【正文】 合計(jì) 100 加工方案的確定 由已給定遼河混合原油一般性質(zhì)可以：看出該原油為含硫原油，含硫量為%，屬于低硫中間基原油。 產(chǎn)品性質(zhì) ： 該煉油裝置 的原油常壓分餾塔生產(chǎn)輕石腦油（常頂）、重石腦油（常一）、柴油（常二）、裂化原料（常三）、塔底重油。根據(jù)研究，原油換熱終溫隨減渣溫度的變化而變化，較高的減渣溫度 (342℃ )對(duì)原油終溫的提高影響更加明顯，同時(shí)減渣即使在 355℃ 裂解量也很小，基本不降低塔的真空度，因此可以改變現(xiàn)有操作的局限，減少冷油回注，提高減渣抽出溫度以提高原油換熱終溫，降低加熱爐能耗。 遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 （ 2） 調(diào)節(jié)減壓塔急冷油回注量，提高減渣溫度減渣是熱容最大的高溫 位換熱熱源。 （ 1） 苛刻操作，降低常壓塔過汽化率為保證常壓塔精餾段最低側(cè)線以下塔板上有足夠的液相回流，原油進(jìn)塔時(shí)一般設(shè)計(jì) 2%～ 4%的過汽化率。呼和浩特?zé)捰蛷S常減壓裝置原油泵采用變頻調(diào)速技術(shù)后，試運(yùn)期間取得了節(jié)能率高達(dá) 50%的 良好效果。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是；對(duì)同一機(jī)泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制時(shí)，其流量與轉(zhuǎn)速成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，于是可根據(jù)泵流量的變化調(diào)節(jié)電機(jī)功率，流量降低時(shí)適時(shí)降低電機(jī)輸出功率而達(dá)到節(jié)能的目的。實(shí)踐證明這種 “ 大馬拉小車 ” 的操作極大地浪費(fèi)了能源。 （ 3） 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，降低電耗目 目前常減壓裝置都是利用離心 泵進(jìn)行原油的傳送，機(jī)泵電機(jī)的設(shè)計(jì)功率也較大。該渦流使層流層受到?jīng)_擊干擾，轉(zhuǎn)變成紊流狀態(tài)，從而提高了總傳熱速率。內(nèi)波外螺紋換熱器就是基于這樣的原理來強(qiáng)化換熱器傳熱效果的。Δt看 ， 在傳熱面積 A和溫差 Δt一定時(shí) ， 提高傳熱系數(shù) K可以提高傳熱速率 Q。 遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 2） 采用內(nèi)波外螺紋換熱器，強(qiáng)化換熱效果從傳熱方程 Q=K目前，針對(duì)重油燃料的高粘特性，北京航空航天大學(xué)成功開發(fā)了內(nèi)混合多孔互擊式音速空氣霧化火嘴，可使重油霧化粒度小于 20μm，具有霧化性能好、燃燒充分、不易結(jié)焦堵塞的特點(diǎn)，與其它重油燃燒器相比可節(jié)約燃料 10%左右。 ③ 采用新型燃燒器火嘴，提高加熱爐燃料的燃燒效率。熱管內(nèi)外封閉，管外帶有翅片，管內(nèi)充有儲(chǔ)熱介質(zhì)。 ② 采用熱管式空氣預(yù)熱器進(jìn)一步強(qiáng)化加熱爐煙氣能量的回收，減少排煙熱損失。該流程的優(yōu)點(diǎn)是；既加強(qiáng) 了煙氣余熱回收系統(tǒng)和裝置換熱系統(tǒng)冷熱流的匹配優(yōu)化，又將原來的氣 — 氣換熱改為氣 — 液換熱，極大地提高了換熱效率。 采用新工藝新設(shè)備，提高能量轉(zhuǎn)換利用水平 （ 1） 提高加熱爐效率 加熱爐是重要的升溫設(shè)備，煉廠綜合能耗的 1/3是由其進(jìn)行轉(zhuǎn)換和消耗的，節(jié)能潛力巨大。減壓塔在設(shè)計(jì)時(shí)為減少渣油的高溫裂解，提高塔頂真空度，常要求向塔內(nèi)回注一定量的急冷油，使渣油溫度低于 350℃ 。呼遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 和浩特?zé)捰蛷S常減壓裝置原油泵采用變頻調(diào)速技術(shù)后，在試運(yùn)期間取得了節(jié)能率高達(dá) 50%的良好效果 [13]。變頻調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)的控制如圖 1所示，其控制信號(hào)為 4～20mA電流。采用變頻調(diào)速技術(shù)為徹底解決這一問題提供了可能。在需要降量生產(chǎn)時(shí)通常采用關(guān)小出口閥門的方法進(jìn)行控制。由于此型換熱器的特殊設(shè)計(jì)同時(shí)強(qiáng)化了管束兩側(cè)的傳熱，近年來它正逐步取代常用的浮頭換熱器，在煉油廠得到廣泛應(yīng)用。該換熱器管管壁呈內(nèi)凸外凹的波紋形，當(dāng)流體流經(jīng)管壁的凹、凸槽時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向始終垂直于層流流動(dòng)方向的縱向渦流。