【正文】 一個整體來講，單位能量因數(shù)能耗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的定義為的定義為：： 　　　　 上式中分母稱為能量因數(shù)，上式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達可以看出的是：其中的是該煉油廠應達到的能源消耗總量，到的能源消耗總量， ，二者是常減壓裝置應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達到的標準能源消耗總量折的比值即能量因數(shù)，直接意義則是煉油廠應達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，標準能耗準能耗 C1,C2……Cn 是不變的，因此，能量因數(shù)就是標準能耗常減壓裝置是不變的，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雜程度的體現(xiàn)。套數(shù)越多，所以是煉油廠加工復雜程度的體現(xiàn)?！　?　　 　　 　　 式式 (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。標準能耗常減壓裝置的實際能耗。 　　　　 ＜煉油廠能量消耗計算方法＞的修訂＜煉油廠能量消耗計算方法＞的修訂　　　　 主要修訂內(nèi)容主要修訂內(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。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）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的能耗定額 。對輔助系統(tǒng)的能耗定額作了部分修訂。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。炭、低溫余熱等。 　?。ā　。?4）） 修訂了能耗計算中的有關規(guī)定，如能耗計算范圍。修訂了能耗計算中的有關規(guī)定，如能耗計算范圍。 　　　　 修訂后最主要的影響修訂后最主要的影響 ：：　　　　　　　　　　　　 工藝裝置能耗定額工藝裝置能耗定額 ：　　　?。骸　　　　　?　　 　　 修訂后的工藝裝置能耗大幅下降，劃分檔次更加合理，這將修訂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)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。能潛力。 　　　　　　　　　　 統(tǒng)一能量換算系數(shù)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?；蚝艽蟮挠绊??！　　　? 熱力學第一定律分析法 熱力學第二定律分析法 熱經(jīng)濟學 用能的本質(zhì)認識 節(jié)能方法掌握節(jié)能原理科學找出節(jié)能潛力與部位制定節(jié)能措施的指導原則規(guī)劃長短期節(jié)能目標不掌握節(jié)能原理提出不恰當?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 第一定律分析法熱力學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。b 該分析法得到了廣泛應用，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)能潛力越大。b 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。b 優(yōu)點：簡單直觀，容易理解和掌握，運用得當對節(jié)能工作能起到重要作用。b 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 。 第二定律分析法20世紀 50年代以后，熱力學第二定律的理論開始在節(jié)能實踐中廣泛應用。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價值，且本身也不是一種能量，現(xiàn)在已被火用分析法取代。 火用分析法認為：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的能量，而火無是一種不可能轉(zhuǎn)化的能量形式?；鹩弥饕轻槍崽岢龅模礋崃恐凶畲竽苻D(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。 熱經(jīng)濟學20世紀 60年代以來，在節(jié)能領域產(chǎn)生了將火用分析法與經(jīng)濟因素及優(yōu)化理論有機結合的熱經(jīng)濟學，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，而不能得出具體結論。而熱經(jīng)濟學分析法可以直接給出結果，這種方法特別適用于解決大型、復雜的能量系統(tǒng)分析、設計和優(yōu)化。 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。 可逆過程是熱力學中的一種理想過程，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 2~3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，接近可逆過程。 用能的本質(zhì) ：q 大部分能量是過客；q 能量是完成過程中不發(fā)生化學變化的 “催化劑 ”；q 能量是完成過程的推動力。 