新節(jié)能原理、能耗計算與評價

1、PAGE 1PAGE 30節(jié)能原理、方法和能耗計算與評價中國石化集團公司節(jié)能技術(shù)中心 郭文豪目 錄1石化工業(yè)用能特點及潛力2能耗計算與評價3 節(jié)能原理與方法4 能量平衡5 節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備6 石化工業(yè)的節(jié)能方向7 基準能耗1 石化工業(yè)用能特點及潛力1.1 用能量大，占加工成本比例大以乙烯裝置為例，國內(nèi)裝置能耗大部分在750kg標準油/t，2003年國內(nèi)乙烯總產(chǎn)量約600萬噸，總能耗450萬噸標準油，能耗費用近60億元（2007年國內(nèi)乙烯總產(chǎn)量將達1100萬噸，總能耗達825萬噸標準油）。煉油工業(yè)綜合能耗量占原油加工量的8%10%。2003年全國原油加工量為2.6億噸，耗能量約2100萬噸標油

2、，費用約320億元。平均能耗成本(包括自產(chǎn)燃料等)占總加工成本的40%60%。但目前加工成本計算中，將自產(chǎn)燃料形成的能耗未計入成本，造成了能耗成本占總加工成本比例不高的假象，將能耗成本淹沒在巨大的產(chǎn)品銷售中，大大弱化了能耗的影響及其節(jié)能工作的開展。表1 某煉油廠加工每噸原油的完全能耗費用項 目每噸原油的能源消耗量能源價格每噸原油能耗費用/元燃料35kg1371元/t48.0催化燒焦25kg1371元/t34.3電67kWh0.5元/kWh33.51.0Mpa蒸汽0.086t80元/t6.9新鮮水7.2t1.8元/t13.0合計135.7 表2 計入自用燃料與動力后的煉油加工費項 目 分項加工費

3、 元/噸占百分比，%輔助材料費18.56.7能耗費135.749.0工資及附加費6.02.2折舊費57.620.8修理費24.38.8其它制造費7.92.9管理費用12.54.5財務(wù)費用4.81.7銷售費用9.53.4合計276.8100表3 不計自用燃料與動力費用的現(xiàn)狀煉油加工費項 目分項加工費 元/t占百分比，%輔助材料費18.510.7能耗費31.218.1工資及附加費6.03.5折舊費57.633.4修理費24.314.1其它制造費7.94.6管理費用12.57.3財務(wù)費用4.82.8銷售費用9.55.5合計172.3100表4 2002年中國石化集團公司煉油專業(yè)達標指標序號企業(yè)名稱輕

4、油收率%綜合商品率，%加工損失%綜合能耗kgEo/t原油途耗%完全費用元/t集團公司72.5692.551.1079.600.41股份公司72.592.451.0879.400.40196 1燕山70.0092.401.1594.000.40193 2天津79.0093.001.2068.000.34185 3石家莊76.0090.501.0588.000.35192 4滄州71.0090.651.1587.500.40190 5上海79.596.000.9056.000.26115 6高橋67.592.501.0098.000.28230 7金陵75.592.601.2082.000.421

5、88 8揚子72.194.500.9557.000.19123 9鎮(zhèn)海72.0093.801.0071.000.2015310安慶71.5093.501.1086.000.7020011福建78.2091.601.1577.000.2224812九江64.2090.501.1081.000.7518813濟南71.0090.001.1095.000.4525714齊魯74.1093.101.1585.000.4018815洛陽76.590.601.0387.000.5016416武漢68.293.000.9573.000.5522017荊門68.0091.501.20120.000.48270

6、18長嶺69.0091.701.0081.000.3621419廣州78.0094.000.9564.500.1717020茂名74.0092.001.2076.000.1915521勝利71.0090.001.25110.000.0031522河南52.0089.151.20100.000.0040023中原79.9590.251.2093.000.0722024北海76.5090.651.20100.000.38220 存續(xù)企業(yè)25巴陵72.2092.451.0089.000.9526揚州70.0090.001.0094.000.5027清江73.0091.001.2092.0028杭州7

7、2.5092.001.1085.000.4529青島78.0091.501.0581.000.5030泰州35.4091.851.3031西安40.2092.801.3032塔里木44.5083.701.30某煉油廠的完全能耗費用及占煉油加工費的比例見表13。該煉油廠綜合能耗為86.8kg標油/t,平均每kg標油能耗的費用為1.56元，全廠能量因數(shù)為6.626，單位能量因數(shù)能耗為13.1 kg標油/(t.Ef)。從最具可比性的單位能量因數(shù)能耗來看，該煉油廠與國內(nèi)能耗先進值(11kg標油/(t.Ef)相比有較大的差距。若該煉油廠能耗達到國內(nèi)先進水平，綜合能耗將下降13.9kg標油/t，使每噸原油

8、的加工費下降21.7元，下降幅度幾乎達到了每年修理費的水平。由于該廠的單位能量因數(shù)能耗是全國平均水平，因此煉油企業(yè)的平均節(jié)能潛力為20元/噸原油。修正后的煉油加工費指標合理地反映了各項影響因素，能耗費用成為煉油加工成本的第一影響因素。因此節(jié)能永遠是石化企業(yè)挖潛增效，增強競爭力的一個主題。1.2 加熱冷卻過程多石化工業(yè)加工過程中，有非常多的冷、熱物流（過程物流、公用工程物流等）需要換熱。如乙烯裝置、煉油過程主要是通過物理的辦法，按照各油品沸點的差別進行分離，即通過冷冷熱熱，就完成了加工過程。 以冷熱物流相聯(lián)系的換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（廣義）技術(shù)，在石化工業(yè)大有用武之地。 1.3 涉及全過程，需要加強管理，

9、需要全體人員參加石化生產(chǎn)是連續(xù)、多工序、多層次的加工過程，從全廠發(fā)展規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)運行、維護等過程均涉及能量的利用，可以說，加工全過程就是能量流的過程,節(jié)能絕不是一個部門或幾個部門的事情。從反例來說明：如規(guī)劃時不把一些可過程優(yōu)化組合的裝置放在一起，喪失了許多好的機會。如FCC過程有大量的低溫余熱，而氣體分餾裝置可使用，如果把此二種裝置布置很遠，就難以實施該措施。有些廠的這二種裝置相距2公里遠。能耗指標是一個高度綜合性的指標，如果一個石化企業(yè)的能耗指標是先進的，則必然意味著規(guī)劃、設(shè)計、運行、維護、管理等所有環(huán)節(jié)的高水平，缺一不可。國內(nèi)節(jié)能工作存在的一個重要問題是：重技術(shù)輕管理 。必須加強管理，