根據(jù)對(duì)換熱器管壁流體流動(dòng)狀態(tài)的分析 [11]，由于兩側(cè)的冷、熱流體在緊靠壁處處于熱阻較大的層流狀態(tài)，因此為提高 K必須改變管壁處流體的流動(dòng)狀態(tài)，增大其紊流程度，改變總傳熱系數(shù)由管內(nèi)膜層流傳熱系數(shù)控制的狀況。A這種新型火嘴已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，取得較好效果。燃燒器火嘴的結(jié)構(gòu)決定了燃料的霧化性能和燃燒效果，這一點(diǎn)對(duì)重油燃料更為重要。借助于介 質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝可以高效地實(shí)現(xiàn)煙氣和空氣之間的換熱，其最大負(fù)荷可達(dá) 5MW[10]。由熱管組成的熱管式空氣預(yù)熱器是一種高效氣 — 氣換熱設(shè)備。某廠裝置進(jìn)行流程改造后，使加熱爐的平均效率由 65%提高到 85%。針對(duì)加 熱爐效率的提高主要有如下幾種新的措施； 將常規(guī)的煙氣余熱加熱自用燃燒空氣、原油獨(dú)立換熱流程改為加熱爐對(duì)流室冷流原油與煙氣直接換熱流程 [9]。 此外，針對(duì)常減壓的換熱優(yōu)化節(jié)能過程，高維平等開發(fā)了 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)的合成 ” 、 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)的分析 ” 、 “ 換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì) ” 和 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)的流程模擬 ”等技術(shù)，并利用 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化節(jié)能軟件包 ” 對(duì)吉化煉油廠原有常減壓換熱流程進(jìn)行了改造 [8]，使初底油換熱終溫由 272℃ 升高到 308℃ ，年可節(jié)省燃料 7800t，也取得較好的節(jié)能效果。如大慶石化總廠 [6]應(yīng)用基于夾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則的 PDMI軟件對(duì)其第三常減壓裝置的原有換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化，在增加 3臺(tái)換熱器和 1臺(tái)蒸汽發(fā)生器后，使該裝置的總能耗降低約 4%，年節(jié)約燃料油 1438t。冷熱流曲 線將整個(gè)溫 — 焓圖分為傳遞系統(tǒng)換熱負(fù)荷、公用工程冷卻負(fù)荷和公用工程加熱負(fù)荷三部分，通過選取適當(dāng)?shù)膴A點(diǎn)溫差就可以達(dá)到最小的公用工程負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)熱量最經(jīng)濟(jì)的匹配。他認(rèn)為在換熱網(wǎng)絡(luò)中存在著一個(gè)最小的允許傳熱溫差 ΔTmin—— 這一點(diǎn)即為 “ 夾點(diǎn) ” ，它限制了網(wǎng)絡(luò)最大熱量的回收。 目前，對(duì)于換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化合成應(yīng)用比較廣泛的是夾點(diǎn)技術(shù) [5]。 優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，合理匹配冷熱物流常減壓裝置的剩余熱量主要是蒸餾塔塔頂回流和各中段回流取出的，熱流的溫位從上而下逐漸升高，因此為提高原油遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 的最終換熱溫度，應(yīng)合理分配取熱，增加高溫位熱源熱量，而進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化是重中之重。 此外，將常減壓裝置的中間產(chǎn)品直接供入下游加工裝置，進(jìn)行 “ 接口進(jìn)料 ” ，也可以較好地達(dá)到節(jié)能目的。同時(shí)，通過將常壓換熱后原油送至瀝青裝置的焚燒爐對(duì)流段與高溫?zé)煔?(約 900℃ )進(jìn)行換熱，又可使其溫度升高 16℃ 。 降低常減壓裝置能耗的新措施 （ 1） 采用系統(tǒng)優(yōu)化匹配方法，統(tǒng)籌考慮節(jié)能方案 系統(tǒng)優(yōu)化匹配就是打破單套裝置界限，根據(jù)不同溫位熱源的特點(diǎn)，合理地實(shí)行裝置間的聯(lián)合，在較大范圍內(nèi)進(jìn)行冷、熱物流的優(yōu)化匹配的方法，其根本目的是避免 “ 高熱低用 ” ，實(shí)現(xiàn)能量利用的最優(yōu)化。 