)化及應(yīng)用九、煉油過程全能量系統(tǒng)綜合優(yōu)化及應(yīng)用一、一、中國能源和油氣資源的嚴(yán)峻形勢中國能源和油氣資源的嚴(yán)峻形勢31、中國的能源形勢、中國的能源形勢 （1）、資源緊缺，不敷需要）、資源緊缺，不敷需要0246810CoalPetoroleumSum of energyresourcesWorld averageChina我國能源資源人均擁有量只有世界平均水平的一半我國能源資源人均擁有量只有世界平均水平的一半7 %50 %41、中國能源形勢嚴(yán)峻：、中國能源形勢

3、嚴(yán)峻： （2）、能源利用效率低下）、能源利用效率低下能源利用效率能源利用效率33.4%（世均（世均43%，發(fā)達(dá)國，發(fā)達(dá)國52-55%）占工業(yè)能耗占工業(yè)能耗73的的8個(gè)行業(yè)個(gè)行業(yè)33種產(chǎn)品單位能耗平均比世界種產(chǎn)品單位能耗平均比世界先進(jìn)水平高先進(jìn)水平高47（比先進(jìn)水平多耗用能（比先進(jìn)水平多耗用能2.3億噸標(biāo)煤億噸標(biāo)煤/年）年）建筑物單位面積能耗比發(fā)達(dá)國家高建筑物單位面積能耗比發(fā)達(dá)國家高2-3倍。倍。交通能耗比發(fā)達(dá)國家高交通能耗比發(fā)達(dá)國家高20%以上。以上。5中國與世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比較（中國與世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比較（20072007年）年） 能源環(huán)境問題嚴(yán)峻能源環(huán)境問題嚴(yán)峻世界燃煤的世界燃煤的

4、40%61、中國能源形勢嚴(yán)峻：、中國能源形勢嚴(yán)峻： （ 3）、能源環(huán)境問題突出）、能源環(huán)境問題突出單位：百萬噸單位：百萬噸 * * 百萬噸百萬噸COCO2 2 當(dāng)量當(dāng)量溫室溫室氣氣 體體二氧化二氧化碳碳甲烷甲烷*氧化亞氮氧化亞氮*沙塵沙塵黑碳黑碳二氧化硫二氧化硫中國中國30519595388001.1919.95世界世界總量總量231726340357030006.63105中國中國位次位次211111(引自孫鴻烈院士報(bào)告引自孫鴻烈院士報(bào)告2004年年9月北京，中國科技論壇）月北京，中國科技論壇）71、中國能源形勢嚴(yán)峻：、中國能源形勢嚴(yán)峻： （3）、能源環(huán)境問題突出）、能源環(huán)境問題突出以煤為主

5、的一次能源結(jié)構(gòu)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。酸雨率全國酸雨率全國40%、廣東、廣東70%， 343343個(gè)城市中僅個(gè)城市中僅1/31/3達(dá)二級(jí)達(dá)二級(jí)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；世界污染嚴(yán)重的世界污染嚴(yán)重的20城市中國占城市中國占16個(gè)個(gè)SO2排放量的排放量的90%，NOx排放量的排放量的60%都來自于燃煤。都來自于燃煤。 全國全國SO2排放總量超過環(huán)境承載能力的排放總量超過環(huán)境承載能力的70%左右。左右。生態(tài)破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失已占生態(tài)破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失已占GDP的的8%。已嚴(yán)重威脅經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展已嚴(yán)重威脅經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展 ！8 1、中國能源形勢

6、嚴(yán)峻：、中國能源形勢嚴(yán)峻： （4）、資源對(duì)外依存度增長過快）、資源對(duì)外依存度增長過快2006：47%2007：50%9中國能源形勢中國能源形勢 GDP為世界為世界5%，能源消費(fèi)能源消費(fèi)24.6億噸標(biāo)煤，占世界億噸標(biāo)煤，占世界15%。2007年能耗年能耗26.5億噸標(biāo)煤，年增億噸標(biāo)煤，年增7.8%鋼鐵、煤炭、水泥年消費(fèi)鋼鐵、煤炭、水泥年消費(fèi)占世界的占世界的25%、30%和和50% 1980-2004，能源消耗年增長，能源消耗年增長4.6，是世界增長率是世界增長率3倍。倍。2006年年萬元萬元GDP GDP 能耗能耗1.21tec,1.21tec,未完成降未完成降4% 4% 的任務(wù)。的任務(wù)。 事關(guān)

7、國家戰(zhàn)略安全，經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展！事關(guān)國家戰(zhàn)略安全，經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展！能源能源低效消耗低效消耗燃煤為主燃煤為主依賴外界依賴外界環(huán)境環(huán)境生態(tài)破壞生態(tài)破壞環(huán)境污染環(huán)境污染資源耗竭資源耗竭經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)著重著重GDP結(jié)構(gòu)失衡結(jié)構(gòu)失衡 粗放性經(jīng)濟(jì)粗放性經(jīng)濟(jì)：高能耗、高消耗、高污染、低效率：高能耗、高消耗、高污染、低效率無以為繼無以為繼不可持續(xù)不可持續(xù)能源能源能源結(jié)構(gòu)能源結(jié)構(gòu)利用效率利用效率環(huán)境環(huán)境生態(tài)循環(huán)生態(tài)循環(huán)生存條件生存條件經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展社會(huì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)平衡、協(xié)調(diào)平衡、協(xié)調(diào)科學(xué)發(fā)展觀，可持續(xù)發(fā)展，新型工業(yè)化道路，循環(huán)經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展觀，可持續(xù)發(fā)展，新型工業(yè)化道路，循環(huán)經(jīng)濟(jì)12中國煉油企業(yè)資源和能

8、源的嚴(yán)峻形勢中國煉油企業(yè)資源和能源的嚴(yán)峻形勢n 中國煉油企業(yè)能源和資源形勢中國煉油企業(yè)能源和資源形勢 2007年原油加工年原油加工3.4億噸億噸, 對(duì)外依存度對(duì)外依存度50% 2010年加工年加工4-4.2億噸億噸/年，年，凈增加凈增加1億噸億噸/年年（王基銘）（王基銘） 加工能力擴(kuò)充加工能力擴(kuò)充8000萬噸萬噸/年年 自產(chǎn)自產(chǎn)1.8億噸億噸/年，年，缺口缺口2.2-2.4億噸億噸/年（年（56%）?。?2004年，石化工業(yè)耗能年，石化工業(yè)耗能2.5億噸，占全國總能耗億噸，占全國總能耗16%。包括加工能耗和資源消耗的節(jié)油節(jié)能任重道遠(yuǎn)！包括加工能耗和資源消耗的節(jié)油節(jié)能任重道遠(yuǎn)！ 13中國煉油企

9、業(yè)資源和能源的嚴(yán)峻形勢中國煉油企業(yè)資源和能源的嚴(yán)峻形勢n 中國煉油企業(yè)高效利用能源的歷史責(zé)任中國煉油企業(yè)高效利用能源的歷史責(zé)任（1）美國能源部報(bào)告：美國工業(yè)第一耗能大戶是煉油廠，要求煉）美國能源部報(bào)告：美國工業(yè)第一耗能大戶是煉油廠，要求煉油廠進(jìn)一步提高能源利用效率：油廠進(jìn)一步提高能源利用效率：大聯(lián)合裝置能量集成優(yōu)化利用大聯(lián)合裝置能量集成優(yōu)化利用；熱電聯(lián)供；加強(qiáng)節(jié)能控制；用新型和強(qiáng)化換熱器、基本消滅；熱電聯(lián)供；加強(qiáng)節(jié)能控制；用新型和強(qiáng)化換熱器、基本消滅污垢；大型設(shè)備節(jié)能等污垢；大型設(shè)備節(jié)能等。目標(biāo)：煉油能耗降低目標(biāo)：煉油能耗降低10%，高耗能裝，高耗能裝置降低置降低20%，原油利用率接近，原油利

