5公用工程系統(tǒng)能量集成綜合優(yōu)化方法-文庫(kù)吧
2025-02-22 17:16 本頁(yè)面
【正文】 余熱負(fù)荷的量增加該透平用汽量至最大，以最大限度地利用現(xiàn)有設(shè)備產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益；當(dāng)通過某透平轉(zhuǎn)化效率較低時(shí)，可調(diào)節(jié)該透平用汽量至最小，以節(jié)省蒸汽，將形成的剩余熱負(fù)荷轉(zhuǎn)移至效率最佳轉(zhuǎn)化途徑。 在復(fù)雜的石化過程公用工程系統(tǒng)中，許多工藝壓縮機(jī)或機(jī)泵都是采用工藝透平直接做功驅(qū)動(dòng)。這種工藝透平的做功對(duì)象為工藝物流，工藝物流的狀態(tài)參數(shù)又為過程所規(guī)定。因此，剩余熱負(fù)荷用于工藝透平的作功量是有限制的，這與發(fā)電透平存在本質(zhì)區(qū)別。 工藝透平直接驅(qū)動(dòng)機(jī)泵耗用的軸功與工藝物流的體積流量成正比 ， 亦即與裝置的生產(chǎn)負(fù)荷成正比 。 因此 ， 蒸汽用量的變化與工藝物流負(fù)荷的變化成正比 。定義 δ= qv/qvd為工藝物流的負(fù)荷率 ， 其中 qvd為工藝物流的設(shè)計(jì)負(fù)荷 ， qv為工藝物流的操作負(fù)荷 ， 則蒸汽用量 qs=δqsd 式中， qs—— 操作狀態(tài)下的蒸汽用量； qsd—— 設(shè)計(jì)狀態(tài)下的蒸汽用量。 當(dāng)公用工程系統(tǒng)存在剩余熱負(fù)荷 ， 且通過某一途徑效率最大的透平途徑作功時(shí) ， 對(duì)發(fā)電透平可增加蒸汽用量使剩余熱負(fù)荷通過該途徑效率最大的透平產(chǎn)生動(dòng)力 ， 其用汽最大可增加量為 δqsmaxqs； 對(duì)工藝透平亦可增加蒸汽用量使剩余熱負(fù)荷通過途徑效率最大的工藝透平作功 ， 其最大可調(diào)節(jié)量為 ? qsmax qs。 當(dāng) δ≥1 時(shí) , δqsmaxqs =qsmaxqs 當(dāng) δ1 時(shí) , δ qsmaxqs qsmaxqs 若不考慮工藝透平與發(fā)電透平作功的區(qū)別，當(dāng) δ 1 時(shí)，仍將工藝透平的蒸汽用量調(diào)至 qsmax， ?一則可能造成工藝物流出口參數(shù)偏離操作要求，使生產(chǎn)過程產(chǎn)生波動(dòng)而達(dá)不到工藝目的； ?二則壓縮機(jī)部分可能因采用工藝物流走旁路循環(huán)的方式，抵消了增加蒸汽量所多作的功，從而失去了剩余熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化的意義。 因此， 運(yùn)用頂層分析必須區(qū)分發(fā)電透平和工藝透平，才能確保剩余熱負(fù)荷的高效轉(zhuǎn)化 。 對(duì)于必須進(jìn)行熱功權(quán)衡的公用工程系統(tǒng)，節(jié)省剩余熱負(fù)荷 ?QP就等于節(jié)省了 VHP蒸汽，其結(jié)果是燃料消耗減少 ?QF，同時(shí)造成了系統(tǒng)做功量的下降。為彌補(bǔ)這部分做功能力的減少，公用工程系統(tǒng)需從外界購(gòu)入動(dòng)力或電力。 若購(gòu)買單位燃料所需費(fèi)用為 CF， 外購(gòu)單位動(dòng)力所需費(fèi)用為 Cp， 定義外購(gòu)動(dòng)力的效率為 ?in =CF/Cp （ 3） 通過計(jì)算各途徑效率和透平能力限度，即可依次排列出剩余熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化的最佳途徑及轉(zhuǎn)化量、較佳途徑及轉(zhuǎn)化量等，為進(jìn)一步優(yōu)化改造過程或換熱網(wǎng)絡(luò)提出了節(jié)省 /多產(chǎn)蒸汽的等級(jí)及數(shù)量上的要求，確定過程節(jié)能的改造方案。 ④ 剩余熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化途徑的效益分析 若將 1MJ燃料的熱負(fù)荷從現(xiàn)有途徑移至最佳效率途徑可多產(chǎn)功 ?Wadd為 ?Wadd = ?Wm ?Wc = ?m ?c （ 4） 式中 ， ?C為現(xiàn)有途徑效率 ， ?m為最佳途徑效率 。 為保持公用工程系統(tǒng)產(chǎn) /用功的平衡 ， 多產(chǎn)的功量 ?Wadd 可從效率最差的途徑減少相應(yīng)的功量 ， 相應(yīng)的燃料節(jié)省 ?QF=?Wadd/?least=（ ?m ?c） / ?least（ 5） 式中， ?least為最差途徑效率。 ④ 剩余熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化途徑的效益分析 即在公用工程系統(tǒng)中 ， 1MJ燃料的熱負(fù)荷從現(xiàn)有途徑移至最佳效率途徑可多做功 ?Wadd；通過做功效率最差的途徑減少做功 ?Wadd， 即可實(shí)現(xiàn)最大的燃料節(jié)省 ， 其對(duì)應(yīng)的燃料費(fèi)用節(jié)省 CF ?QF = CF（ ?m ?c） / ?least （ 6） 若 1噸蒸汽相當(dāng)于 Qs MJ燃料 ， 經(jīng)濟(jì)效益 B B=CF Qs（ ?m ?c） /?least (元 /t) （ 7） 式中， Qs = ( ?Qp+ ?Qloss)/?boiler ⑤ 應(yīng)用頂層分析法能量集成的步驟 a)收集公用工程數(shù)據(jù)； b)計(jì)算現(xiàn)有蒸汽消耗途徑效率及負(fù)荷限制； c)計(jì)算可選蒸汽消耗途徑效率及負(fù)荷限制； d)計(jì)算節(jié)省剩余熱負(fù)荷外購(gòu)動(dòng)力途徑效率； e)比較現(xiàn)有途徑 、 可選途徑和外購(gòu)動(dòng)力效率； f)選擇最優(yōu)轉(zhuǎn)化途徑； g)計(jì)算優(yōu)化后的效益。 ⑥ 應(yīng)用實(shí)例 某石化公司 3 105t/a乙烯裝置公用工程系統(tǒng)如圖 5所示，該系統(tǒng)有工藝透平 4臺(tái)，每臺(tái)透平的現(xiàn)有運(yùn)行負(fù)荷均高于最低設(shè)計(jì)負(fù)荷。原系統(tǒng)中沒有低壓蒸汽回收設(shè)施，蒸汽冷凝熱全部損失。要求在不改造透平的前提下對(duì)整個(gè)公用工程系統(tǒng)調(diào)優(yōu)。透平 T T T T4的工藝物流負(fù)荷率分別為 ， ， ， ；各透平的功與各級(jí)用汽的關(guān)系已知 [1]，開工鍋爐效率η b=。 ⑥ 應(yīng)用實(shí)例 圖 5 公用工程示意圖 當(dāng)冷凝熱全部損失時(shí)，采用頂層分析法求得的剩余熱負(fù)荷用現(xiàn)有作功途徑的效率如表 1和圖 6的陰影面積的下邊折線所示 ,其中 ?Qsmax為蒸汽最大節(jié)省量。 圖 6 剩余熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化途徑對(duì)比 表 1 現(xiàn)有作功途徑的效率 The efficiencies of current paths ————————————————————— 蒸汽
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