10、提高所有人員的節(jié)能意識，激發(fā)節(jié)能積極性，才能真正將節(jié)能工作落到實處。另外，企業(yè)不同的部門對能源的要求也不一樣：技術(shù)部門為了生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品，有時在探討工藝過程中反而會提出增加能耗的建議；生產(chǎn)部門重點是放在生產(chǎn)方面，始終努力采用高生產(chǎn)效率的方式，而提高生產(chǎn)性的效果，幾乎均與節(jié)能直接關(guān)連；生產(chǎn)計劃部門為將庫存壓于最小程度，根據(jù)適時生產(chǎn)的方式而制定頻繁更換作業(yè)內(nèi)容的生產(chǎn)計劃，而這種生產(chǎn)方式不利于節(jié)能的；動力設(shè)備高效運轉(zhuǎn)是動力管理部門的工作任務(wù)，但有時因過度追求節(jié)能，也會提出妨礙生產(chǎn)效率的要求。日本節(jié)能的觀點：生產(chǎn)工廠的使命是制造產(chǎn)品，因而努力推進能量有效利用的工作人員是難能可貴的后勤部隊。與生產(chǎn)部門相

11、比，推進節(jié)能的工作是種不顯眼的苦差事，因而需要“廠領(lǐng)導(dǎo)的節(jié)能意識”，即應(yīng)該針對節(jié)能作出的努力表示敬意并對所取得的成果給予高度評價和鼓勵。1.4 本質(zhì)上存在三環(huán)節(jié)過程(a)過程用能的主要形式是熱、流動功和蒸汽，它們一般是通過轉(zhuǎn)換設(shè)備（如爐、機泵）等轉(zhuǎn)換過來的。此環(huán)節(jié)稱為能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。(b)轉(zhuǎn)換設(shè)備提供的熱、功、蒸汽等形式的能量進入工藝核心環(huán)節(jié)（塔、反應(yīng)器），連同回收循環(huán)能量一起推動工藝過程完成后，除部分能量轉(zhuǎn)入到產(chǎn)品中外，其余均進入能量回收系統(tǒng)。此環(huán)節(jié)稱為工藝利用環(huán)節(jié)。 (c)能量在工藝核心環(huán)節(jié)完成其使命后，質(zhì)量下降，但仍具有較高的壓力和溫度，可以通過換熱設(shè)備、換功設(shè)備（液力透平）等回收利用。但

12、受工程和經(jīng)濟條件約束，回收不能到底，最終通過冷卻、散熱等排棄到環(huán)境中。此環(huán)節(jié)稱為能量回收環(huán)節(jié)。從三環(huán)節(jié)理論的節(jié)能：首先應(yīng)選用或改進工藝過程，減少工藝用能；再考慮經(jīng)濟合理地回收；其不足部分再由轉(zhuǎn)換設(shè)備提供。1.5 目前還存在較大的節(jié)能潛力目前有些裝置的能耗水分較大，裝置實際能耗與統(tǒng)計能耗不一致，有時差別還比較大。如某企業(yè)相距一年的裝置能耗相差一倍，而卻沒有采用過任何節(jié)能措施。先進裝置與落后裝置的差距即是裝置的節(jié)能潛力（見表5）。表5 國內(nèi)外主要煉油裝置能耗對比 (不包括小企業(yè))序號裝置名稱先進能耗國內(nèi)一般或平均國際先進1常減壓10.411.89.32FCC4756法國東日（1992）37.23R

13、FCC55684延遲焦化21275加氫裂化264638（全循環(huán)）6煉廠單因能耗1113國際先進9.5-10.07乙烯585750-800400-450相對來說，過程組合即系統(tǒng)節(jié)能的潛力更大。熱聯(lián)合蒸汽動力系統(tǒng)儲運系統(tǒng)低溫余熱的回收和利用根據(jù)節(jié)能中心掌握的有關(guān)資料：目前對于30萬噸/年的乙烯裝置或500萬噸年的煉油廠，設(shè)定投資回收期為年時，年節(jié)能效益一般在5000萬元以上。對某300萬噸/年煉油廠所做的節(jié)能規(guī)劃，僅氣體分餾裝置和儲運系統(tǒng)用低溫余熱代替1.0MPa蒸汽就達40t/h,年效益2500萬元。 2 能耗計算與評價2.1 能耗計算2.1.1綜合能耗量綜合能耗量是統(tǒng)計對象(煉油裝置、輔助系統(tǒng)

14、或全廠)在統(tǒng)計期內(nèi),消耗的各種能源的總和。其計算通式如下：E=MiRi+Q式中：E統(tǒng)計對象綜合能耗量，kg/年（月、季）； Mi某種能源或耗能工質(zhì)的實物消耗或輸出量，t（kWh）/年（月、季）； Ri對應(yīng)某種能源或耗能工質(zhì)的能量換算系數(shù)，kg/t（kWh）； Q與外界交換的有效能量折為一次能源的代數(shù)和，kg/年（月、季）。向統(tǒng)計對象輸入的實物消耗量和有效熱量計為正值，輸出時為負值。實際上，此式數(shù)據(jù)單位還有其它形式，如kg/h。有效熱量主要指不同統(tǒng)計對象之間的熱進出料熱量、煙氣熱量和低溫余熱的回收利用。燃料消耗指生產(chǎn)過程消耗的各種燃料之和。如果原料或產(chǎn)品的一部分（如PSA尾氣、分餾塔頂油氣等）作

15、為燃料提供能量，則必須計入能耗。 有關(guān)詳細計算及規(guī)定見新修訂的煉油廠能耗計算與評價方法2003年版。2.1.2單位綜合能耗單位綜合能耗是統(tǒng)計對象在統(tǒng)計期內(nèi)，以單位原油、原料油加工量或產(chǎn)品產(chǎn)量所表示的能耗量。單位綜合能耗的計算通式如下：e=E/G式中：e統(tǒng)計對象的單位綜合能耗，kg/t； E統(tǒng)計對象綜合能耗量，kg/年（月、季）； G統(tǒng)計對象的原油加工量（或原料加工量、產(chǎn)品產(chǎn)量），t/年（月、季）。2.1.3 能耗大小對比需要注意的問題從能耗計算公式可以看出，能耗計算結(jié)果取決于計入能耗的能耗工質(zhì)種類與能量換算系數(shù)。不同的國家有不同的標準和方法，因此，不同國家之間的同類裝置、單元或全廠的實物消耗相