10、用率接近100%（2）國家十一五節(jié)能規(guī)劃要求：）國家十一五節(jié)能規(guī)劃要求： 工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能：工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能：1100萬萬kW,節(jié)能節(jié)能2200萬噸標(biāo)煤萬噸標(biāo)煤/年年 能量系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)運(yùn)用：降低能耗能量系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)運(yùn)用：降低能耗1015%； 煉油工業(yè)單位能耗降低煉油工業(yè)單位能耗降低 15-20%；(3) 煉油耗能多為石油加工副產(chǎn)品，節(jié)約意義重大煉油耗能多為石油加工副產(chǎn)品，節(jié)約意義重大14煉油企業(yè)能量綜合的多維優(yōu)化煉油企業(yè)能量綜合的多維優(yōu)化思維拓展思維拓展n 空間維：空間維：1、從一個(gè)個(gè)裝置到煉油廠全局系統(tǒng)從一個(gè)個(gè)裝置到煉油廠全局系統(tǒng)n 2 2、從單純考慮能量利用到資源與能源的協(xié)同優(yōu)化（油氣、從

11、單純考慮能量利用到資源與能源的協(xié)同優(yōu)化（油氣化一體化，再加上煤）化一體化，再加上煤）n 3 3、從煉油企業(yè)自身到周邊地區(qū)、企業(yè)（循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)）、從煉油企業(yè)自身到周邊地區(qū)、企業(yè)（循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)）n 時(shí)間維時(shí)間維: 1、從給定工況改造到變化條件下的運(yùn)行優(yōu)化、從給定工況改造到變化條件下的運(yùn)行優(yōu)化n 2、從現(xiàn)狀到從現(xiàn)狀到3 35 5年內(nèi)原料、產(chǎn)品、規(guī)模、類型的發(fā)展年內(nèi)原料、產(chǎn)品、規(guī)模、類型的發(fā)展15時(shí)間維的重要性時(shí)間維的重要性: 我國和其他國家發(fā)展煉油、石化的途徑我國和其他國家發(fā)展煉油、石化的途徑2 23 3年內(nèi)原料、產(chǎn)品、裝置組成、規(guī)模變化對(duì)能量系統(tǒng)優(yōu)化年內(nèi)原料、產(chǎn)品、裝置組成、規(guī)模變化對(duì)能量系統(tǒng)優(yōu)化

12、至為關(guān)鍵至為關(guān)鍵新建裝置與原有能量系統(tǒng)的集成優(yōu)化是節(jié)能降耗最經(jīng)濟(jì)有效新建裝置與原有能量系統(tǒng)的集成優(yōu)化是節(jié)能降耗最經(jīng)濟(jì)有效的途徑（大型化、聯(lián)合裝置、低溫?zé)崂谩⒄羝麆?dòng)力及公的途徑（大型化、聯(lián)合裝置、低溫?zé)崂?、蒸汽?dòng)力及公用工程系統(tǒng)優(yōu)化）！用工程系統(tǒng)優(yōu)化）！滄州煉油面臨極好的機(jī)遇：滄州煉油面臨極好的機(jī)遇：5 5個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)或即將批準(zhǔn)。個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)或即將批準(zhǔn)。20092009167 7、當(dāng)前中國煉油企業(yè)的節(jié)能潛力、當(dāng)前中國煉油企業(yè)的節(jié)能潛力在多年重視裝置節(jié)能、取得一定成果的基礎(chǔ)上：在多年重視裝置節(jié)能、取得一定成果的基礎(chǔ)上：n 1 1、上、下游裝置間熱出料、熱聯(lián)合、上、下游裝置間熱出料、熱聯(lián)合n 2 2

13、、儲(chǔ)運(yùn)及輔助系統(tǒng)用能優(yōu)化、儲(chǔ)運(yùn)及輔助系統(tǒng)用能優(yōu)化n 3 3、低溫?zé)嵩诖笙到y(tǒng)范圍內(nèi)優(yōu)化、綜合利用、低溫?zé)嵩诖笙到y(tǒng)范圍內(nèi)優(yōu)化、綜合利用n 4 4、蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能改進(jìn)、蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能改進(jìn)n 5 5、運(yùn)行與管理的節(jié)能改進(jìn)、運(yùn)行與管理的節(jié)能改進(jìn)n 6 6、資源與能源的協(xié)同優(yōu)化、資源與能源的協(xié)同優(yōu)化普遍性及其原因分析普遍性及其原因分析節(jié)能潛力估計(jì)：能耗降低節(jié)能潛力估計(jì)：能耗降低15-20%15-20%17二、裝置間熱出料二、裝置間熱出料-從裝置節(jié)能走向全局能量綜合優(yōu)化的契機(jī)從裝置節(jié)能走向全局能量綜合優(yōu)化的契機(jī)18上、下游裝置間熱出料的節(jié)能原理上、下游裝置間熱出料的節(jié)能原理n中間物流重復(fù)的冷卻中間物

14、流重復(fù)的冷卻加熱是有效能（傭）的損耗加熱是有效能（傭）的損耗n兩個(gè)傳熱過程、兩個(gè)兩個(gè)傳熱過程、兩個(gè)HEN、兩套設(shè)備、兩套設(shè)備n高溫物流的熱能兩次傳遞變成低溫高溫物流的熱能兩次傳遞變成低溫n增加了一次能源消耗、和冷卻負(fù)荷增加了一次能源消耗、和冷卻負(fù)荷n熱出料：避免！熱出料：避免！ 19渣油與原油換熱網(wǎng)絡(luò)渣油與原油換熱網(wǎng)絡(luò)3個(gè)出料溫度選擇：個(gè)出料溫度選擇：164 C，220 C，252 C渣油渣油20某煉廠的上、下游裝置的某煉廠的上、下游裝置的T-HT-H圖圖21某煉油廠上、下游裝置某煉油廠上、下游裝置-Q分析圖分析圖減二減三換熱流程（與加氫處理進(jìn)料的關(guān)系）減二減三換熱流程（與加氫處理進(jìn)料的關(guān)系）

15、此二換熱器用于脫前換熱此二換熱器用于脫前換熱120左右，左右，可用其他熱源取代可用其他熱源取代減二減二減三減三A常減壓常減壓加氫處理加氫處理緩沖罐緩沖罐（哈爾濱（哈爾濱SEI設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)62）23加氫處理裝置換熱流程加氫處理裝置換熱流程362 C自分餾塔來自分餾塔來減二減三進(jìn)減二減三進(jìn)料預(yù)熱料預(yù)熱進(jìn)緩沖罐進(jìn)緩沖罐分餾塔進(jìn)料預(yù)熱分餾塔進(jìn)料預(yù)熱進(jìn)緩沖罐進(jìn)緩沖罐A置換出來置換出來279-170熱流，何用？熱流，何用？2425提高熱出料溫度后兩個(gè)提高熱出料溫度后兩個(gè)HEN優(yōu)化重組優(yōu)化重組方向和效益的選擇方向和效益的選擇n上游裝置上游裝置缺少熱源：缺少熱源：、進(jìn)一步優(yōu)化傳熱溫差、進(jìn)一步優(yōu)化傳熱溫差-Topt

