【正文】 表示的能耗量。 燃料消耗指生產(chǎn)過(guò)程消耗的各種燃料之和。向統(tǒng)計(jì)對(duì)象輸入的實(shí)物消耗量和有效熱量計(jì)為正值，輸出時(shí)為負(fù)值。其計(jì)算通式為：消耗的各種能源的總和。熱聯(lián)合蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)低溫余熱的回收和利用。 能源管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程工廠等單位的節(jié)能推廣體制、機(jī)構(gòu)圖廠長(zhǎng) 長(zhǎng)副廠長(zhǎng)節(jié)能委員會(huì) 節(jié)能專門(mén)部會(huì)委 員 長(zhǎng)：廠長(zhǎng)副委員長(zhǎng)：副廠長(zhǎng)委 員：總務(wù)部長(zhǎng)　　　?。涵h(huán)境安全部長(zhǎng)　　　?。汗?wù)部長(zhǎng)　　　　：動(dòng)力部長(zhǎng)　　　?。褐圃觳块L(zhǎng)　　　　：生產(chǎn)管理部長(zhǎng)部會(huì)長(zhǎng) ：生產(chǎn)管理部長(zhǎng)　　?。?能源管理者　　　：熱能管理員　　 ： 電能管理員　　?。汗?wù)課 課長(zhǎng)　　?。涵h(huán)境 ?安全課 課長(zhǎng)　　?。海牛停邮聞?wù)局　　?。嘿|(zhì)量管理課 課長(zhǎng)總務(wù)部 生產(chǎn)管理部 制造部 工務(wù)部 環(huán)境 ?安全部 動(dòng)力部 質(zhì)量管理部各課 各課 各課 各課 各課 各課 各課事例 本質(zhì)上存在用能三環(huán)節(jié)過(guò)程 （ 1）過(guò)程用能的主要形式是熱、流動(dòng)功和蒸汽，它們一般是通過(guò)轉(zhuǎn)換設(shè)備（如爐、機(jī)泵）等轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的； （ 2）轉(zhuǎn)換設(shè)備提供的熱、功、蒸汽等形式的能量進(jìn)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(dòng)工藝過(guò)程完成后，除部分能量轉(zhuǎn)入到產(chǎn)品中外，其余均進(jìn)入能量回收系統(tǒng)； （ 3）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(guò)換熱設(shè)備、換功設(shè)備（液力透平）等回收利用。生產(chǎn)企業(yè)各部門(mén)對(duì)能源的要求不一樣技術(shù)部門(mén)為了生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品，有時(shí)在探討工藝過(guò)程中反而會(huì)提出增加能耗的建議；生產(chǎn)部門(mén)重點(diǎn)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。 節(jié)能涉及全過(guò)程 石化生產(chǎn)是連續(xù)、多工序、多層次的加工過(guò)程，從全廠發(fā)展規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行、維護(hù)等過(guò)程均涉及能量的利用，可以說(shuō)，加工全過(guò)程就是能量流的過(guò)程 ,節(jié)能絕不是一個(gè)部門(mén)或幾個(gè)部門(mén)的事情?！?　 因此 節(jié)能永遠(yuǎn)是石化企業(yè)挖潛增效，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)主題。從最具可比性的單位能量因數(shù)能耗來(lái)看，該煉油廠與國(guó)內(nèi)能耗先進(jìn)值 (11kg標(biāo)油 /())相比有較大的差距。平均能耗成本 (包括自產(chǎn)燃料等 )占總加工成本的 50%~60%。節(jié)能技術(shù)講座中國(guó)石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心郭文豪 主要內(nèi)容1. 石化工業(yè)用能特點(diǎn)及潛力2. 能耗計(jì)算與評(píng)價(jià)3. 節(jié)能原理、方法與途徑4. 窄點(diǎn)技術(shù)5. 能量平衡6. 節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備7. 石化工業(yè)的節(jié)能方向 用能量大 ,占加工成本比例大 以乙烯裝置為例，國(guó)內(nèi)裝置能耗大部分在 750kg標(biāo)準(zhǔn)油 /t， 2023年國(guó)內(nèi)乙烯總產(chǎn)量約 600萬(wàn)噸，總能耗 450萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)油，能耗費(fèi)用近 60億元（ 2023年國(guó)內(nèi)乙烯總產(chǎn)量將達(dá) 1100萬(wàn)噸，總能耗達(dá) 825萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)油）。 