16、同（國外，甚至一個公司有2種方法），但能耗可能差別較大，不能直接對比。從今年開始，國內(nèi)能耗對比時，將有三類不同的標準的能耗結(jié)果：（1）煉油廠能量消耗計算方法修訂前；（2）煉油廠能量消耗計算方法修訂后，從今年開始試運行；（3）石油化工設(shè)計能量消耗計算方法SH/T3110-2001已于2002年5月1日開始執(zhí)行 。2.1.4 能耗計算例題某煉油裝置的實物消耗及與裝置界區(qū)外的物流關(guān)系見圖1。設(shè)蠟油、頂循、柴油、油漿的比熱分別為0.55,0.6,0.55,0.7 kcal/(kg.)，熱損失為5%。此題僅為說明能耗的計算，能耗數(shù)值無實際意義。 能耗計算見表6。圖1 某 裝置實物消耗及裝置界區(qū)外的關(guān)系表

17、6 某裝置能耗計算舉例序號項目原方法結(jié)果kg/h新方法結(jié)果kg/h說明1新鮮水10t/h10*0.18=1.810*0.17=1.7折算系數(shù)變化2除鹽水30t/h30*2.3=6930*2.3=693循環(huán)水2500t/h2500*0.1=2502500*0.1=2504凝結(jié)水50t/h50*7.4=37050*7.65=382.5折算系數(shù)變化53.5MPa蒸汽-10t/h-10*88=-880-10*88=-88061.0MPa蒸汽-40t/h-40*76=-3040-40*76=-304070.5MPa蒸汽4t/h4*66=2644*66=2648電1500kW1500*0.3=450150

18、0*0.26=390折算系數(shù)變化9焦炭10t/h5000*1=50005000*0.95=4750折算系數(shù)變化10熱進料400t/h40*(200-90)*0.55=2420400*(200-90)*0.55=242011熱出料120t/h-12*(140-80)*0.55*0.95=-376-12*(140-80)*0.55*0.95=-376柴油為熱出料12熱聯(lián)合-催化油漿-20*(330-300)*0.7*0.95=-399-20*(330-300)*0.7*0.95=-39913熱聯(lián)合-頂循-20*(130-100)*0.6*0.95=-342-20*(130-100)*0.6*0.9

19、5*0.5=-171溫度低，按低溫余熱輸出14低溫余熱輸出-20*(90-25)*1*0.6=-780-20*(90-60)*1*0.5=-300只計算60以上熱量，且折算系數(shù)變化合計裝置合計消耗(括號內(nèi)為能耗)3007.8kg標油/h(7.52kg標油/t進料)3361.2kg /h(8.40k g標油/t進料)主要由焦炭和低溫余熱的變化引起2.2能耗評價2.2.1 能耗評價指標 工藝裝置：（1）單位進料或產(chǎn)品的綜合能耗；（2）單位能量因數(shù)能耗（對聯(lián)合裝置）;（3）基準能耗。 全廠：（1）加工每噸原油的綜合能耗；（2）單位能量因數(shù)能耗；（3）能源密度指數(shù)。2.2.2 單位能量因數(shù)能耗及能源密

20、度指數(shù)2.2.2.1 單位能量因數(shù)能耗的意義設(shè)一個煉油廠共有n套工藝裝置，同一時期的加工量分別為A1，A2An;實際能耗(對各自裝置的進料或產(chǎn)品)分別為E1,E2En, 評價體系中確定的每套裝置應(yīng)可達到的先進標準能耗(國內(nèi)稱為能耗定額，下稱標準能耗)分別為C1,C2Cn,其中只有編號為1的裝置為常減壓蒸餾裝置，相應(yīng)的加工量就是該煉油廠的原油加工量。則此煉油廠工藝裝置作為一個整體來講，單位能量因數(shù)能耗U的定義為： U= (1)式(1)中分母稱為能量因數(shù)， 可以看出的是：其中的是該煉油廠應(yīng)達到的能源消耗總量，A1.C1是常減壓裝置應(yīng)達到的標準能源消耗量，二者的比值即能量因數(shù)，直接意義則是煉油廠應(yīng)達

21、到的標準能源消耗總量折算成具有標準能耗的常減壓裝置的套數(shù)。由于在一定的評價體系中，標準能耗C1,C2Cn是不變的，因此，能量因數(shù)就是標準能耗常減壓裝置的套數(shù)。顯然，高能耗的裝置琥多或加工流程越長，折成的常減壓裝置套數(shù)越多，所以是煉油廠加工復(fù)雜程度的體現(xiàn)。式(1)中的分子項是該煉油廠的單位綜合能耗，即加工每噸原油的綜合能源消耗量，除以能量因數(shù)后，就是單位能量因數(shù)能耗，意義就是標準能耗常減壓裝置的實際能耗。在上述定義中，為討論方便起見，設(shè)常減壓蒸餾僅有1套，且沒有考慮公用工程部分。實際上，儲運、蒸汽動力系統(tǒng)、給排水等公用工程系統(tǒng)很容易按工藝裝置同樣的方法進行處理。2.2.2.2 單位能量因數(shù)能耗與

22、能源密度指數(shù)的關(guān)系將式(1)分子分母的A1約去，并整理成下式：U=C1 (2)令EII=，則式(2)變成下式： U=C1.EII (3)EII為煉油廠實際能耗消耗總量與應(yīng)達到的標準能耗消耗總量的比值，這就是國外一些公司所采用的能源密度指數(shù)。此概念意義很容易直接理解，若該比值為1，說明煉油廠總體上已達到了先進能耗指標；若比值大于1，如為1.2，實際能耗比先進能耗指標高20%。如果一個評價體系中，規(guī)定的各裝置標準能耗不是很先進，則EII將會小于1，這時統(tǒng)計分析的煉油廠中EII最小者則是最先進者，并且可能如EII低至0.8時，才達到了較先進的能耗指標。從式(3)看出，單位能量因數(shù)能耗是在能源密度指數(shù)

23、的基礎(chǔ)上乘以常減壓裝置的標準能耗C1，因C1一般是不變的，所以比較U的高低實際是在比較EII的大小。如果U等于C1，說明煉油廠總體上達到了先進能耗指標；如果U大于C1，它們的差值就是每套標準常減壓裝置的節(jié)能潛力。2.2.2.3 單位能量因數(shù)能耗的特性與使用綜合上述單位能量因數(shù)能耗的意義與分析，可以得出它的如下特性：單位能量因數(shù)能耗與常減壓裝置標準能耗的比值即能源密度指數(shù)，故它實際上表示煉油廠所有工藝裝置的實際能耗總量與應(yīng)該達到的先進能耗總量相比的平均節(jié)能潛力，是一個高度綜合性的指標，用于整體上評價不同煉油廠的能耗是科學(xué)合理的。使用國內(nèi)外不同的評價體系時，所規(guī)定的能耗計算方法不同，各工藝裝置的標