16、優(yōu)化原理，能源與優(yōu)化原理，能源與設(shè)備比價(jià)的變化趨勢。設(shè)備比價(jià)的變化趨勢。2 2、換熱網(wǎng)絡(luò)再匹配：原來冷卻的熱流利用（如塔頂、換熱網(wǎng)絡(luò)再匹配：原來冷卻的熱流利用（如塔頂）3 3、減少發(fā)生低壓蒸汽，用于換熱、減少發(fā)生低壓蒸汽，用于換熱、熱聯(lián)合、熱聯(lián)合- -自下游裝置取熱，達(dá)到同樣的熱回收效自下游裝置取熱，達(dá)到同樣的熱回收效果果26加氫裝置電脫鹽精制柴油196127t/h脫后原油158127t/h130127t/h140127t/h常減壓裝置脫前原油A路脫前原油B路熱出料后上游裝置熱出料后上游裝置熱源補(bǔ)充方案舉例熱源補(bǔ)充方案舉例27熱進(jìn)料促使下游裝置能量優(yōu)化進(jìn)一步深入熱進(jìn)料促使下游裝置能量優(yōu)化進(jìn)一步

17、深入下游裝置：下游裝置：、熱進(jìn)料迫使、熱進(jìn)料迫使HEN重組重組、創(chuàng)造了能量的工藝?yán)铆h(huán)節(jié)優(yōu)化改進(jìn)的機(jī)會(huì)（反應(yīng)、創(chuàng)造了能量的工藝?yán)铆h(huán)節(jié)優(yōu)化改進(jìn)的機(jī)會(huì)（反應(yīng)、分餾）。論據(jù)分餾）。論據(jù) ：原來不優(yōu)化、現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)條件改變了。例：原來不優(yōu)化、現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)條件改變了。例：分餾塔回流取熱優(yōu)化，回流量與抽出：分餾塔回流取熱優(yōu)化，回流量與抽出/返塔溫差優(yōu)化返塔溫差優(yōu)化3、 優(yōu)化后的新優(yōu)化后的新 HEN 冷、熱流優(yōu)化匹配：冷、熱流優(yōu)化匹配：（1）節(jié)省加熱爐燃料）節(jié)省加熱爐燃料（2）高溫?zé)嵬庋b置聯(lián)合）高溫?zé)嵬庋b置聯(lián)合（3）低溫?zé)峒{入大系統(tǒng)優(yōu)化利用）低溫?zé)峒{入大系統(tǒng)優(yōu)化利用焦汽設(shè) 計(jì)校 核審 核審 定專 業(yè)階 段比

18、例日 期2007.4.22塔河煉油廠加氫裝置圖項(xiàng)目號(hào)圖 號(hào)圖 例說 明單 位溫 度 壓 力流 量物流編號(hào)MPa絕t/hKw379/1.5 20 原油溫度/壓力 流量 物流名V-2101原料緩沖罐修改空冷器A2101V-2102高分T-2101分餾塔T-2102汽提塔空冷器新氫E-2103循環(huán)水E-2102廣州優(yōu)華過程技術(shù)有限公司V2103低分R-2101反應(yīng)器E-2105344.5/80141脫鹽水8T/h44/0.91121 138.6/42.237.8/42.227.8/19.7150.8/155/56.6/47.5/40.8/8.6940.8/3.540.8/5.1940.8/1.6焦柴

19、175/0.6517.540/0.6522.547.5/41.0V2108V2109299.1/8.0141175/80141230/0.91121 276/0.893.85198/0.893.85125/0.6520.676.3/8.0115152/8.0115145/8.0141261.0141309/0.893.85循環(huán)氫60/0.893.85111/0.893.85汽柴油加氫原流程汽柴油加氫原流程6029焦汽設(shè) 計(jì)校 核審 核審 定專 業(yè)階 段比 例日 期2007.4.22塔河煉油廠加氫裝置圖項(xiàng)目號(hào)圖 號(hào)圖 例說 明單 位溫 度 壓 力流 量物流編號(hào)MPa絕t/hKw379/1.5 2

20、0 原油溫度/壓力 流量 物流名V-2101原料緩沖罐修改空冷器A2101V-2102高分T-2101分餾塔T-2102汽提塔空冷器新氫E-2103循環(huán)水E-2102廣州優(yōu)華過程技術(shù)有限公司V2103低分R-2101反應(yīng)器E-2105351/8.0141脫鹽水8T/h49/0.91121 138.6/0.242.237.8/28.2/27.8/19.7150.8/155/56.6/47.5/40.8/8.6940.8/3.540.8/5.1940.8/2.5焦柴175/0.6517.540/0.6522.547.5/41.0V2108V2109300/8.0141203/0.91121 211

21、/0.898.35125/0.6520.6145/8.0115145/8.0115145/8.0141280/8.0141309/0.898.35循環(huán)氫177/0.898.3595/0.9121267/0.91121 230/8.0141157/8.014170/0.242.2低溫?zé)崦剿裼图託涓脑旌罅鞒唐裼图託涓脑旌罅鞒谭逐s塔頂油氣分餾塔頂油氣預(yù)熱低分油預(yù)熱低分油進(jìn)分餾塔溫進(jìn)分餾塔溫度提高度提高36，140 加熱爐負(fù)荷降低加熱爐負(fù)荷降低T 減小，面積增加減小，面積增加增加，換熱前注水增加，換熱前注水順序互換順序互換低溫?zé)彷敵龅蜏責(zé)彷敵鯡c:11.730熱進(jìn)料促使下游裝置能量優(yōu)化進(jìn)一步深入

22、熱進(jìn)料促使下游裝置能量優(yōu)化進(jìn)一步深入下游裝置：下游裝置：能量的工藝?yán)铆h(huán)節(jié)優(yōu)化改進(jìn)實(shí)例：能量的工藝?yán)铆h(huán)節(jié)優(yōu)化改進(jìn)實(shí)例：1、分餾塔回流取熱優(yōu)化：、分餾塔回流取熱優(yōu)化：FCC一中一中/頂循取熱比例優(yōu)化頂循取熱比例優(yōu)化2、回流量與抽出、回流量與抽出/返塔溫差優(yōu)化：返塔溫差優(yōu)化：FCC頂循頂循原原150-返塔返塔40；優(yōu)化后；優(yōu)化后150-返塔返塔90，3、 全塔模擬優(yōu)化回流比降低，再沸器供熱降低全塔模擬優(yōu)化回流比降低，再沸器供熱降低1/34、增設(shè)中間再沸器，利用低品位余熱、增設(shè)中間再沸器，利用低品位余熱31某廠十一五節(jié)能規(guī)劃中熱供料措施內(nèi)容某廠十一五節(jié)能規(guī)劃中熱供料措施內(nèi)容（1）減壓渣油熱出料供焦

23、化，由）減壓渣油熱出料供焦化，由172升高到升高到205。（2）減二線蠟油熱出料供）減二線蠟油熱出料供催化催化，由，由158升高到升高到177（3）減三線蠟油熱出料供）減三線蠟油熱出料供催化催化，由，由164升高到升高到232（4）焦化蠟油熱出料供）焦化蠟油熱出料供催化催化，由，由 90升高到升高到193。（5）焦化柴油熱出料供加氫，由）焦化柴油熱出料供加氫，由50升高到升高到100。（6）焦化汽油熱出料供加氫，由）焦化汽油熱出料供加氫，由40升高到升高到100。（7）催化柴油熱出料供加氫，由）催化柴油熱出料供加氫，由50升高到升高到100。（8）脫瀝青油熱出料供）脫瀝青油熱出料供催化催化，由