能量回收利用環(huán)節(jié)的回收率為 %，有近 %的待回收能量被冷卻水帶走，另有 %的能量以散熱形式排入大氣中。在直接損失的能量中，加熱爐的排煙熱損失占總供入能量的 %。本文分析了常減壓裝置的用能特點(diǎn)和存在的問題，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用和科研成果，總結(jié)了近年來國(guó)內(nèi)應(yīng)用的一些富有成效的節(jié)能措施，分析了其節(jié)能效果，供各煉油廠在常減壓裝置 改造時(shí)借鑒，從而提高裝置整體用能效率，降低能耗。 煉油行業(yè)的對(duì)策 煉油廠常減壓裝置節(jié)能新措施 常減壓裝置是煉油廠最大的耗能裝置之一，約占煉油總耗能的 25%～ 30%，因此降低該裝置的能耗對(duì)煉油廠的節(jié)能降耗具有極其重要的意義。我國(guó)新能源和可再生能源的大發(fā)展還有待于國(guó)家制定相關(guān)政策大力扶持。 可以看出我國(guó)在新能源和可再生能源方面已經(jīng)取得可喜的成績(jī)，但總的來說，無論是科研水平、開發(fā)利用規(guī)模、還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面都同國(guó)際水平有很大差距。h；波浪發(fā)電試驗(yàn)電站也在建設(shè)之中。 我國(guó)海洋能源資源亦十分豐富，其中可開發(fā)的潮汐能就有 2020104kW以上。已建成的西藏羊八井地?zé)犭娬粳F(xiàn)裝機(jī)總?cè)萘?104kW，年發(fā)電量達(dá) 9700104kW 風(fēng)能資源總量為 16108kW，約 10％可供開發(fā)利用；我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到 104kW；風(fēng)能綜合利用基礎(chǔ)理論研究、實(shí)用工藝技術(shù)等方面均取得進(jìn)展。 在我國(guó)約 600104km2可利用太陽能的國(guó)土上，太陽能年總輻射量超過60104kJ/cm2，太陽能資源豐富，開發(fā)利用前景廣闊。 水能可開發(fā)資源為 108kW，目前已開發(fā)利用 11％，小水電開發(fā)和利用取得世界公認(rèn)的成就。 20年來，我國(guó)新能源和可再生能源的開發(fā)利用也得到了很大發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)能源系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 1992年聯(lián)合國(guó)全球環(huán)境與發(fā)展大會(huì)后，國(guó)務(wù)院提出了我國(guó)對(duì)環(huán)境與發(fā)展采取的 10條對(duì)策和措施，明確指出要 “ 因地制宜地開發(fā)和推廣太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物能等清潔能?” 。為此世界上許多國(guó)家重新加強(qiáng)了對(duì)新能源和可再生能源利用技術(shù)發(fā)展的支持，我國(guó)也制定了相 關(guān)政策，積極推進(jìn)新能源和可再生能源的發(fā)展。 盡管如此，天然氣的使用也只是在某些方面緩解了環(huán)境壓力。 隨著天然氣的大規(guī)模使用，我國(guó)城市環(huán)境污染嚴(yán)重的狀況會(huì)逐步得到改 善。室內(nèi)調(diào)溫、洗浴、炊事等各子系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系，這樣既操作方便，又可以對(duì)能量進(jìn)行綜合利用，達(dá)到節(jié)能目的。 城市氣化主要指城市民用燃料的燃?xì)饣?。例如：一?100104kW 燃煤電站每年約消耗原煤 3106t，向大氣排放煙塵 77104t，二氧化硫 104t，氮氧化物104t，二氧化碳 106t，苯并芘 630kg。 城市氣化、發(fā)電、工業(yè)窯爐燃?xì)饧盎ぴ鲜墙窈笪覈?guó)天然氣利用的主要方向。 中國(guó)天然氣 需求增長(zhǎng)速度也將快于煤炭和石油。 ② 大力推廣利用天然氣，隨著近年來中國(guó)石油的短缺和環(huán)保力度的日益加大，天然氣利用問題已經(jīng)得到政府、天然氣企業(yè)和廣大用能單位的廣泛重視。因此，切實(shí)解 決 “ 未來全球能源危機(jī) ” 和 “ 環(huán)境保護(hù) ” 兩大問題顯得尤為重要。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，空氣中 70%的懸浮顆粒物和 90%的二氧化碳來自燃煤。我國(guó)的環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重，在世界污染最嚴(yán)重的遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 10個(gè)城市中 [7]，我國(guó)就占到了 7個(gè)。