24、準能耗不同，單位能量因數(shù)能耗結(jié)果不一樣，差別可能較大。所以對比時，必須使用同一個評價體系。從式(2)中看出，單位能量因數(shù)能耗與原油加工量無關(guān)，完全適合于二次加工裝置有外購原料的煉油廠能耗評價。對于越來越多的聯(lián)合裝置，由于其中的各裝置實物消耗量難于分開，故難于評價單個裝置能耗，可使用單位能量因數(shù)能耗進行整體評價。單位能量因數(shù)能耗中，已經(jīng)考慮了加工流程的復(fù)雜程度，故不再與其有關(guān)。單位能量因數(shù)能耗評價的缺點是，評價的準確性取決于標準能耗的確定。隨著技術(shù)的發(fā)展，一些工藝裝置的先進能耗下降的幅度較大，則必須及時調(diào)整標準能耗，以增強可比性。另一方面，盡管對某類工藝裝置可能制定許多檔次的標準先進能耗，甚至采

25、用考慮主要影響因素后的擬合公式表達標準能耗，以大大增強其可比性，評價結(jié)果已經(jīng)足以從宏觀上表明能耗水平的高低，但畢竟制定的標準先進能耗還是有局限性的，所以不可能在細微的程度上分析對比能耗的高低。2.2.3 煉油廠能量消耗計算方法的修訂主要修訂內(nèi)容（1）將現(xiàn)有的計算方法改為計算與評價方法，規(guī)定了全廠、煉油裝置和輔助系統(tǒng)的評價指標。 （2）對所有工藝裝置能耗定額修訂，補充了新型煉油工藝裝置的能耗定額;對輔助系統(tǒng)的能耗定額作了部分修訂。 （3）修改完善了統(tǒng)一能量換算系數(shù)，如燃料氣、電、催化焦炭、低溫余熱等。 （4）修訂了能耗計算中的有關(guān)規(guī)定，如能耗計算范圍。 修訂后最主要的影響：工藝裝置能耗定額：修訂

26、后的工藝裝置能耗大幅下降，劃分檔次更加合理，這將使單位能量因數(shù)能耗指標的評價合理性大大增加，有助于挖掘節(jié)能潛力。統(tǒng)一能量換算系數(shù)：主要修改了燃料氣、電、催化焦炭、低溫余熱的統(tǒng)一換算系數(shù)，這將對使用這幾種能耗工質(zhì)為主要消耗的裝置能耗帶來較大或很大的影響。表7 修訂前后統(tǒng)一能量換算系數(shù)的變化序號類 別數(shù)量與單位能源折算值對比kg(標油)改變情況修訂前修訂后1電1 kWh0.30.26減少13.3%2新鮮水1 t0.180.17減少5.5%3循環(huán)水1 t0.100.10不變4軟化水1 t0.250.25不變5除鹽水1 t2.32.30不變6除氧水1 t9.29.20不變7凝汽式蒸汽輪機凝結(jié)水1 t3

27、.43.65增大3.4%8加熱設(shè)備凝結(jié)水1 t7.47.65增大3.4%9燃料油1 t10001000不變10燃料氣1 t1000950減少5%11催化燒焦1 t1000950減少5%12工業(yè)焦炭1 t800800不變1310.0MPa級蒸汽1 t無92新增項目143.5MPa級蒸汽1 t8888不變151.0MPa級蒸汽1 t7676不變160.3MPa級蒸汽1 t6666不變170.3MPa級蒸汽1 t無55新增項目18低溫余熱無有新增項目19直接交換的熱量無有新增項目表8 修訂前后部分煉油裝置能耗定額的變化序號裝置名稱1995年能耗定額2003年能耗定額2003年能量系數(shù)計算基準備注（指

28、新修訂的內(nèi)容）1常減壓蒸餾18111對處理量不包括電脫鹽。該定額為燃料型，潤滑油型能耗定額另增加0.5。含輕烴回收時，能耗定額再增加12常壓蒸餾159.50.86對處理量3電脫鹽無0.2 0.018對處理量4催化裂化沒有或不開吸收穩(wěn)定，能耗定額減少3.5; 有汽油回煉時，能耗定額另增加3FCC70484.36對處理量摻常壓渣油20%以下或摻減壓渣油10%以下RFCC85555對處理量 ARGG無756.82對處理量 DCC無807.27對處理量若干氣加LPG收率在36%以上，能耗定額另增加5。 5延遲焦化35252.27對處理量沒有或不開吸收穩(wěn)定，能耗定額減少5。6催化重整 預(yù)處理和重整單元9

29、5807.27對重整進料該定額為固定床，組合床為85，連續(xù)重整為100。流程僅到重整汽油脫戊烷塔脫重組分塔222對抽提進料溶劑抽提與回收45(對重整進料)403.64對抽提進料也適應(yīng)于FCC回煉油的芳烴抽提芳烴分離25(對重整進料)201.82對抽提進料適應(yīng)于苯塔和甲苯塔，若為苯塔、甲苯塔和二甲苯塔，定額為257制氫 原料同時有氣體和輕油時，能耗定額取二者的加權(quán)平均氣體20001300118.18對氫產(chǎn)量不包括原料消耗輕油25001500136.36對氫產(chǎn)量不包括原料消耗8加氫裂化65（1.3-X）34對處理量X為尾油收率，不包括循環(huán)氫脫硫、氣體和液化氣脫硫及溶劑再生節(jié)能原理與方法通過了解節(jié)能

30、原理可以科學(xué)地找出節(jié)能潛力的大小、部位，指出潛力的限度及制定節(jié)能措施的指導(dǎo)原則，規(guī)劃節(jié)能的長短期目標。如果不掌握節(jié)能原理，就可能提出不恰當?shù)墓?jié)能指標，制定出不合理的節(jié)能決策，批準不合理的節(jié)能方案。3.1 第一定律分析法傳統(tǒng)節(jié)能原理是以熱力學(xué)第一定律為依據(jù)。熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律：能量是物質(zhì)運動的量度，當任何一種形式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量時，數(shù)量不變。該分析法得到了廣泛應(yīng)用，它主要是用熱效率的高低來估計節(jié)能潛力，熱效率越高說明節(jié)能潛力越小。能量平衡工作正是基于這一定律，把能量的來龍去脈搞清楚，確定多少能量被利用，多少能量損失掉。優(yōu)點：簡單直觀，容易理解和掌握，運用得當對節(jié)能工

31、作能起到重要作用。缺點：由于它所依據(jù)的僅是能量數(shù)量上的守恒性，在挖掘節(jié)能潛力時有較大的局限性和不合理性。 3.2 第二定律分析法20世紀50年代以后，熱力學(xué)第二定律的理論開始在節(jié)能實踐中廣泛應(yīng)用。它的表述方法很多，其中之一是：當任何一種形式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量時，其品位只可能降低或來變，絕不可能提高。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?，F(xiàn)代節(jié)能原理是同時依據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律，并通過直觀實用的方式，來體現(xiàn)能的全面本性，由此建立的節(jié)能理論和方法，稱為第二定律分析法。這種方法常用的有兩大類，熵分析法和火用分析法。由于熵分析法比較抽象，不能評價能量的使用