但目前加工成本計(jì)算中，將自產(chǎn)燃料形成的能耗未計(jì)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(méi)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(kāi)展。若該煉油廠能耗達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，綜合能耗將下降 /t，使每噸原油的加工費(fèi)下降 ，下降幅度幾乎達(dá)到了每年修理費(fèi)的水平。 2023年中國(guó)石化集團(tuán)公司煉油專業(yè)達(dá)標(biāo)指標(biāo) 加熱冷卻過(guò)程多 石化工業(yè)加工過(guò)程中，有非常多的冷、熱物流（過(guò)程物流、公用工程物流等）需要換熱。 能耗指標(biāo)是一個(gè)高度綜合性的指標(biāo)，如果一個(gè)石化企業(yè)的能耗指標(biāo)是先進(jìn)的，則必然意味著規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)、管理等所有環(huán)節(jié)的高水平，缺一不可。生產(chǎn)計(jì)劃部門(mén)為將庫(kù)存壓于最小程度，根據(jù)適時(shí)生產(chǎn)的方式而制定頻繁更換作業(yè)內(nèi)容的生產(chǎn)計(jì)劃，而這種生產(chǎn)方式不利于節(jié)能的；動(dòng)力設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)是動(dòng)力管理部門(mén)的工作任務(wù)，但有時(shí)因過(guò)度追求節(jié)能，也會(huì)提出妨礙生產(chǎn)效率的要求 。但受工程和經(jīng)濟(jì)條件約束，回收不能到底，最終通過(guò)冷卻、散熱等排棄到環(huán)境中。 根據(jù)節(jié)能中心掌握的有關(guān)資料：目前對(duì)于 30萬(wàn)噸 /年的乙烯裝置或 500萬(wàn)噸／年的煉油廠，設(shè)定投資回收期為２年時(shí)，年節(jié)能效益一般在 5000萬(wàn)元以上。其計(jì)算通式為：E=∑M iRi+Q式中：式中： E—— 統(tǒng)計(jì)對(duì)象綜合能耗量，統(tǒng)計(jì)對(duì)象綜合能耗量， kg/年（月、季）；年（月、季）； 　　 Mi—— 某種能源或耗能工質(zhì)的實(shí)物消耗或輸出量，某種能源或耗能工質(zhì)的實(shí)物消耗或輸出量， t（（ kWh）） /年（月、　年（月、　 　　 　　季）；季）； 　　 Ri—— 對(duì)應(yīng)某種能源或耗能工質(zhì)的能量換算系數(shù)，對(duì)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，與外界交換的有效能量折為一次能源的代數(shù)和， kg/年（月、季年（月、季）。 實(shí)際上，此式數(shù)據(jù)單位還有其它形式，如實(shí)際上，此式數(shù)據(jù)單位還有其它形式，如 kg/h。如果原料或產(chǎn)品燃料消耗指生產(chǎn)過(guò)程消耗的各種燃料之和。工藝裝置的單位綜合能油加工量或產(chǎn)品產(chǎn)量所表示的能耗量。年（月、季）。不能直接對(duì)比。此題僅為說(shuō)明能耗的計(jì)算，數(shù)值大小無(wú)意義。 　　 （（ 3）基準(zhǔn)能耗。 單位能量因數(shù)能耗及能源密度指數(shù)單位能量因數(shù)能耗及能源密度指數(shù)　　 　　 　　 設(shè)一個(gè)煉油廠共有設(shè)一個(gè)煉油廠共有 n套工藝裝置，同一時(shí)期的加工量分別為套工藝裝置，同一時(shí)期的加工量分別為 A1，A2...An。由于在一定的評(píng)價(jià)體系中，標(biāo)算成具有標(biāo)準(zhǔn)能耗的常減壓裝置的套數(shù)。套數(shù)越多，所以是煉油廠加工復(fù)雜程度的體現(xiàn)。油裝置和輔助系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 　　 　　 （（ 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。 　　　　 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(biāo)的評(píng)價(jià)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(biāo)的評(píng)價(jià)合理性大大增加，有助于挖掘節(jié)能潛力?！　　　? 