【文章內(nèi)容簡介】 （ a）增加高于窄點溫度的熱流負荷； （ b）降低高于窄點溫度的冷流負荷； （ c）降低低于窄點溫度的熱流負荷； （ d）增加低于窄點溫度的冷流負荷。 簡單地講，就是盡量提高熱流溫度，盡量降低冷流溫度。 (2)改造設(shè)計的目標(biāo)途徑 在新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，各溫段間的匹配基本是垂直匹配，相當(dāng)于各臺換熱器均系純逆流傳熱，所以總傳熱面積是最小的（見下圖）。對裝置換熱網(wǎng)絡(luò)進行改造是因為，一是許多物流跨越了窄點造成冷熱公用工程目標(biāo)較大，另一個是有許多物流錯流換熱，造成傳熱面積較大。 長的曲線是新設(shè)計網(wǎng)絡(luò)的各個不同傳熱面積與能量目標(biāo)的關(guān)系，其中 B點是優(yōu)化點。目前換熱網(wǎng)絡(luò)處于 X點，即這時的能量目標(biāo)比優(yōu)化點 B大，而且傳熱面積也很大，即以 X的傳熱面積應(yīng)該達到 A的能量目標(biāo)。 裝置改造時，不可能廢棄已有的網(wǎng)絡(luò)，因此應(yīng)該沿差小的曲線進行改造。即增加一定的傳熱面積，而使能量目標(biāo)降低。 （ 3）改造設(shè)計步驟 （ a）鑒別有無錯流匹配的換熱器存在； （ b）消除跨越窄點的換熱器； （ c）完成網(wǎng)絡(luò)，確定新?lián)Q熱器； （ d）網(wǎng)絡(luò)改進。 4． 9 全廠性能量組合設(shè)計 某個裝置的優(yōu)化與多裝置相互之間及其系統(tǒng)的大優(yōu)化有很大的不同，系統(tǒng)越復(fù)雜越大，系統(tǒng)優(yōu)化的潛力就越大，因為這是優(yōu)化匹配的機會大大增加了。 同時對多個工藝裝置及輔助系統(tǒng)尤其是蒸汽動力系統(tǒng)應(yīng)用總綜合曲線，進行系統(tǒng)優(yōu)化。 可以將準(zhǔn)備進行系統(tǒng)優(yōu)化體系內(nèi)的所有單元的各自總綜合曲線集合畫成一條全局綜合曲線，可以方便地選擇合適的公用工程方案或改造方案。 日本三菱化學(xué)公司曾對其所屬工廠的 7個裝置和系統(tǒng)，使用總綜合曲線的辦法，對擴能改造方案進行優(yōu)化。按照傳統(tǒng)的方法是增加公用工程系統(tǒng)能力，使用窄點技術(shù)優(yōu)化方法后，通過對有關(guān)工藝裝置參數(shù)的調(diào)整，利用系統(tǒng)本需冷卻的余熱產(chǎn)生達 120t/h的低壓蒸汽，而同時又可滿足加熱需求。 某個裝置的優(yōu)化與多裝置相互之間及其系統(tǒng)的大優(yōu)化有很大 全局綜合曲線的作法： （ 1）對每一個單元總綜合曲線中的非單調(diào)的部分（也即口袋），首先用垂直線進行 “ 封閉 ” ； （ 2）之后，如虛線所示，將熱阱曲線向上平移窄點溫差的二分之一，熱源曲線向下平移窄點溫差的二分之一。 （ 3）將多個單元修正后的總綜合曲線，分別將熱源、熱阱曲線相加合并成全局熱源綜合曲線、全局熱阱綜合曲線。 全局綜合曲線的用法（以上頁中圖為例）： （ 1）在熱源綜合曲線上，盡可能產(chǎn)高等級蒸汽（或較高溫度的媒介物流）。因此應(yīng)首先產(chǎn) BD段熱量的中壓蒸汽，再產(chǎn) AC段熱量的低壓蒸汽； （ 2）在熱阱綜合曲線上，盡可能使用低等級蒸汽（或較低溫度的媒介物流）。因此應(yīng)首先使用 AC段熱量的低壓蒸汽，再使用 BD段熱量的中壓蒸汽； 由于 AC＞ EG，所以產(chǎn)生的低壓蒸汽將有剩余； 由于 BD＜ FL，所以工藝物流產(chǎn)生的中壓蒸汽不夠。若需外部提供，則提供 HL段質(zhì)量的中壓蒸汽（ FH＝ BD，即 FH段由工藝物流產(chǎn)生的中壓蒸汽提供）， KJ段熱量則由加熱爐提供。 4． 10 例題 序號 物流名稱 起始溫度 / ℃ 終止溫度 / ℃ 流量 / t .h 1 熱量 / kW 備注 1 頂循環(huán)油 148 80 21 9643 熱物流 2 塔頂油氣 125 40 13 22786 熱物流 3 分餾一中 293 200 17 6 11106 熱物流 4 循環(huán)油漿 355 280 42 5 23588 熱物流 5 產(chǎn)品油漿 355 90 5 1494 熱物流 6 輕柴油 221 60 11 1 11307 熱物流 7 分餾二中 344 270 87 .89 4850 熱物流 8 穩(wěn)定汽油 180 40 15 9 14134 熱物流 9 外取熱器催化劑 680 550 30530 熱物流 10 內(nèi)取熱器催化劑 680 630 2619 熱物流 11 再生煙氣 485 170 23570 熱物流 12 新鮮原料油 90 200 175 .0 12590 冷物流 13 富吸收油 45 100 73 .4 2317 冷物流 14 解吸塔中間重沸物流 98 108 5430 冷物流 15 解吸塔底重沸物流 148 167 8398 冷物流 16 穩(wěn)定塔 進料 148 157 17 7 1170 冷物流 17 穩(wěn)定塔重沸物流 180 192 8699 冷物流 18 除氧水及其蒸汽 104 冷物流 某 現(xiàn)狀的窄點分析 在現(xiàn)有的換熱網(wǎng)絡(luò)中 ， 使用除氧水 ， 產(chǎn)生 蒸汽 102t/h。 