32、價值，且本身也不是一種能量，現(xiàn)在已被火用分析法取代?；鹩梅治龇ㄕJ為：能量=火用+火無火用是這樣一種能，在給定環(huán)境的作用下，可以完全連續(xù)地轉(zhuǎn)化為任何一種其它形式能量，而火無是一種不可能轉(zhuǎn)化的能量形式?；鹩弥饕轻槍崽岢龅?，即熱量中最大能轉(zhuǎn)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。3.3 熱經(jīng)濟學(xué)20世紀60年代以來，在節(jié)能領(lǐng)域產(chǎn)生了將火用分析法與經(jīng)濟因素及優(yōu)化理論有機結(jié)合的熱經(jīng)濟學(xué)，即除了研究體系與自然環(huán)境之間的相互作用外，還要研究一個體系內(nèi)部的經(jīng)濟參量與環(huán)境經(jīng)濟參量之間的相互作用。一般來說，第一定律和第二定律分析法，在方案比較中僅能給出一個參考方向，而不能得出具體結(jié)論。而熱經(jīng)濟學(xué)

33、分析法可以直接給出結(jié)果，這種方法特別適用于解決大型、復(fù)雜的能量系統(tǒng)分析、設(shè)計和優(yōu)化。3.4 用能的本質(zhì)認識按能量的作功能力，將其分為三大類：高級能量：理論上可以完全轉(zhuǎn)化為功的能量，如機械功、電能、水能等；低級能量：理論上不能全部轉(zhuǎn)化為功的能量，主要是熱能；僵態(tài)能量：完全不能轉(zhuǎn)化為功的能量。 可逆過程與不可逆過程：可逆過程是熱力學(xué)中的一種理想過程，在這個過程中，如為機械運動則沒有摩擦阻力，如為傳熱過程則沒有溫差，如對常減壓蒸餾裝置，如達到可逆過程，其能耗就可能僅為23的程度。因此可以看出：真正的可逆過程是不存在的，事實上，自然界的任何過程都不是可逆過程。節(jié)能工作就是要在現(xiàn)有的經(jīng)濟合理條件下，接近

34、可逆過程。用能的本質(zhì)：大部分能量是過客；能量是完成過程中不發(fā)生化學(xué)變化的“催化劑”；能量是完成過程的推動力。3.5 節(jié)能方法（1）使用用能量小的先進工藝過程和高效設(shè)備；（2）減少過程。由于凡有過程，就有不可逆性，因此應(yīng)盡可能減少過程，減少不可逆性。如裝置之間的熱進出料；從整個系統(tǒng)的角度使用能量，抓住優(yōu)化匹配的機會，減少不可逆性。（3）多次使用能量。如對傳熱過程，就是要減少傳熱溫差，目前的經(jīng)濟傳熱平均溫差（不包括加熱爐）已經(jīng)達到達2030 ，隨著強化傳熱技術(shù)的發(fā)展，傳熱系數(shù)提高后，經(jīng)濟傳熱過程可能進一步減小。煉油過程中，最常見最典型的過程為傳熱過程，各個裝置均有大量的換熱器。凡是傳熱溫差很大或較

35、大的地方，也即是用能不合理的地方。 （4）高級高用，低能低用。 例1，燒開水將10000kg水從15 加熱到100 ，需能量85萬kcal，按數(shù)量折為85kg標油。（1）用電加熱 ：280kg標油；（2）LPG加熱： 94kg標油(加熱效率按90%)；（3）用燃料發(fā)生高壓蒸汽，通過背壓機的排汽加熱：50.3kg標油。此時，所需的一次能源已大大小于水本身升溫所需的熱量85kg標油。 同樣在工業(yè)應(yīng)用上，只不過是這個例子的擴充而已。圖2 背壓機排汽加熱節(jié)能示意圖例2 減少過程節(jié)能某熱水泵房的改前流程為：來自自來水管網(wǎng)的水進入緩沖罐后由泵升壓供出至工藝裝置換熱后至生活區(qū)。來自工藝裝置的熱媒水進入緩沖罐

36、后由泵升壓送至工藝裝置先換熱升溫后加熱新鮮水降溫后返回。由于設(shè)置了緩沖罐，并且加之原選 用的泵揚程較高(125m),需要開二臺75kW的泵。改造后流程：來自自來水管見的新鮮水不進緩沖罐直接(流量較小，大部分時間)或經(jīng)1臺15kW的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺75kW的泵電耗。來自工藝裝置的熱媒水也不進入緩沖罐直接由1臺15kW的管道泵升壓送至工藝裝置。上述改造，投資僅3萬元，年節(jié)電費用就達30多萬元。例3 能量多次使用如有八個物理過程，分別從起始溫度加熱至終止溫度后，即需將熱量排掉，每個過程的需熱量為10kg標油。 12001400 ; 8001000 ; 400600 ; 200300

37、; 150200 ; 110130 ;80100 ; 5070 。如果每一個過程單獨進行，至少需要810=80 kg標油。如果將前一個過程完成后的熱量回收用于下一個過程，則總需能量僅為10 kg標油，是單獨過程用能的八分之一。由此可以看出能量多次使用的本質(zhì)和系統(tǒng)優(yōu)化的極大優(yōu)越性。如果真有上述好的條件，一定要抓住機會，充分利用?？赡苡蓄愃粕鲜龅牧己脳l件，但是隱蔽的，應(yīng)讓其顯露出來，并充分利用。（系統(tǒng)越大越復(fù)雜，則越接近優(yōu)化匹配的條件）如果沒有這么多的溫度與負荷匹配良好的過程，要創(chuàng)造條件，創(chuàng)造過程（尤其是公用工程），使工藝過程之間及與公用工程之間實現(xiàn)良好的匹配。能量平衡4.1 企業(yè)開展能量平衡的主

38、要目的摸清企業(yè)的用能現(xiàn)狀；分析企業(yè)及產(chǎn)品的用能水平；摸清主要用能設(shè)備和工藝裝置的效率指標、企業(yè)的能源利用率、能量利用率；查清企業(yè)余熱資源和回收利用情況；找出能量損失的原因、潛力，明確節(jié)能途徑，為節(jié)能規(guī)劃和節(jié)能改造提供依據(jù)。能量平衡最好由企業(yè)自身來搞，培養(yǎng)出能搞清能量的來龍去脈的隊伍，便于開展經(jīng)常性的節(jié)能工作，容易使節(jié)能管理工作落到實處。4.2 企業(yè)能量平衡的方法均采用測試計算與統(tǒng)計計算相結(jié)合的方法。測試計算反映測試狀況下的能耗水平，而統(tǒng)計計算反映實際平均水平。企業(yè)能量平衡是一項技術(shù)性強、涉及面廣、工作量很大的一項工作，工作周期較長，除了領(lǐng)導(dǎo)重視、技術(shù)力量充足、測試手段完善之外，掌握正確的測試方