24、，由120升高到升高到240。（9）常三線直餾柴油熱出料供加氫，由）常三線直餾柴油熱出料供加氫，由50升高到升高到100。（10） 催化汽油熱出料至汽油加氫，由催化汽油熱出料至汽油加氫，由40升高到升高到100。 32熱供料改進(jìn)措施的龍頭作用和挑戰(zhàn)：熱供料改進(jìn)措施的龍頭作用和挑戰(zhàn)：（1）上、下游兩個(gè)裝置）上、下游兩個(gè)裝置HEN 優(yōu)化，推動(dòng)全面優(yōu)化優(yōu)化，推動(dòng)全面優(yōu)化（2）促進(jìn)工藝物流熱跨裝置聯(lián)合，節(jié)省加熱爐燃料）促進(jìn)工藝物流熱跨裝置聯(lián)合，節(jié)省加熱爐燃料（3）中間產(chǎn)品冷卻負(fù)荷大大減小，節(jié)省）中間產(chǎn)品冷卻負(fù)荷大大減小，節(jié)省CW（4）中間罐容大大減小，省維溫?zé)?、泵功、占地、資金）中間罐容大大減小，省維

25、溫?zé)?、泵功、占地、資金（5）改變低溫?zé)嵩醇扔懈窬?，溫位提高）改變低溫?zé)嵩醇扔懈窬?，溫位提高?）低溫?zé)岽笙到y(tǒng)利用，節(jié)汽；改變蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)格局）低溫?zé)岽笙到y(tǒng)利用，節(jié)汽；改變蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)格局挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)：(1) 裝置間關(guān)聯(lián)更加緊密，操作控制要求提高裝置間關(guān)聯(lián)更加緊密，操作控制要求提高 (2) 要求充分的輔助設(shè)施保障系統(tǒng)的可靠性要求充分的輔助設(shè)施保障系統(tǒng)的可靠性 （3）要求操作和技術(shù)人員深刻了解，提高應(yīng)急處理能力）要求操作和技術(shù)人員深刻了解，提高應(yīng)急處理能力33 三、煉油廠儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)營優(yōu)化三、煉油廠儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)營優(yōu)化341、 儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化的三原則：儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化的三原則：原則一：原則一：儲(chǔ)量最小化（原

26、油、中間罐、成品罐）儲(chǔ)量最小化（原油、中間罐、成品罐）1）、熱聯(lián)合創(chuàng)造條件砍掉大部分中間罐；留運(yùn)營儲(chǔ)備）、熱聯(lián)合創(chuàng)造條件砍掉大部分中間罐；留運(yùn)營儲(chǔ)備，正常緩沖。，正常緩沖。 2）、原油最小儲(chǔ)量）、原油最小儲(chǔ)量省流動(dòng)資金，免維溫省流動(dòng)資金，免維溫3）、在線調(diào)和節(jié)省成品油調(diào)和倒罐）、在線調(diào)和節(jié)省成品油調(diào)和倒罐節(jié)省流動(dòng)資金、罐投資、熱耗、泵功耗、管理人員節(jié)省流動(dòng)資金、罐投資、熱耗、泵功耗、管理人員35某煉廠原油罐區(qū)儲(chǔ)量最小化某煉廠原油罐區(qū)儲(chǔ)量最小化的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益：的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益： 儲(chǔ)存量下降儲(chǔ)存量下降6萬噸。維溫蒸汽將下降萬噸。維溫蒸汽將下降2.0t/h，效益，效益155萬元萬元/年。年。減少流

27、動(dòng)資金占用減少流動(dòng)資金占用1.8億元億元/年，節(jié)約利息年，節(jié)約利息1260萬元。總經(jīng)濟(jì)效萬元?？偨?jīng)濟(jì)效益益1415萬元萬元/年。能耗降低年。能耗降低0.26kgEO/t。 原油正常儲(chǔ)量已低至原油正常儲(chǔ)量已低至6萬噸（其中萬噸（其中5萬噸萬噸6個(gè)罐的罐底油）個(gè)罐的罐底油）減少運(yùn)行罐個(gè)數(shù)，減少減少運(yùn)行罐個(gè)數(shù)，減少罐底油積壓的流動(dòng)資金，有潛力。罐底油積壓的流動(dòng)資金，有潛力。36原則二：儲(chǔ)運(yùn)參數(shù)最優(yōu)化原則二：儲(chǔ)運(yùn)參數(shù)最優(yōu)化-最小維熱溫負(fù)荷：最小維熱溫負(fù)荷：（1）必要儲(chǔ)存時(shí)間）必要儲(chǔ)存時(shí)間;（2）適當(dāng)提高進(jìn)罐溫度）適當(dāng)提高進(jìn)罐溫度t1;（3）最低容）最低容許儲(chǔ)存溫度許儲(chǔ)存溫度t2 ;（4）合理的良好保溫

28、）合理的良好保溫例例1：大慶原油哈爾濱管輸末站，：大慶原油哈爾濱管輸末站，46，冷濾點(diǎn)，冷濾點(diǎn)33 ，冬季，冬季散熱溫降散熱溫降1 。10天之內(nèi)無須維溫加熱。天之內(nèi)無須維溫加熱。例例2：某煉油廠管輸來油：某煉油廠管輸來油18 ，加熱到，加熱到25-35 ；1000萬噸萬噸/年廠耗汽冬年廠耗汽冬30 t/h，夏，夏 15 t/h多多例例3、運(yùn)行策略：停留？脫水？活罐？、運(yùn)行策略：停留？脫水？活罐？- 要不要加熱脫水？要不要加熱脫水？（某廠（某廠1993年上了均勻抽出器；長江沿岸廠：活罐）年上了均勻抽出器；長江沿岸廠：活罐）例例4、撫順外輸柴油的故事。、撫順外輸柴油的故事。37滄煉原油儲(chǔ)運(yùn)參數(shù)優(yōu)化

29、滄煉原油儲(chǔ)運(yùn)參數(shù)優(yōu)化-最小維熱溫負(fù)荷：最小維熱溫負(fù)荷：目前：來油目前：來油15-20 ，加熱切水；保持，加熱切水；保持 2%改進(jìn)：在電脫鹽優(yōu)化操作基礎(chǔ)上改進(jìn)：在電脫鹽優(yōu)化操作基礎(chǔ)上， 泵前一級(jí)注水泵前一級(jí)注水+原油帶水，控制原油帶水，控制 5% 保持進(jìn)裝置原油低溫，脫前保持進(jìn)裝置原油低溫，脫前HEN利用初、常頂冷凝熱利用初、常頂冷凝熱需要：優(yōu)化大管理需要：優(yōu)化大管理-生產(chǎn)運(yùn)行部集成一部和油品一車間群生產(chǎn)運(yùn)行部集成一部和油品一車間群體智慧，系統(tǒng)抓好一條龍優(yōu)化操作。體智慧，系統(tǒng)抓好一條龍優(yōu)化操作。預(yù)期目標(biāo)：省流動(dòng)資金，省加熱蒸氣、省冷卻水、省操作工預(yù)期目標(biāo)：省流動(dòng)資金，省加熱蒸氣、省冷卻水、省操作

30、工作量作量 38原則三：選擇適宜的加熱方式原則三：選擇適宜的加熱方式1、盤管、盤管蒸汽改熱媒水蒸汽改熱媒水 （T 降低較多，注意熱負(fù)荷降低較多，注意熱負(fù)荷）2、進(jìn)罐管線上：熱媒水、進(jìn)罐管線上：熱媒水/管殼式換熱器管殼式換熱器（蘭煉，（蘭煉，2006） （K 成倍增加，改變操作成倍增加，改變操作）3、出罐口、泵入口：抽吸式加熱器（蒸汽或熱媒水）、出罐口、泵入口：抽吸式加熱器（蒸汽或熱媒水） （保證送油黏度要求，間歇操作）保證送油黏度要求，間歇操作）儲(chǔ)運(yùn)節(jié)能潛力巨大儲(chǔ)運(yùn)節(jié)能潛力巨大1、降低工藝總用能、降低工藝總用能2、回收大量低溫?zé)幔ê芎玫臒嶷澹?、回收大量低溫?zé)幔ê芎玫臒嶷澹?、節(jié)省泵功耗、節(jié)省泵