我國(guó)能源工 業(yè)同樣面臨著資源、能源和環(huán)境的壓力。國(guó)家 “ 十一五 ” 規(guī)劃就明確提出到 “ 十一五 ” 末，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值平均能源消耗要降低 20%，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)必須采取更嚴(yán)厲更有效的節(jié)能措施。 （ 4） 總體看來我國(guó)能源資源是短缺的 能源作為一種特殊的資源對(duì)它的開采使用必須本著 “ 開源節(jié)流 ” 的原則，既要擴(kuò)大能源生產(chǎn)，更要高度重視節(jié)省能源，這是保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要條件。特別是作為城市生活用燃料需求量很大。天然氣在我國(guó)大規(guī)模開采 利用歷史較短，在消費(fèi)的能源總量。我國(guó)探明石油可開采儲(chǔ)量?jī)H占世界總儲(chǔ)量的 %，人均占有量?jī)H為世界人均水平的 %。 （ 2） 我國(guó)石油和天然氣資源相對(duì)貧乏 遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 石油預(yù)測(cè)儲(chǔ)量為 4832億 t，探明剩余可采儲(chǔ)量為 t， 2020年我國(guó)原油產(chǎn)量為 t，石油及煉油產(chǎn)品消費(fèi)量為 t。北方地區(qū)又主要集中在山西、內(nèi)蒙古、陜西三省，其儲(chǔ)量約占全國(guó)總儲(chǔ)量的 2/3。 2020年我國(guó)原煤產(chǎn)量 t，能用于建礦井的原煤能開采 30多年。 我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富，儲(chǔ)量居世界第 三位，煤炭預(yù)測(cè)地質(zhì)儲(chǔ)量為 t，探明儲(chǔ)量為 t，約占世界總儲(chǔ)量的 %，但人均占有量約為世界人均占有量的 50%，能用于建礦井的資源儲(chǔ)量為 2200億 t。我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家，煤炭在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中所占比例一直保持在 70%左右。自然資源總量排在世界第七位，能源資源總量居世界第三位。筆者僅就我國(guó)能源狀況及建筑節(jié)能有關(guān)問題談一些個(gè)人看法，供共同討論。 在我國(guó)建筑能耗已占總能耗的 28%并逐步上升，正向 35%靠攏。 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ............................................................................................12 原油及產(chǎn)品性質(zhì)的性質(zhì) ...................................................................12 原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾及餾分性質(zhì) ...........................................................16 加工方案的確定 ........................................................................................16 裝置特點(diǎn)及主要技術(shù)措施 ........................................................................17 裝置特點(diǎn) ...........................................................................................17 主要技術(shù)措施 ...................................................................................17 計(jì)算產(chǎn)品有關(guān)性質(zhì) ............................................................................20 全裝置物料平衡計(jì)算及常壓塔物料平衡計(jì)算 ........................................24 汽提蒸汽用量 .................................................................................