熱力學(xué)第一定律分析法 熱力學(xué)第二定律分析法 熱經(jīng)濟(jì)學(xué) 用能的本質(zhì)認(rèn)識(shí) 節(jié)能方法掌握節(jié)能原理科學(xué)找出節(jié)能潛力與部位制定節(jié)能措施的指導(dǎo)原則規(guī)劃長(zhǎng)短期節(jié)能目標(biāo)不掌握節(jié)能原理提出不恰當(dāng)?shù)墓?jié)能指標(biāo)制定出不合理的節(jié)能決策批準(zhǔn)不合理的節(jié)能方案 第一定律分析法b 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單直觀，容易理解和掌握，運(yùn)用得當(dāng)對(duì)節(jié)能工作能起到重要作用。20世紀(jì) 50年代以后，熱力學(xué)第二定律的理論開(kāi)始在節(jié)能實(shí)踐中廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代節(jié)能原理是同時(shí)依據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律，并通過(guò)直觀實(shí)用的方式，來(lái)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。 采用火用分析法，能從本質(zhì)上找出能量損失。高級(jí)能量 ：理論上可以完全轉(zhuǎn)化為功的能量，如機(jī)械功、電能、 水能等；因此可以看出：真正的可逆過(guò)程是不存在的，事實(shí)上，自然界的任何過(guò)程都不是可逆過(guò)程。 由于凡有過(guò)程，就有不可逆性，因此應(yīng)盡可能減少過(guò)程，減少不可逆性。煉油過(guò)程中，最常見(jiàn)最典型的過(guò)程為傳熱過(guò)程，各個(gè)裝置均有大量的換熱器?！?（ 1）用電加熱 ： ；（ 2） LPG加熱： 1kg標(biāo)油 ；（ 3）用燃料發(fā)生中壓蒸汽，通過(guò)凝汽機(jī)的排汽加熱： 。來(lái)自工藝裝置的熱媒水進(jìn)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。 改造后流程改造后流程 ：： 來(lái)自自來(lái)水管見(jiàn)的新鮮水不進(jìn)緩沖罐直接來(lái)自自來(lái)水管見(jiàn)的新鮮水不進(jìn)緩沖罐直接 (流量較小，大部分時(shí)間流量較小，大部分時(shí)間 )或經(jīng)或經(jīng) 1臺(tái)臺(tái) 15kW的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺(tái)的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺(tái) 75kW的泵電耗。 上述改造，投資僅上述改造，投資僅 3萬(wàn)元，年節(jié)電費(fèi)用就達(dá)萬(wàn)元，年節(jié)電費(fèi)用就達(dá) 30多萬(wàn)元。 如果將前一個(gè)過(guò)程完成后的熱量回收用于下一個(gè)過(guò)程，則總需能量?jī)H為 10 kg標(biāo)油，是單獨(dú)過(guò)程用能的八分之一。（系統(tǒng)越大越復(fù)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(méi)有這么多的溫度與負(fù)荷匹配良好的過(guò)程，　　　如果沒(méi)有這么多的溫度與負(fù)荷匹配良好的過(guò)程，要?jiǎng)?chuàng)造條件，創(chuàng)造過(guò)程（尤其是公用工程），使工藝要?jiǎng)?chuàng)造條件，創(chuàng)造過(guò)程（尤其是公用工程），使工藝過(guò)程之間及與公用工程之間實(shí)現(xiàn)良好的匹配。曾有人對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的評(píng)價(jià)是可以代替 20年的的工程經(jīng)驗(yàn)，在最流行此技術(shù)的時(shí)候，世界上的一些大公司專門(mén)成立了窄點(diǎn)技術(shù)組，日本三菱化學(xué)公司曾專門(mén)請(qǐng) 。特別強(qiáng)調(diào)技術(shù)人員對(duì)問(wèn)題和目標(biāo)的理解，所有的決定由技術(shù)人員自己做出，因?yàn)榧夹g(shù)人員始終了解發(fā)生的所有事情。窄點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展主要在 20世紀(jì) 80~90年代，不僅可用于換熱網(wǎng)絡(luò)，也可用于水處理即水處理窄點(diǎn)方法，減少水耗。熱公用工程目標(biāo)為 ,冷公用工程目標(biāo)為 40℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 冷熱綜合曲線、解題表和總綜合曲線是來(lái)自于同一熱力學(xué)分析的三種表示方式，其中冷熱綜合曲線和總綜合曲線可以從解題表中的數(shù)據(jù)推出來(lái)。 