31、功耗39四、煉油廠低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的集成優(yōu)化四、煉油廠低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的集成優(yōu)化1、對(duì)、對(duì)“低溫?zé)豳Y源低溫?zé)豳Y源” 認(rèn)識(shí)的片面性認(rèn)識(shí)的片面性 2、 “低溫?zé)崂玫蜏責(zé)崂谩睂?duì)策：分散、隨機(jī)對(duì)策：分散、隨機(jī) 3、低溫?zé)峤蒂|(zhì)利用、低溫?zé)峤蒂|(zhì)利用 4、熱媒水系統(tǒng)耗功費(fèi)熱、熱媒水系統(tǒng)耗功費(fèi)熱 5、對(duì)變化條件適應(yīng)性差、對(duì)變化條件適應(yīng)性差I(lǐng)、當(dāng)前煉油廠低溫?zé)崂矛F(xiàn)狀和問題、當(dāng)前煉油廠低溫?zé)崂矛F(xiàn)狀和問題41圖圖1 典型的當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)圖典型的當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)圖42當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的傭分析圖當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的傭分析圖43煉油廠低溫?zé)崂孟到y(tǒng)優(yōu)化技術(shù)簡介煉油廠低溫?zé)崂孟到y(tǒng)優(yōu)化技術(shù)簡介442 、充分利用

32、好低溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嶷?、充分利用好低溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嶷錸 熱阱：熱阱： 各種低溫裝置再沸器用熱、進(jìn)料預(yù)熱各種低溫裝置再沸器用熱、進(jìn)料預(yù)熱，儲(chǔ)運(yùn)維溫伴，儲(chǔ)運(yùn)維溫伴熱、熱、工藝用熱水工藝用熱水，采暖水、生活熱水，采暖水、生活熱水，鍋爐除氧水、鍋爐除氧水、除鹽水、原水除鹽水、原水，干燥空氣、空調(diào)新風(fēng)，干燥空氣、空調(diào)新風(fēng)n 熱源熱源 各種不適合在裝置內(nèi)部利用的工藝物流余熱，各種不適合在裝置內(nèi)部利用的工藝物流余熱， 產(chǎn)品冷卻熱產(chǎn)品冷卻熱100 -60-40 100 -60-40 加熱爐、鍋爐煙氣余熱，加熱爐、鍋爐煙氣余熱， 凝汽透平冷凝潛熱凝汽透平冷凝潛熱40-70 40-70 453、自適應(yīng)的低溫?zé)崂孟?/p>

33、統(tǒng)流程圖、自適應(yīng)的低溫?zé)崂孟到y(tǒng)流程圖緩沖罐（密閉）補(bǔ)水泵1補(bǔ)水加熱器回水冷卻器泵2裝置（熱源）熱阱46圖圖 低溫?zé)崂么笙到y(tǒng)優(yōu)化匹配原理圖低溫?zé)崂么笙到y(tǒng)優(yōu)化匹配原理圖某石化廠地溫?zé)嵯到y(tǒng)熱熱媒水匹配某石化廠地溫?zé)嵯到y(tǒng)熱熱媒水匹配T-Q圖示圖示改造前改造前現(xiàn)有換熱器局限的結(jié)果現(xiàn)有換熱器局限的結(jié)果不受換熱器局限的結(jié)果不受換熱器局限的結(jié)果48用例：用例：XX 煉化低溫?zé)崂孟到y(tǒng)煉化低溫?zé)崂孟到y(tǒng)n 不停工改進(jìn)，不停工改進(jìn)，20072007 改串聯(lián)，溫度對(duì)口，梯級(jí)利用改串聯(lián)，溫度對(duì)口，梯級(jí)利用n 熱源、熱阱兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（大部分只能改管線）熱源、熱阱兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（大部分只能改管線）n 關(guān)鍵：如何提高換

34、熱器的能力？關(guān)鍵：如何提高換熱器的能力？n 目標(biāo)：擴(kuò)大目標(biāo)：擴(kuò)大1.51.5倍倍-3400-3400萬大卡萬大卡/ /時(shí)時(shí)n 能耗降低能耗降低5 5個(gè)單位個(gè)單位 n 十一五改造目標(biāo)（十一五改造目標(biāo)（20102010）：低溫?zé)幔旱蜏責(zé)? +熱出料為契機(jī)的熱熱出料為契機(jī)的熱聯(lián)合，聯(lián)合，1515單位單位49圖圖1 典型的當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)圖典型的當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)圖50XX石化石化2007年低溫?zé)崽菁?jí)利用系統(tǒng)流程圖（部分）年低溫?zé)崽菁?jí)利用系統(tǒng)流程圖（部分）51XX石化石化2007年低溫?zé)崽菁?jí)利用系統(tǒng)傭分析圖年低溫?zé)崽菁?jí)利用系統(tǒng)傭分析圖52當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的傭分析圖當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的傭分析圖53

35、54用例：大慶煉化低溫?zé)崂孟到y(tǒng)用例：大慶煉化低溫?zé)崂孟到y(tǒng)n 變化熱阱：罐區(qū)維溫伴熱（冬多夏少）變化熱阱：罐區(qū)維溫伴熱（冬多夏少） 廠房采暖（冬有夏無）廠房采暖（冬有夏無） 干燥空氣預(yù)熱（冬干燥空氣預(yù)熱（冬-30 -30 夏夏+30 +30 ）n 流程安排策略：按溫位串聯(lián)流程安排策略：按溫位串聯(lián)n 實(shí)際運(yùn)行：冬季回水實(shí)際運(yùn)行：冬季回水30-40 30-40 n 投資投資5 5千萬元，約千萬元，約3 3年回年回n 節(jié)約燃料油節(jié)約燃料油 2-3t/h 2-3t/h 及蒸汽及蒸汽55常減壓循環(huán)水罐1催化污水汽提2催化循環(huán)水罐焦化循環(huán)水罐焦化原油罐區(qū)46240t/h75240t/h46240t/h溶

36、脫溶劑換熱器溴化鋰制冷2氣分脫丙烷塔蒸汽加熱器1汽分2汽分溶脫裝置南生活區(qū)生活水動(dòng)力車間除鹽水5045t/h50211t/h50100t/h50200t/h50278t/h50278t/h10945t/h121211t/h100100t/h126200t/h120167t/h120389t/h115167t/h127389t/h129389t/h120389t/h118556t/h115556t/h115278t/h115278t/h67278t/h67278t/h67556t/h69556t/h69278t/h69278t/h50556t/h61556t/h循環(huán)水后冷器53556t/h動(dòng)力車

37、間生水61556t/h61556t/h蠟油罐區(qū)某廠節(jié)能規(guī)劃低溫?zé)崮硰S節(jié)能規(guī)劃低溫?zé)岽笙到y(tǒng)利用建議流程大系統(tǒng)利用建議流程回水回水53來水來水12056五、煉化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)營和設(shè)計(jì)五、煉化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)營和設(shè)計(jì)57特點(diǎn)特點(diǎn)：1）、）、分散的多用戶、多產(chǎn)汽點(diǎn)，多燃料來源分散的多用戶、多產(chǎn)汽點(diǎn)，多燃料來源，多壓力等級(jí)，多壓力等級(jí)2）、多工況變化（季節(jié)、加工量、生產(chǎn)方案）、多工況變化（季節(jié)、加工量、生產(chǎn)方案、市場價(jià)格）、市場價(jià)格）3）、保證工藝系統(tǒng)需求，對(duì)能耗、加工費(fèi)有）、保證工藝系統(tǒng)需求，對(duì)能耗、加工費(fèi)有較大影響較大影響1、石化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)和問題、石化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的