其中解吸塔底重沸物流由 源 。 104℃ 的除氧水 ℃ 后， 101t/h至外取器、油漿蒸汽發(fā)生器和二中蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生飽和蒸汽。所產(chǎn)的飽和蒸汽中，其中 82t/h在余熱鍋爐中過熱，另 20t/h在內(nèi)取熱器中過熱。 單獨對現(xiàn)狀的分餾與吸收穩(wěn)定換熱網(wǎng)絡(luò)進行窄點計算后，窄點溫差為 43℃ ，有兩個窄點，窄點溫度分別為 120,277℃ ，不包括冷公用工程的換熱區(qū)（下稱換熱區(qū)）平均傳熱溫差為 ℃ ，冷公用工程為。從總綜合曲線上初看，似乎現(xiàn)狀換熱網(wǎng)絡(luò)的安排是合理的。但從窄點溫差與平均傳熱溫差這兩個反映投資與節(jié)能的指標(biāo)來看，此換熱網(wǎng)絡(luò)是不經(jīng)濟的。已經(jīng)知道：對大型石化裝置使用窄點優(yōu)化分析后，窄點溫差一般在 18~25℃, 平均傳熱溫差為 35~40℃ ?，F(xiàn)狀換熱網(wǎng)絡(luò)的這兩項指標(biāo)明顯太大，存在較大的節(jié)能潛力。 0501001502002503003504000 10000 20220 30000 40000 50000熱量/kW溫度/℃ 分餾與吸收穩(wěn)定換熱物流的現(xiàn)狀總綜合曲線 如果直接用換熱網(wǎng)絡(luò)合成優(yōu)化的方法，由于涉及 2個換熱網(wǎng)絡(luò)的 20多條物流，可能需要幾天甚至更長時間才能確定方案，而通過窄點的計算結(jié)果，所需要時間不超過半天。 改造方案 1多產(chǎn)中壓蒸汽 窄點溫差降到 ℃ ,窄點溫度為 ℃ ,平均傳熱溫差為 43℃ （ 不包括冷卻范圍 ） ， 冷公用工程目標(biāo)降至 ， 降低率為 %。 多產(chǎn)中壓蒸汽， 增加了 %。 分餾與吸收穩(wěn)定的換熱網(wǎng)絡(luò)改進后的總綜合曲線與現(xiàn)狀對比見下圖 。 可以看出：改進后 ， 傳熱溫差明顯降低 ， 產(chǎn)汽量增大 ， 冷卻負荷減少 。 與現(xiàn)狀方案相比 ， 換熱區(qū)傳熱面積增大 2970m2， 投資增大約 300萬元 ， 多產(chǎn)的中壓蒸汽年效益約 536萬元 ， 增加的投資半年即可收回 ， 年節(jié)能量為 4200噸標(biāo)油 。 0501001502002503003504000 20220 40000 60000 80000 100000 120220熱量/kW溫度/℃ 改造方案 2發(fā)生高壓蒸汽 以多產(chǎn)中壓蒸汽方案為基礎(chǔ) ， 保持冷卻目標(biāo)不變 。 在分餾與吸收穩(wěn)定的換熱網(wǎng)絡(luò)中 （ 包括外取熱器物流 ） ， 窄點溫差為 ℃ ,窄點溫度為158℃ ， 平均傳熱溫差為 45℃ （ 不包括冷卻與外取熱器 ） 。 共產(chǎn)生 ， 與多產(chǎn)中壓蒸汽改進方案相比 ， 少產(chǎn) 。 由于窄點溫度上移 ， 故將解吸塔底重沸器熱量 8398KW， 原由 ()供給 ， 現(xiàn)改由過程物流供給 。 故可少用 。 高壓蒸汽背壓到 ， 可凈多發(fā)電 3850kW。 此方案與多產(chǎn)中壓蒸汽的改進方案相比 ， 可進一步年節(jié)能 5460噸標(biāo)油 。 01002003004005006007008000 10000 20220 30000 40000 50000熱量/ k W溫度/℃5. 能量平衡 企業(yè)開展能量平衡的主要目的 （ 1)摸清企業(yè)的用能現(xiàn)狀； （ 2)分析企業(yè)及產(chǎn)品的用能水平； （ 3)摸清主要用能設(shè)備和工藝裝置的效率指標(biāo)、企業(yè)的能源利用率、能量利用率； （ 4)查清企業(yè)余熱資源和回收利用情況； （ 5)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)。 （ 6)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。 5． 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，掌握正確的測試方法非常重要。 （ 1）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(zhǔn)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。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(biāo)準(zhǔn)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。 5． 3 能量