超目標(biāo)方法的實(shí)質(zhì)是利用冷熱綜合曲線的 “ 垂直換熱 ” 傳熱面積模型、殼程數(shù)模型以及泵功模型，預(yù)測(cè)每一個(gè)窄點(diǎn)溫差情況下的最小傳熱面積、最小殼程數(shù)，從而預(yù)測(cè)出投資，當(dāng)然選取一個(gè)窄點(diǎn)溫差，就可確定了冷熱工程目標(biāo)，也就可以確定能耗費(fèi)用。當(dāng)有問(wèn)題時(shí)，如增加公用工程用量或?qū)е路钦c(diǎn)換熱器的溫差不足時(shí)，可在窄點(diǎn)處選用其它方案或降低熱負(fù)荷； （ 5）非窄點(diǎn)換熱器的匹配往往是自由匹配，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定所希望的匹配。）。而且一般設(shè)計(jì)時(shí)，也不是從窄點(diǎn)處分開(kāi)，而是在確定冷熱公用工程目標(biāo)后，直接從吸熱部的最高溫度開(kāi)始匹配。 4． 6 加熱爐在過(guò)程組合中的適宜布局 （ 1）加熱爐煙氣溫焓模型 傳統(tǒng)的過(guò)程設(shè)計(jì)中，加熱爐的設(shè)計(jì)僅僅是為了滿足工藝負(fù)荷的要求，在有剩余煙氣余熱的情況下用于空氣預(yù)熱和鍋爐給水預(yù)熱等。加熱爐的溫焓曲線可簡(jiǎn)化為一條直線，煙氣可以恒定熱容流率（質(zhì)量流率與比熱容的乘積）表示，使之從理論火焰溫度冷卻至大氣溫度 T0。 （ 2）傳統(tǒng)的空氣預(yù)熱方法 習(xí)慣上總是認(rèn)為增加空氣預(yù)熱可以提高加熱爐效率和降低燃料耗量。如不用空氣預(yù)熱則理論火焰溫度為 1500 ℃ 。的煙氣是足以用來(lái)預(yù)熱空氣的，設(shè)最小允許離開(kāi)煙囪的煙氣溫度為 200℃ 如果把工藝過(guò)程和加熱爐作為一個(gè)整體來(lái)考慮，預(yù)熱空氣就意味著引入了一股以前沒(méi)有考慮的冷物流，根據(jù)窄點(diǎn)金法則，引入冷物流只有當(dāng)其溫度低于窄點(diǎn)時(shí)才是有效的，因?yàn)樗黾恿说陀谡c(diǎn)部分的冷物流熱量從而有助于降低冷公用工程（如冷卻水）。TPHQhmin+（ TPHCp煙氣 (1) 如果燃料不預(yù)熱或沒(méi)有預(yù)熱到窄點(diǎn)溫度，則上式做如下修改： 燃料 =–T燃料 燃料溫度 以上述公式為前提的結(jié)果令人吃驚，因?yàn)楫?dāng)窄點(diǎn)溫差為 0且燃料又完全預(yù)熱的話，可以得到燃料量等于最小熱公用工程 Qhmin，即可以得到 100%的加熱爐效率。℃ ℃ 4． 7 易污垢換熱的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)法 對(duì)待污垢的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很簡(jiǎn)單，就是增大易導(dǎo)致結(jié)垢換熱器的傳熱面積。裝置的要求是：物流 1和 2的終溫并不嚴(yán)格，而物流 4的終溫則必須滿足要求。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法的缺點(diǎn)： （ 1）增加面積的利用率低，投資沒(méi)有充分利用。如將增加的面積放在較好布局中將有利于投資的回收。新方案及優(yōu)點(diǎn) 新方案： 由于換熱網(wǎng)絡(luò)特有的靈敏性能，即在一個(gè)地方增加額外傳熱面積會(huì)促使該換熱器物流溫度變化而進(jìn)一步影響到其它物流溫度變化，可在網(wǎng)絡(luò)中不產(chǎn)生污垢或污垢較少的地方增加額外面積以解決結(jié)垢問(wèn)題。 新方案優(yōu)點(diǎn)如下 ： （ 1）額外增加面積的利用率高； （ 2）額外增加面積不僅得到了充分利用，而且還降低了能耗； （ 3）不會(huì)加速結(jié)垢； （ 4）不存在清洗問(wèn)題。根據(jù)窄點(diǎn)技術(shù)的金法則，可以總結(jié)以下技術(shù)導(dǎo)則： （ a）增加高于窄點(diǎn)溫度的熱流負(fù)荷； （ b）降低高于窄點(diǎn)溫度的冷流負(fù)荷； （ c）降低低于窄點(diǎn)溫度的熱流負(fù)荷； （ d）增加低于窄點(diǎn)溫度的冷流負(fù)荷。 長(zhǎng)的曲線是新設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)不同傳熱面積與能量目標(biāo)的關(guān)系，其中 B點(diǎn)是優(yōu)化點(diǎn)。（ 3）改造設(shè)計(jì)步驟（ a）鑒別有無(wú)錯(cuò)流匹配的換熱器存在；（ b）消除跨越窄點(diǎn)的換熱器；（ c）完成網(wǎng)絡(luò)，確定新?lián)Q熱器；（ d）網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)。 日本三菱化學(xué)公司曾對(duì)其所屬工廠的 7個(gè)裝置和系統(tǒng)，使用總綜合曲線的辦法，對(duì)擴(kuò)能改造方案進(jìn)行優(yōu)