38、特點(diǎn)和問題58煉油廠蒸汽動(dòng)力存在的問題和潛力：煉油廠蒸汽動(dòng)力存在的問題和潛力：1）、鍋爐、汽輪機(jī)容量小、參數(shù)低且陳舊；）、鍋爐、汽輪機(jī)容量小、參數(shù)低且陳舊；2)、配合全廠擴(kuò)產(chǎn)而陸續(xù)增建、配合全廠擴(kuò)產(chǎn)而陸續(xù)增建 ，缺乏全面規(guī)劃，缺乏全面規(guī)劃3）、按照固定工況設(shè)計(jì)，不能適應(yīng)在變化工況下保持）、按照固定工況設(shè)計(jì)，不能適應(yīng)在變化工況下保持功熱聯(lián)產(chǎn)效率要求功熱聯(lián)產(chǎn)效率要求表現(xiàn)：表現(xiàn)：夏季低壓蒸汽放空夏季低壓蒸汽放空 冬季中壓蒸汽減溫減壓冬季中壓蒸汽減溫減壓4）、相當(dāng)大一部分燒渣油或煉廠氣，浪費(fèi)資源）、相當(dāng)大一部分燒渣油或煉廠氣，浪費(fèi)資源潛力：潛力：目前我國煉油廠節(jié)能潛力的目前我國煉油廠節(jié)能潛力的1/3左

39、右左右59工藝余熱發(fā)生蒸汽節(jié)能途徑的再思考工藝余熱發(fā)生蒸汽節(jié)能途徑的再思考 余熱大量發(fā)汽并入管網(wǎng)，看起來合理，但隱含著問題余熱大量發(fā)汽并入管網(wǎng)，看起來合理，但隱含著問題 1、 某某280-250工藝物流，只能發(fā)生工藝物流，只能發(fā)生1.1Mpa級(jí)的飽和級(jí)的飽和蒸汽蒸汽,相當(dāng)于相當(dāng)于一臺(tái)低壓鍋爐一臺(tái)低壓鍋爐。 用做臨近某分餾塔用做臨近某分餾塔220-250再沸器熱源再沸器熱源，節(jié)省下來原，節(jié)省下來原再沸爐燃料，相當(dāng)于停一臺(tái)低壓鍋爐。再沸爐燃料，相當(dāng)于停一臺(tái)低壓鍋爐。 2、200-150 工藝物流的余熱發(fā)生蒸汽工藝物流的余熱發(fā)生蒸汽0.3MPa，通過熱媒水，通過熱媒水（130-180 ）利用，溫位高

40、）利用，溫位高20 能效高能效高 20%。60需要柔性的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)需要柔性的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)n 目前系統(tǒng)按照給定的工況設(shè)計(jì)的。然而市場要求生產(chǎn)方目前系統(tǒng)按照給定的工況設(shè)計(jì)的。然而市場要求生產(chǎn)方案調(diào)整，導(dǎo)致裝置的負(fù)荷率和開工率改變，相應(yīng)地會(huì)改案調(diào)整，導(dǎo)致裝置的負(fù)荷率和開工率改變，相應(yīng)地會(huì)改變汽、電需求。缺乏柔性的系統(tǒng)為了滿足汽、電量的需變汽、電需求。缺乏柔性的系統(tǒng)為了滿足汽、電量的需求，往往不得不犧牲能質(zhì)的效率求，往往不得不犧牲能質(zhì)的效率（1）蒸汽的減溫減壓蒸汽的減溫減壓-能量并沒有損失，但品質(zhì)降低，即損失了本來可以在能量并沒有損失，但品質(zhì)降低，即損失了本來可以在背壓透平中獲得的功；（背壓透平中獲

41、得的功；（2）低壓蒸汽放空。）低壓蒸汽放空。n 柔性設(shè)計(jì)的系統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)的系統(tǒng)則可以通過則可以通過設(shè)置抽汽設(shè)置抽汽凝汽機(jī)組、不同凝汽機(jī)組、不同能源的備用機(jī)組等多種應(yīng)變手段能源的備用機(jī)組等多種應(yīng)變手段使得在使得在滿足汽、電量的滿足汽、電量的需求的同時(shí)，仍最大限度地保持高的傭效率需求的同時(shí)，仍最大限度地保持高的傭效率。6162運(yùn)行營銷運(yùn)行營銷(“(“供應(yīng)鏈管理供應(yīng)鏈管理”) )汽 電 需 求 變 化 、汽 電 需 求 變 化 、設(shè) 備 開 停 及 負(fù) 荷設(shè) 備 開 停 及 負(fù) 荷調(diào) 整 、 離 線 優(yōu) 化調(diào) 整 、 離 線 優(yōu) 化外 部 能 源 采外 部 能 源 采購 、 外 輸 銷購 、 外 輸

42、銷售 、 貯 存售 、 貯 存優(yōu) 化 策 略優(yōu) 化 策 略集成的集成的ERPERP定常生產(chǎn)定常生產(chǎn)(“(“管控一體化管控一體化”) )D C SD C S 、 A P CA P C監(jiān) 控 仿 真監(jiān) 控 仿 真故 障 診 斷故 障 診 斷安 全 環(huán) 保安 全 環(huán) 保成 本 核 算 、成 本 核 算 、人 事 、 設(shè) 備人 事 、 設(shè) 備質(zhì)量、質(zhì)量、安 全 、 環(huán) 保安 全 、 環(huán) 保集成信息系統(tǒng)集成信息系統(tǒng)再 生 產(chǎn)再 生 產(chǎn)(“(“生命周期生命周期”) )市場預(yù)測分析市場預(yù)測分析投資效益評(píng)估投資效益評(píng)估需求變化預(yù)測需求變化預(yù)測集成的設(shè)計(jì)集成的設(shè)計(jì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)集成建模蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)集成建模63鍋爐

43、、汽輪機(jī)開、停及負(fù)荷優(yōu)鍋爐、汽輪機(jī)開、停及負(fù)荷優(yōu)化、購買蒸汽量優(yōu)化等化、購買蒸汽量優(yōu)化等管網(wǎng)壓降、溫降計(jì)算管網(wǎng)壓降、溫降計(jì)算生產(chǎn)過程對(duì)蒸汽、驅(qū)動(dòng)功、電力、的需求生產(chǎn)過程對(duì)蒸汽、驅(qū)動(dòng)功、電力、的需求, 瓦斯的產(chǎn)、用平衡數(shù)據(jù)瓦斯的產(chǎn)、用平衡數(shù)據(jù)結(jié)束結(jié)束YN考慮壓降、溫降后考慮壓降、溫降后對(duì)蒸汽需求量修正對(duì)蒸汽需求量修正蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行層次優(yōu)化求解框圖蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行層次優(yōu)化求解框圖01ijijippp01ijijittt64開始開始鍋爐、汽輪機(jī)開、停及負(fù)荷鍋爐、汽輪機(jī)開、停及負(fù)荷優(yōu)化、購買蒸汽量優(yōu)化優(yōu)化、購買蒸汽量優(yōu)化管網(wǎng)壓降、溫降計(jì)算管網(wǎng)壓降、溫降計(jì)算蒸汽、驅(qū)動(dòng)功、電力、需求、瓦蒸汽、驅(qū)動(dòng)功、電

44、力、需求、瓦斯的排放量等斯的排放量等結(jié)束結(jié)束YN考慮壓降、溫降后考慮壓降、溫降后修正蒸汽需求量的修正蒸汽需求量的設(shè)計(jì)層次優(yōu)化求解框圖設(shè)計(jì)層次優(yōu)化求解框圖有最優(yōu)解有最優(yōu)解Y運(yùn)行性能評(píng)價(jià)：運(yùn)行性能評(píng)價(jià)：基準(zhǔn)蒸汽價(jià)格基準(zhǔn)蒸汽價(jià)格Y系統(tǒng)優(yōu)化改造系統(tǒng)優(yōu)化改造專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)投資效益評(píng)價(jià)投資效益評(píng)價(jià)01ijijippp01ijijitttNNcsscc0065SPSOpti SPSOpti 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和模擬分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和模擬分析適應(yīng)蒸汽動(dòng)力需求變化的優(yōu)化運(yùn)行計(jì)劃適應(yīng)蒸汽動(dòng)力需求變化的優(yōu)化運(yùn)行計(jì)劃66蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)營內(nèi)容蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)營內(nèi)容67蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)營軟件蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)