39、法非常重要。測算結(jié)合，以測為主對企業(yè)進行能量平衡主要靠測試，必須以測為主，不能以計算代替測試。某些設(shè)備或數(shù)據(jù)的可測性是能量平衡現(xiàn)場測試的一大難點。因此在制定能量平衡工作大綱時，必須充分考慮可測量性的問題。對于重點設(shè)備、重點參數(shù)，要采取各種直接或間接的方法盡可能做到實測；而對于一般情況，測試大困難時，則采用根據(jù)日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行推算。尤其對重點參數(shù)，還應(yīng)采用多種估算方法進行校核性結(jié)算，以提高數(shù)據(jù)的準確性、可靠性。能量平衡測試并不是要對企業(yè)的所有設(shè)備和裝置都完全地進行實測，應(yīng)該選擇主要耗能設(shè)備進行實測，其它則只進行統(tǒng)計計算。 （2）先易后難，掌握步驟企業(yè)能量平衡工作涉及面寬，設(shè)備與裝置多樣

40、。簡單的設(shè)備測試的數(shù)據(jù)比較少，容易掌握。因此開展能平工作時，應(yīng)先從簡單設(shè)備和裝置開始，掌握原則，“練好兵”。（3）正反結(jié)合，抓住重點對設(shè)備的能量平衡測試原則上應(yīng)同時采用效率直接測定法（正平衡法）與效率間接測定法（反平衡法），并確定其中一種方法為主要方法。如對鍋爐，規(guī)定必須同時使用正反平衡法，且正平衡法為主，反平衡法為校核方法。需要注意的是：兩種方法的測試條件與結(jié)果的偏差，應(yīng)根據(jù)有關(guān)設(shè)備及其標準作出明確的規(guī)定。在實際能量平衡測試中，對一般用能較少設(shè)備，可只進行正平衡測試。（4）分批測試，統(tǒng)一計算對于大型復(fù)雜的企業(yè)，在同一個時間對所有設(shè)備和裝置統(tǒng)一測試是不可能的，因此應(yīng)對所有測試設(shè)備分類，按先易后

41、難原則分批測試。但應(yīng)特別注意的問題是：測試應(yīng)選在正常生產(chǎn)運行，原料與產(chǎn)品性質(zhì)、產(chǎn)品方案及操作參數(shù)有代表性的條件下進行。而且整個企業(yè)的測試階段不宜拖得太長，以避免測試數(shù)據(jù)與統(tǒng)計數(shù)據(jù)嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象。全企業(yè)能量平衡測試完成后，再進行數(shù)據(jù)整理，統(tǒng)一計算，以避免先后計算口徑的不一致。4.3 能量平衡工作步驟一般分為以下6個步驟。組織準備工作開展培訓(xùn)教育工作，建立企業(yè)能量平衡工作領(lǐng)導(dǎo)小組（全面組織、協(xié)調(diào)，合理安排生產(chǎn)，推進實施能量平衡結(jié)果后的成果實施）、工作小組（實施機構(gòu)）和有關(guān)專業(yè)測試小組，明確職責。收集主要耗能設(shè)備的設(shè)計與運行技術(shù)參數(shù)、以及測試統(tǒng)計期（截止到能平結(jié)束，向前追溯一個整年度）的主要產(chǎn)品品種

42、及數(shù)量、能源消耗量。做好計量準備工作，配備、完善（校核）測試儀器，以及現(xiàn)場采樣點、測試點的準備。制定能量平衡測試方案確定加工的原料與產(chǎn)品、處理量，需要遵守的標準和原則，哪些設(shè)備與裝置是需要測試的，測試時間與進度（石化企業(yè)一般能量平衡測試要求在二個月內(nèi)完成），測試體系的劃分， 有關(guān)基準（基準溫度）、數(shù)據(jù)單位（包括絕壓、表壓）的統(tǒng)一、能量平衡采用的計算公式的確定。人為地單獨劃分出來作為研究分析的對象稱為體系，體系具有一定的空間和邊界。企業(yè)能量平衡中的體系可以劃分為設(shè)備能量平衡體系、主要生產(chǎn)車間（工藝裝置）能量平衡體系、企業(yè)能量平衡體系。也可以根據(jù)能源品種劃分為蒸汽平衡體系、電能平衡體系、燃料平衡體

43、系和水平衡體系等。體系的邊界必須明確，并且符合能量平衡工作目標的要求，使測試方便。隨著測試體系的確定，被測設(shè)備、測試項目、測點布置、數(shù)據(jù)采集、計算方法才能確定。計算方法需首先確定，是因為不同的計算方法需要的測試數(shù)據(jù)不同。（3）能量平衡測試實施首先消除被測設(shè)備體系的明顯缺陷（操作及管理上的缺陷、設(shè)備本體、監(jiān)控儀表、輔助設(shè)施的缺陷，是否存在明顯的偶然性能源浪費現(xiàn)象）；根據(jù)設(shè)備測試計算表，制作原始記錄表，包括測試時間、地點、環(huán)境狀態(tài)、設(shè)備名稱、型號、測點位置、測試儀表、采集次數(shù)、時間間隔、樣品編號、生產(chǎn)產(chǎn)品的名稱及性能參數(shù)、測試人及記錄人等。在最后的測試過程中，應(yīng)統(tǒng)一指揮，分工負責，盡量保證測試開始

44、、結(jié)束時間、數(shù)據(jù)記錄時間及間隔的統(tǒng)一。還必須保證測試記錄與現(xiàn)場分析相結(jié)合，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不合理性，進行調(diào)整和補救測試。 (4) 能量平衡數(shù)據(jù)的整理與計算數(shù)據(jù)整理過程中，將需要三類數(shù)據(jù)：測試數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、引用數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)相互結(jié)合，保證能量平衡結(jié)果的準確可靠。有時靠某一單獨設(shè)備或裝置的數(shù)據(jù)還不行，必須與其它相連的設(shè)備或裝置相聯(lián)系。石油化工能量平衡方法中規(guī)定，按石化企業(yè)的用能三環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)的匯總和分析，由于這幾年各企業(yè)普遍開展能量平衡的測試較少，相關(guān)指標沒有可比性，故可根據(jù)實際情況，采用靈活的匯總方法。(5) 能量平衡分析分析各設(shè)備、裝置或全廠用能的合理性，以及產(chǎn)生不合理用能的原因。(6) 提