節(jié)能方法（ 1）使用用能量小的先進工藝過程和高效設備；（ 2）減少過程。 由于凡有過程，就有不可逆性，因此應盡可能減少過程，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 20~30℃ ，隨著強化傳熱技術的發(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大的地方，也即是用不合理的地方。 （ 4）高級高用，低能低用。 燒開水的例子 將 100kg水 從 15℃ 加熱到 100℃ ，需能量 8500kcal， 按數(shù)量折為 。（ 1）用電加熱 ： ；（ 2） LPG加熱： 1kg標油 ；（ 3）用燃料發(fā)生中壓蒸汽，通過凝汽機的排汽加熱： 。此時，所需的一次能源已小于水本身升溫所需的熱量 。 減少過程節(jié)能的例子減少過程節(jié)能的例子 某熱水泵房的改前流程為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：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。罐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。 由于設置了緩沖罐，并且加之原選由于設置了緩沖罐，并且加之原選 用的泵揚程較高用的泵揚程較高 (125m),需要開二需要開二臺臺 75kW的泵。的泵。 改造后流程改造后流程 ：： 來自自來水管見的新鮮水不進緩沖罐直接來自自來水管見的新鮮水不進緩沖罐直接 (流量較小，大部分時間流量較小，大部分時間 )或經(jīng)或經(jīng) 1臺臺 15kW的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺 75kW的泵電耗。的泵電耗。 來自工藝裝置的熱媒水也不進入緩沖罐直接由來自工藝裝置的熱媒水也不進入緩沖罐直接由 1臺臺 15kW的管道泵升的管道泵升壓送至工藝裝置。壓送至工藝裝置。 上述改造，投資僅上述改造，投資僅 3萬元，年節(jié)電費用就達萬元，年節(jié)電費用就達 30多萬元。多萬元。能量多次使用的例子 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。（ 1） 1200~1400℃ （ 2） 800~1000 ℃（ 3） 400~600 ℃（ 4） 200~300 ℃（ 5） 150~200 ℃（ 6） 110~130 ℃（ 7） 80~100 ℃（ 8） 50~70 ℃ 如果每一個過程單獨進行，至少需要 8*10=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，充分如果真有上述好的條件，一定要抓住機會，充分利用；利用；　　　　可能有類似上述的良好條件，但是隱蔽的，應　　　　可能有類似上述的良好條件，但是隱蔽的，應讓其顯露出來，并充分利用。（系統(tǒng)越大越復雜，則讓其顯露出來，并充分利用。（系統(tǒng)越大越復雜，則越接近優(yōu)化匹配的條件）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，　　　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。過程之間及與公用工程之間實現(xiàn)良好的匹配。4. 窄點技術、特點及應用范圍 例題、特點及應用范圍 窄點技術的原理 1978年由英國曼徹斯特大學的 授提出，經(jīng)過多年的應用研究，已成為過程工業(yè)節(jié)能的一種先進且特別實用的技術，廣泛應用于煉油、石油化工、造紙、制藥等幾乎所有過程工業(yè)部門。據(jù)一項 1994年的統(tǒng)計資料，窄點技術在全世界的工業(yè)應用項目在 2500個以上。曾有人對此項技術的評價是可以代替 20年的的工程經(jīng)驗，在最流行此技術的時候，世界上的一些大公司專門成立了窄點技術組，日本三菱化學公司曾專門請 。 傳統(tǒng)方法及數(shù)學法的缺點： （ 1）第一定律：不能真正說明能量損失的原因； （ 2）第二定律：很抽象，實際過程中難以應用； （ 3）純粹數(shù)學意義上的優(yōu)化，到目前還僅限于換熱物流數(shù)目較少的網(wǎng)絡，對復雜網(wǎng)絡，數(shù)學方法還很不成熟，不僅經(jīng)常得不到答案，而且合成的網(wǎng)絡很復雜，難于實際應用。窄點技術的顯著特點：簡單實用252。使用簡單的圖表加上一定的經(jīng)驗即可對復雜的裝置和系統(tǒng)，同時優(yōu)化權衡能量與投資；252。特別強調(diào)技術人員對問題和目標的理解，所有的決定由技術人員自己做出，因為技術人員始終了解發(fā)生的所有事情。252。能在具體設計之前，就可提出很好的實用解決方案 窄點技術的應用與發(fā)展 窄點技術主要是優(yōu)化廣義的換熱網(wǎng)絡，也即是以冷熱物流相聯(lián)系的網(wǎng)絡，如裝置內(nèi)、裝置間及裝置與蒸汽動力系統(tǒng)的冷熱物流，當然也包括加熱爐煙氣、熱機、熱泵等。據(jù)此，石化工業(yè)是窄點技術大有作為的一個工業(yè)。窄點技術的發(fā)展主要在 20世紀 80~90年代，不僅可用于換熱網(wǎng)絡，也可用于水處理即水處理窄點方法，減少水耗。國內(nèi)窄點技術也得到了一些應用，但還較少，有許多應用，還僅限于窄點計算。應該說明，國內(nèi)窄點技術的應用還大有潛力可挖。冷熱綜合曲線窄點及意義窄點溫差吸熱部分放熱部分公用工程目標解題表（或叫問題表格）如下例： 窄點溫差選 20℃ ，熱公用工程目標為 ,冷公用工程目標為 40℃ ,窄點溫度為對應 SN3子網(wǎng)絡，即熱物流溫度為 90℃ ，冷物流溫度為 70℃ SN1子網(wǎng)絡對應的溫