45、營軟件SPSOptiSPSOpti界面界面68某工況下應(yīng)用某工況下應(yīng)用SPSOptiSPSOpti優(yōu)化結(jié)果對(duì)比優(yōu)化結(jié)果對(duì)比當(dāng)前方案當(dāng)前方案中兩臺(tái)鍋爐均在非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷附近運(yùn)行，費(fèi)用最高中兩臺(tái)鍋爐均在非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷附近運(yùn)行，費(fèi)用最高. .次優(yōu)方案次優(yōu)方案考慮了考慮了50t/h50t/h的調(diào)節(jié)余量，費(fèi)用較高，但柔性較大；的調(diào)節(jié)余量，費(fèi)用較高，但柔性較大；最優(yōu)方案最優(yōu)方案使鍋爐產(chǎn)汽和汽輪機(jī)進(jìn)汽分配最優(yōu)，減溫減壓器進(jìn)汽量減少，使鍋爐產(chǎn)汽和汽輪機(jī)進(jìn)汽分配最優(yōu)，減溫減壓器進(jìn)汽量減少，降低了費(fèi)用。降低了費(fèi)用。 69應(yīng)用于某千萬噸應(yīng)用于某千萬噸/ /年煉油廠蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案年煉油廠蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案改進(jìn)要改進(jìn)要

46、點(diǎn)點(diǎn):1:1、充分熱電聯(lián)產(chǎn)、充分熱電聯(lián)產(chǎn),2,2、提高系統(tǒng)柔性、提高系統(tǒng)柔性結(jié)果與原方案的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比結(jié)果與原方案的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比原方案原方案SCUT方案方案燃料量（燃料量（t/ht/h）11.97711.976發(fā)電量發(fā)電量（kW）62804100473總費(fèi)用（萬總費(fèi)用（萬$/a）7619.16849.4增加投資增加投資843843萬萬$, $, 回收期回收期: : 0.9年年 7035925工藝電量需求天然氣t/h14.5283燃?xì)?.318燃?xì)?天然氣價(jià)格241.4燃油0燃油電價(jià)0.074總費(fèi)用20110.184.340201.29.5 Mpa3406510 0125.6140130395.63

47、95.61200084257155071.87086.320.3 42.41401303.5 Mpa3199390 062.6 16.5159.72.912262628282222262632.332.332.332.315.515.54545212124243535560.8560.81500150016001600128812881288128817001700170017003100310099109910418941894650465065006500021.77.35.721.8 83.22262628282222262632.332.332.332.315.515.54545212

48、1242435351.1 Mpa2939250 30.2121.72024.23.3 10.2521.26.9424.12635224.919.512.2 24.82306.3306.3373920 30.2116.5914.326.35.5424.820.45 Mpa2748150 16.5927.210.29.94.415.643116.9116.9鍋爐燃?xì)鈚/h 5.318029894共折合天然氣19.84632989燃機(jī)天然氣t/h14.528361540112.4270000燃料油t/h0.0011流程圖基礎(chǔ)流程圖基礎(chǔ)壓縮機(jī)總（中壓以下）燃機(jī)發(fā)電量kW70000120000汽機(jī)發(fā)電量

49、kW 15739.19158總發(fā)電量kW 85739.19158余熱鍋爐天然氣制氫裝置重整氫透平8425kW燃?xì)廨啓C(jī)70000kW燃油燃?xì)忮仩t130t/h催化裂化余熱鍋爐重整硫回收高壓加氫透平7155kWPX焦化天然氣制氫裝置硫回收管網(wǎng)損失烷基化透平1600kWPX歧化循環(huán)氫1288kW柴油加氫透平3100kW焦化裝置透平6500kW重整增壓機(jī)9910kW常減壓裝置中壓加氫焦化常減壓裝置PX催化裂化重整高壓加氫烷基化MTBE酸性水汽提儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)熱工裝置焦化管網(wǎng)損失常減壓氣體分餾氣體脫硫硫磺常減壓裝置柴油加氫高壓加氫硫磺管網(wǎng)損失燃油燃?xì)忮仩t130t/h催化裂化裝置4189kW柴油加氫制氫汽輪機(jī)發(fā)電

50、6000kW擴(kuò)容烷基化酸性水汽提抽凝透平15MW制氫高壓加氫PSA透平1500kWPX異構(gòu)化循環(huán)氫1568kW制氫透平1700kW制氫透平1700kW中壓加氫透平4650kWPX閃蒸71燃機(jī)發(fā)電量kW 1E+05電動(dòng)機(jī)總25249天然氣t/h20.69930 0燃?xì)?燃?xì)?.322燃?xì)馄麢C(jī)發(fā)電量kW 36366工藝電量需求1E+05總發(fā)電量kW天然氣價(jià)格241.4電價(jià)0.074燃機(jī)天然氣t/h20.7燃料油t/h0總費(fèi)用鍋爐燃?xì)鈚/h020補(bǔ)燃催化補(bǔ)燃燃料量0.3220 0共折合天然氣21.02157.307070201.29.5 Mpa3406510 0106.514013052428.51

51、428.51.08113490.7755484257155310043.511071.886.320.363.01140130523.5 Mpa13199390 062.616.5159.72.912 143.1262628282222262632.332.332.332.30 00 00 00 0563.4563.41.113128751500150016001600128812881288128817001700170017009910991041894189465046506500650030021.77.35.721.8113.1262628282222262632.332.332.3

52、32.30 00 00 00 01.1 Mpa12939250 18.5421.72024.23.3 10.2521.26.9424.12635224.919.512.2 66.38336.2336.2100001.0930 20.2116.5914.326.35.5466.380.45 Mpa12748150 16.5927.210.29.94.415.643116.9116.9SCUT改進(jìn)流程圖SCUT改進(jìn)流程圖10000049891258.7136366.0001余熱鍋爐天然氣制氫裝置重整氫透平8425kW燃?xì)廨啓C(jī)50000kW燃油燃?xì)忮仩t130t/h催化裂化余熱鍋爐重整硫回收高壓加氫透

53、平7155kWPX焦化天然氣制氫裝置硫回收管網(wǎng)損失烷基化透平1600kWPX歧化循環(huán)氫1288kW焦化裝置透平6500kW重整增壓機(jī)9910kW常減壓裝置中壓加氫焦化常減壓裝置PX催化裂化重整高壓加氫烷基化MTBE酸性水汽提儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)熱工裝置焦化管網(wǎng)損失常減壓氣體分餾氣體脫硫硫磺常減壓裝置柴油加氫高壓加氫硫磺管網(wǎng)損失催化裂化裝置4189kW柴油加氫制氫汽輪機(jī)發(fā)電6000kW擴(kuò)容烷基化酸性水汽提制氫高壓加氫PSA透平1500kWPX異構(gòu)化循環(huán)氫1568kW制氫透平1700kW制氫透平1700kW中壓加氫透平4650kWPX閃蒸抽凝透平15MW抽凝透平15MW柴油加氫透平3100kW72 以熱出料為