45、出節(jié)能措施改進不合理用能是企業(yè)能量平衡的最終目的，因此必須根據(jù)企業(yè)不合理用能現(xiàn)象及原因，有針對性地提出改進和改造的方法與措施。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有些企業(yè)在能量平衡后，只有大堆的表格和數(shù)據(jù)，但分析與措施很少，實際上起到能量平衡的作用。節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備51 熱泵吸收式熱泵有二種形式，第一種需要較高溫位的低溫熱，溫度約為（120130），使更低溫位（2050）的低溫熱溫度升高30左右，這種熱泵一般對煉油廠不合適。第二種方式是不需較高溫位的低溫熱，僅耗少量的泵功，就可使7090的低溫熱升高至150200，這種方式一般稱為吸收式變熱器，應(yīng)是在煉油廠非常實用的一種節(jié)能措施。典型的單級吸收式變熱器如下圖所示。制冷

46、劑和吸收劑組成的工質(zhì)對作為運行工質(zhì)，其工作原理是：在發(fā)生器中，制冷劑工質(zhì)吸收溫度為T1（如70100）的低溫熱QG，蒸發(fā)形成壓力較高的飽和蒸氣，蒸汽在換熱器H2中預(yù)冷降溫后，流入冷凝器C并在此冷凝，在環(huán)境溫度T0下向環(huán)境放出品位更低的熱量QC。冷凝后的液體由液泵P2升壓并經(jīng)H2吸熱形成壓力為p1,溫度為T1的過冷液，送入蒸發(fā)器E，并在這里吸收溫度為T1的低品位熱量QE而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸氣流入吸收器A，而沒有蒸發(fā)的液體則經(jīng)節(jié)流閥V降壓重新流入發(fā)生器G，由發(fā)生器G流出的稀溶液由液泵P1升壓并經(jīng)換熱器H1預(yù)熱后打入吸收器A，并在這里吸收由蒸發(fā)器流過來的制冷劑蒸氣，由于吸收劑在吸收制冷劑蒸氣時發(fā)生放熱

47、效應(yīng)，因此在吸收器A中就放出品位較高的溫度為T2（如150200）的熱量QA，吸收器A中的濃溶液則經(jīng)H1放熱，并與蒸發(fā)器來的流體匯合經(jīng)節(jié)流閥V降壓重新流入發(fā)生器G。這種循環(huán)方式的結(jié)果是僅耗費了很少的液泵泵功，就能將低品位的熱量QG+QE轉(zhuǎn)化成一部分接近環(huán)境溫度的熱量QC，和另一部分有用的中品位熱量QA。目前，變熱器還處于研究開發(fā)階段。國外研究最多的是含有TFE的工作流體，其中TFE-H20-E181溶液和TFE-Pyr溶液有較為滿意的效果。常規(guī)的吸收式制冷循環(huán)工質(zhì)對是氨水溶液和溴化鋰水溶液，但在變熱器中，若采用氨水溶液，由于溫度較高，易造成系統(tǒng)內(nèi)的壓力過高；若采用溴化鋰水溶液，則在流體經(jīng)換熱器

48、H1時，易結(jié)晶而堵塞管路。吸收式變熱器的性能系數(shù)為0.4左右，即可將100份的低品位熱量轉(zhuǎn)化為40份的中品位熱量。燕化公司橡膠廠5000kW降膜吸收式熱泵，熱源溫度為90，熱泵產(chǎn)出熱水110。操作性能參數(shù)COP為0.45-0.48，供熱規(guī)模為6270kW時，總投資820萬元(2001年)。一般只有回收的余熱溫度高于60 及可回收的熱負荷大于2000kW時才具有經(jīng)濟意義。圖17 單級吸收式變熱器示意流程C冷凝器 G發(fā)生器 E蒸發(fā)器 A吸收器H1、H2換熱器 P1、P2液泵 V節(jié)流閥5.2 燃氣輪機燃氣輪機的工作原理：壓氣機（壓縮機，在燃機的前部）連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮，壓縮后的空氣進入

49、燃燒室，與噴入的燃料混合后燃料，成為高溫燃氣進入透平中膨脹作功，推動透平葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉(zhuǎn)，加熱后的高溫燃氣作功能力顯著提高，因而透平在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功。壓氣機中空氣出口壓力與進口壓力之比稱為壓比，燃燒室出口至透平進口的燃氣溫度稱為燃氣初溫t3,溫比為T3與大氣溫度T1的比值。燃氣輪機的工作過程示意圖和壓比及溫比對燃氣輪機效率的影響見圖18圖19。表12 幾種循環(huán)方式供電效率的比較序號循環(huán)形式供電效率蒸汽參數(shù)備注1亞臨界3841.9%一般燒煤的供電效率在35%2超臨界4044.5%3超超臨界45.247.7%3035.0MPa620720實際上沒有，估

50、算值4聯(lián)合循環(huán)53.358.0%燃氣輪機+蒸汽5燃氣輪機35.041.6%6背壓機組80%以上圖18 燃氣輪機工作過程圖19 壓比和溫比對燃氣效率的影響為了提高燃氣輪機效率，人們不斷地提高溫比，同時配合提高壓比。當前t3最高已達12001300，簡單循環(huán)（無回熱）的壓比達1530，燃氣輪機效率最高的已達40%以上。由于石化工業(yè)大部分的工藝加熱溫度在200400，而燃氣輪機的排氣溫度在400600，加之石化企業(yè)有大量的氣體燃料，是燃氣輪機理想的燃料，因此將燃氣輪機與工藝加熱爐結(jié)合起來，先利用高品位的熱量做功，再利用較高溫度的熱量供熱，就組成了一種典型的能量逐級系統(tǒng)，提高能量使用效率。燃氣輪機熱電

51、聯(lián)供的基本方案見圖20：圖20 一個燃氣輪機熱電聯(lián)供的基本方案燃氣輪機與加熱爐聯(lián)合后，多耗的燃料發(fā)電效率在80%以上。在一個年產(chǎn)30萬噸合成氨廠，用一臺10MW燃氣輪機帶動合成氨所需高壓空氣的壓縮機，燃氣輪機排氣引至一段轉(zhuǎn)化爐中作燃燒用空氣，以減少轉(zhuǎn)化爐中的燃料耗量。這種方式，比空氣壓縮機用汽輪機來帶動使總的燃料消耗降低10%以上。目前我國石化企業(yè)中應(yīng)用燃氣輪機最多的是新疆澤普石油化工廠，裝有三臺英國RR公司生產(chǎn)的SK15HE燃氣輪機發(fā)電機組，燃用天然氣，單機功率11.75MW，效率33%，還有三臺帶煙道補燃器的余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供熱，于1989年投產(chǎn)。由于該地區(qū)周圍無電網(wǎng)，故以該三臺機組組成的

52、熱電站供應(yīng)全部所需的電和熱，平時投運兩臺機組即可滿足生產(chǎn)用電的需要，另一臺備用。（目前可能共裝有五臺SK15HE機組）。廠中還裝有六臺WJ6G1發(fā)電機組。廣東湛江東興石化公司，裝有6臺WJ6G1燃氣輪機發(fā)電機組，并配有余熱鍋爐實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，已投產(chǎn)。廣州分公司，裝有2臺WJ6G1燃氣輪機發(fā)電機組，燃用煉油廠干氣，配有余熱鍋爐實現(xiàn)熱電聯(lián)供，于1995年投產(chǎn)。日本根岸煉油廠第一套600萬噸/年常壓蒸餾裝置，加熱爐熱負荷為6600萬kcal/h，1987年和一臺12600kW的燃氣輪機聯(lián)合。燃機排出的煙氣含氧15%，溫度550，作為加熱爐的燃燒用的空氣，其顯熱相當于提供加熱爐30%的燃料，加熱爐煙氣經(jīng)

53、脫Nox 后，在余熱鍋爐中回收13t/h 2.3Mpa的蒸汽。燃氣輪機的熱效率為31.8%，加熱爐及余熱鍋爐回收52%,綜合效率83.8%,4年可回收投資。以天然氣為原料的合成氨廠，一座年產(chǎn)20萬噸、四座年產(chǎn)30萬噸的合成氨廠應(yīng)用了燃氣輪機，大大降低了能耗。其中一個廠的設(shè)計能耗為688kg標油/噸氨。國內(nèi)其它合成氨廠的能耗在900 kg標油/噸氨左右。實際上，國內(nèi)大部分企業(yè)應(yīng)該說，已經(jīng)應(yīng)用了燃氣輪機，即煙機，只不過是分體罷了。5.3 低溫余熱的回收與利用 石化工業(yè)有大量的低溫余熱（一般指熱源溫度在150以下），低溫余熱回收和利用的好壞也標志著一個企業(yè)的用能水平，故它始終是困擾節(jié)能工作的一個問題

54、。5.3.1 低溫余熱的回收利用原則首先改進降低工藝用能，優(yōu)化工藝裝置換熱流程，盡量少產(chǎn)低溫余熱；低溫余熱的回收和利用必須經(jīng)濟合理、運行可靠。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：有些企業(yè)在確定低溫余熱利用方案時，低溫余熱的價格確定不合理；另外有時將回收利用的系統(tǒng)管道投資沒有考慮。這兩個方面均會導(dǎo)致不合理的方案產(chǎn)生。低溫余熱的利用應(yīng)優(yōu)先考慮長周期運行的同級利用（低溫熱量直接代替了原使用的二次能源），如除鹽水加熱、工藝裝置重沸器熱源、儲罐加熱，其次考慮全年中部分時間利用的同級利用，如采暖，最后才考慮升級利用，即制冷、發(fā)電。5.3.2 幾種低壓低溫余熱方式的節(jié)能效果幾種低溫余熱利用方式的折能系數(shù)（定義為低溫熱利用所代替的一次

55、能源量占低溫熱量的百分比）見表13。表13 低溫熱利用的低溫熱利用方式折能系數(shù)備 注同級利用1.0溴化鋰吸收制冷0.45制取冷水溫度715C熱水擴容發(fā)電（帶采暖）0.33用水用熱媒，熱水最高溫度130C正丁烷有機工質(zhì)發(fā)電0.21蒸發(fā)溫度90.76C熱水擴容發(fā)電（無采暖）0.12用水用熱媒，熱水最高溫度130C 目前國內(nèi)低溫熱擴容發(fā)電投用的企業(yè)有長嶺和錦西煉廠。由節(jié)能技術(shù)中心組織的某廠350萬噸/年處理量的節(jié)能規(guī)劃中，低溫余熱在回收利用后，所剩無幾。共回收4100萬kcal/h,長年同級利用的有氣體分餾裝置重沸器熱源2000萬kcal/h,除鹽水800萬kcal/h,儲罐加熱320400萬kca

56、l/h,全年中部分時間用的為冬季采暖900萬kcal/h。5.3.3 高壓低溫余熱的回收利用當然，上述的低溫余熱利用還僅是在低壓范圍內(nèi)。隨著油品質(zhì)量的進一步提高，加氫過程越來越多，產(chǎn)生的較高壓力的低溫余熱也越來越多，其高壓低溫余熱的回收和利用將是提高用能水平一個新的課題。 高壓低溫余熱一直沒有回收的原因主要有二個：一是壓力高，換熱回收投資大；并由于壓力高，一般認為運行安全性差。二是煉油廠普遍存在低壓低溫余熱過剩并難以回收利用的問題。 最近對加氫裂化反應(yīng)流出物采用水擴容發(fā)電的情況做了探討。仔細分析反應(yīng)流出物余熱的特點，可以看出：盡管反應(yīng)流出物壓力高，換熱回收投資大，但由于此股物流流量較大熱量集中

57、，為回收熱量所需的管道投資相對較小，回收利用的總投資不一定大。如某0.8Mt/a加氫裂化裝置為全循環(huán)、冷高壓分離器流程，80以上反應(yīng)流出物余熱量達15.8MW。而某新建4.0Mt/a大型加氫裂化裝置為全循環(huán)、熱高壓分離器流程，80以上的反應(yīng)流出物余熱量達67.4MW。在回收反應(yīng)流出物熱量的過程中，已經(jīng)投用了許多高壓換熱器、高低壓換熱器（如利用高壓分離器氣體熱量直接產(chǎn)生低壓蒸汽）和高壓空冷器，因此也不能認為用高低壓換熱器（在回收大量低溫余熱時，一般用水作介質(zhì)，壓力在0.5MPa以下，故使用高低壓換熱器）代替高壓空冷器就存在安全性的問題。 選擇的基準價格數(shù)據(jù)為：電0.45元/kWh,除鹽水14元/

58、t,冷卻水0.25元/t，1.0MPa蒸汽100元/t。 投資 以2002年投資概算價格為基準，新建加氫裂化裝置回收41MW低溫位余熱（下稱新建裝置動力回收）和已有裝置改造回收（下稱改造裝置動力回收）兩種方案的動力回收系統(tǒng)工程投資見表14。 表14 動力回收系統(tǒng)工程投資 萬元項 目新建裝置動力回收改造裝置動力回收低溫余熱發(fā)電站17001700反應(yīng)流出物換熱器0400熱水管道175175合計18752275 注：（1）由于單獨建低溫余熱電站，故按與裝置的距離計為500m； （2）新建裝置時，高低壓換熱器代替了高壓空冷器，故投資不計。 效益分析 發(fā)電3500kW,年效益1260萬元；換熱器代替高壓空冷器后，減少風機用電160kW,年效益57.