54、切入點(diǎn)，以新技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的最優(yōu)傳熱溫以熱出料為切入點(diǎn)，以新技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的最優(yōu)傳熱溫差為尺度，帶動(dòng)上、下游裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同優(yōu)化。差為尺度，帶動(dòng)上、下游裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同優(yōu)化。 向上減少加熱爐負(fù)荷，節(jié)省燃料；向下提供低溫?zé)崂蛏蠝p少加熱爐負(fù)荷，節(jié)省燃料；向下提供低溫?zé)崂脽崦剿到y(tǒng)熱源；優(yōu)化輔助系統(tǒng)用能，節(jié)省大量蒸汽。用熱媒水系統(tǒng)熱源；優(yōu)化輔助系統(tǒng)用能，節(jié)省大量蒸汽。 在新的一次能源結(jié)構(gòu)和大系統(tǒng)格局下，和新的氣、電在新的一次能源結(jié)構(gòu)和大系統(tǒng)格局下，和新的氣、電負(fù)荷基礎(chǔ)上改構(gòu)建柔性的、高度功熱聯(lián)產(chǎn)的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)荷基礎(chǔ)上改構(gòu)建柔性的、高度功熱聯(lián)產(chǎn)的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng) 正在進(jìn)行的案例有可能降低煉油能耗

55、正在進(jìn)行的案例有可能降低煉油能耗20%左右。左右。熱出料熱出料-低溫?zé)崂玫蜏責(zé)崂谜羝麆?dòng)力系統(tǒng)綜合改進(jìn)潛力蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)綜合改進(jìn)潛力73 六、六、煉油企業(yè)一次能源構(gòu)成的綜合優(yōu)化煉油企業(yè)一次能源構(gòu)成的綜合優(yōu)化74 優(yōu)化調(diào)整能耗結(jié)構(gòu)：優(yōu)化調(diào)整能耗結(jié)構(gòu)：n 中國煉油企業(yè)一次能源構(gòu)成的演變中國煉油企業(yè)一次能源構(gòu)成的演變n 80年代前，副產(chǎn)渣油和外部供電為主要一次能源；典型年代前，副產(chǎn)渣油和外部供電為主要一次能源；典型配置：配置：3臺(tái)臺(tái)120t/h中壓鍋爐，中壓鍋爐，212MW抽凝機(jī)組。抽凝機(jī)組。n 二次加工裝置快速發(fā)展，煉廠氣和焦碳在能耗構(gòu)成中的二次加工裝置快速發(fā)展，煉廠氣和焦碳在能耗構(gòu)成中的比例大大

56、增加。但不少還是比例大大增加。但不少還是用中壓鍋爐燒煉廠氣和部分用中壓鍋爐燒煉廠氣和部分渣油來發(fā)電產(chǎn)蒸汽，總的能源的轉(zhuǎn)換效率提高不大渣油來發(fā)電產(chǎn)蒸汽，總的能源的轉(zhuǎn)換效率提高不大n 國外國外80年代起采用燃機(jī)年代起采用燃機(jī)鍋爐鍋爐/加熱爐熱電聯(lián)產(chǎn)，國內(nèi)無加熱爐熱電聯(lián)產(chǎn)，國內(nèi)無 渣油能賣渣油能賣3700元元/噸，干氣噸，干氣3000元元/噸的時(shí)候，還燒嗎？噸的時(shí)候，還燒嗎？75優(yōu)化調(diào)整能耗結(jié)構(gòu)：優(yōu)化調(diào)整能耗結(jié)構(gòu)： 在在能量優(yōu)化能量優(yōu)化前提下，前提下，最高效、最潔凈地利用氫轉(zhuǎn)最高效、最潔凈地利用氫轉(zhuǎn)移加工過程中形成的焦炭，移加工過程中形成的焦炭，使其有與天然氣和煤使其有與天然氣和煤相同的使用價(jià)值相同

57、的使用價(jià)值 可能性：可能性：FCC焦碳燃燒特殊工藝，焦碳燃燒特殊工藝，CFB爐爐其它的其它的“一、二次一、二次”加工產(chǎn)物加工產(chǎn)物(包括煉廠氣、油漿包括煉廠氣、油漿、渣油、渣油)都盡可能都盡可能最經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為車用燃料和化學(xué)最經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為車用燃料和化學(xué)品品 改變一切自給自足觀點(diǎn)，在改變一切自給自足觀點(diǎn)，在所在地區(qū)規(guī)劃能量大所在地區(qū)規(guī)劃能量大系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化：系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化： 汽、電、熱與鄰近企業(yè)聯(lián)合汽、電、熱與鄰近企業(yè)聯(lián)合（包（包括買入和售出）；括買入和售出）；發(fā)揮煉油廠熱電比的優(yōu)勢，發(fā)揮煉油廠熱電比的優(yōu)勢，高效利用便宜的煤和高效利用便宜的煤和天然氣天然氣76 天然氣在中國一次能源格局中的地位天然氣在中

58、國一次能源格局中的地位 n 國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,大力發(fā)展天然氣的戰(zhàn)略不可動(dòng)搖大力發(fā)展天然氣的戰(zhàn)略不可動(dòng)搖 這是環(huán)境狀況和可持續(xù)發(fā)展的要求這是環(huán)境狀況和可持續(xù)發(fā)展的要求n 天然氣在一次能源中：天然氣在一次能源中：2010-6%，202012%，達(dá)，達(dá)到到.億噸油當(dāng)量年；！億噸油當(dāng)量年；！n 世界能源格局：世界能源格局：天然氣總比石油價(jià)格低，天然氣總比石油價(jià)格低，2050：超過：超過石油，成為最多的一次能源（包括石油，成為最多的一次能源（包括CBM）77三、中國天然氣發(fā)展趨勢三、中國天然氣發(fā)展趨勢1、天然氣儲(chǔ)量仍將大幅度增長782 2、天然氣產(chǎn)量未來仍將快速增長、天然氣產(chǎn)量未來仍將快

59、速增長79天然氣在煉油企業(yè)一次能源中的地位天然氣在煉油企業(yè)一次能源中的地位n 替代加熱爐燃料和部分鍋爐燃料替代加熱爐燃料和部分鍋爐燃料（渣油和干氣）（渣油和干氣）n 制氫原料制氫原料（頂替出（頂替出C2-C6輕烴和渣油做化工原料）輕烴和渣油做化工原料）n 煉油和石油化學(xué)工業(yè)是天然氣最大的工業(yè)市場煉油和石油化學(xué)工業(yè)是天然氣最大的工業(yè)市場中國煉油中國煉油量近期量近期4 4億噸億噸/ /年，沿海和油氣田附近的煉油廠部分替代年，沿海和油氣田附近的煉油廠部分替代燒掉的重油和煉廠氣中可用的乙烯和制氫原料，燒掉的重油和煉廠氣中可用的乙烯和制氫原料，至少約至少約需需20002000萬噸萬噸/ /年天然氣年天然

60、氣n 經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理80煤炭已經(jīng)進(jìn)入石油化工企業(yè)一次能源之列煤炭已經(jīng)進(jìn)入石油化工企業(yè)一次能源之列n 水煤漿、水煤漿、CFBCFB鍋爐、超臨界機(jī)組鍋爐、超臨界機(jī)組蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)燃料蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)燃料n 煤富氧氣化制合成氣煤富氧氣化制合成氣-煤潔凈利用的最優(yōu)途徑煤潔凈利用的最優(yōu)途徑 n 煤氣（液）化煤氣（液）化-新的突破（合成氣新的突破（合成氣甲醇甲醇-DME )n 合成氣變換合成氣變換-煤制氫：煉油廠新的選擇煤制氫：煉油廠新的選擇n 碳沉積（碳沉積（CO2 回注油田回注油田): 環(huán)境約束日益增強(qiáng)環(huán)境約束日益增強(qiáng)n環(huán)保和高效優(yōu)勢環(huán)保和高效優(yōu)勢-有可能成為煤的首選用戶有可能成為煤的首選用戶81中國能源