【正文】 見，設(shè)常減壓蒸餾僅有 1套，且沒有考慮公用工程部分。 單位能量因數(shù)能耗與能源密度指數(shù)的關(guān)系 將式 (1)分子分母的 A1約去，并整理成下式： U=C1 AiCiAiEi nini ?? ?? 11 (2) 令 EII= AiCiAiEi nini ?? ?? 11，則式 (2)變成下式： U= (3) EII 為煉油廠實(shí)際能耗消耗總量與應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)能耗消耗總量的比值，這就是國外一些公司所采用的能源密度指數(shù)。 專業(yè)好文檔 12 如果一個(gè)評價(jià)體系中，規(guī)定的各裝置標(biāo)準(zhǔn)能耗不是很先進(jìn)，則 EII將會(huì)小于 1，這時(shí)統(tǒng)計(jì)分析的煉油廠中 EII最小者則是最先進(jìn)者，并且可能如 EII低至 ，才達(dá)到了較先進(jìn)的能耗指標(biāo)。如果 U等于 C1，說明煉油廠總體上達(dá)到了先進(jìn)能耗指標(biāo)；如果 U大于 C1，它們的差值就是每套標(biāo)準(zhǔn)常減壓裝置的節(jié)能潛力。 (2) 使用國內(nèi)外不同的評價(jià)體系時(shí)，所規(guī)定的能耗計(jì)算方法不同，各工藝裝置的標(biāo)準(zhǔn)能耗不同，單位能量因數(shù)能耗結(jié)果不一樣，差別可能較大。 (3) 從式 (2)中看出，單位能量因數(shù)能耗與原油加工量無關(guān)，完全適合于二次加工裝置有外購原料的煉油廠能耗評價(jià)。 (5) 單位能量因數(shù)能耗中，已經(jīng)考慮了加工流程的復(fù)雜程度，故不再與其有關(guān)。隨著技術(shù)的發(fā)展，一些工藝裝置的先進(jìn)能耗下降的幅度較大，則必須及時(shí)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)能耗，以增強(qiáng)可比性。 ＜煉油廠能量消耗計(jì)算方法＞的修訂 ? 主要修訂內(nèi)容 （ 1）將現(xiàn)有的計(jì)算方法改為計(jì)算與評價(jià)方法，規(guī)定了全廠、煉油裝置和輔助系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)。對輔助系統(tǒng)的能耗定額作了部分修訂。 （ 4）修訂了能耗計(jì)算中的有關(guān)規(guī)定，如能耗計(jì)算范圍。 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。該定額為燃料型，潤滑油型能耗定額另增加 。 有汽油回?zé)挄r(shí)，能耗定額另增加 3 FCC 70 48 對處理量 摻常壓渣油 20%以下或摻減壓渣油 10%以下 RFCC 85 55 5 對處理量 ARGG 無 75 對處理量 DCC 無 80 對處理量 若干氣加 LPG 收率在 36%以上，能耗定額另增加 5。 6 催化重整 預(yù)處理和重整單元 95 80 對重整進(jìn)料 該定額為固定床，組合床為 85，連續(xù)重整為 100。如果不掌握節(jié)能原理，就可能提出不恰當(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。 熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律：能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量度，當(dāng)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(shí)，數(shù)量不變 。 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。 缺點(diǎn)：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(shí)有較大的局限性和不合理性。它的表述方法很多，其中之一是：當(dāng)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(shí)，其品位只可能降低或來變，絕不可能提高。 現(xiàn)代節(jié)能原理是同時(shí)依據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律，并通過直觀實(shí)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。由于熵分析法比較抽象，不能評價(jià)能量的使用價(jià)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 主要是針對熱提出的，即熱量中最大能轉(zhuǎn)化為功的部分。 熱經(jīng)濟(jì)學(xué) 20 世紀(jì) 60 年代以來，在節(jié)能領(lǐng)域產(chǎn)生了將 火用 分析法與經(jīng)濟(jì)因素及優(yōu)化理論有機(jī)結(jié)合的熱經(jīng)濟(jì)學(xué)，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(gè)體系內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)參量與環(huán)境經(jīng)濟(jì)參量之間專業(yè)好文檔 16 的相互作用。而熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析法可以直接給出結(jié)果，這種方法特別適用于解決大型、復(fù)雜的能量系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化。 可逆過程與不可逆過程： 可逆過程是熱力學(xué)中的一種理想過程，在這個(gè)過程中，如為機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(dá)到可逆過程，其能耗就可能僅為 2~3的程度。節(jié)能工作就 是要在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)合理?xiàng)l件下，接近可逆過程。 節(jié)能方法 （ 1）使用用能量小的先進(jìn)工藝過程和高效設(shè)備； （ 2）減少過程。如裝置之間的熱進(jìn)出料；從整個(gè)系統(tǒng)的角度使用能量，抓住優(yōu)化匹配的機(jī)會(huì)，減少不可逆性。如對傳熱過程，就是要減少傳熱溫差，目前的經(jīng)濟(jì)傳熱平均溫差（不包括加熱爐）已經(jīng)達(dá)到達(dá) 20~30℃ ，隨著強(qiáng)化傳熱技 術(shù)的發(fā)展，傳熱系數(shù)提高后，經(jīng)濟(jì)傳熱過程可能進(jìn)一步減小。凡是傳熱溫差很大或較大的地方，也即是用能不合理的地方。 例 1，燒開水 將 10000kg水從 15 ℃ 加熱到 100 ℃ ，需能量 85 萬 kcal， 按數(shù)量折為 85kg標(biāo)油。此時(shí)，所需的一次能源已大大小 于水本身升溫所需的熱量 85kg標(biāo)油。 圖 2 背壓機(jī)排汽加熱節(jié)能示意圖 例 2 減少過程節(jié)能 某熱水泵房的改前流程為：來自自來水管網(wǎng)的水進(jìn)入緩沖罐后由泵升壓供出至工藝裝置換熱后至生活區(qū)。 由于設(shè)置了緩沖罐，并且加之原選 用的泵揚(yáng)程較高 (125m),需要開二臺(tái) 75kW的泵。 8 . 8 M P a , 5 3 5 ℃1 1 0 ℃1 0 0 ℃1 0 t , 1 5 ℃5 0 ℃1 . 4 3 6 t 蒸汽汽輪機(jī)內(nèi)效率8 2 %發(fā)電2 8 9 k W h發(fā)電等效率9 2 %輸入一次能源= 1 . 4 3 6 * 9 2 = 1 3 2 k g 標(biāo)油發(fā)電相當(dāng)于輸出一次能源= 2 8 9 * 0 . 2 8 2 8 = 8 1 . 7 k g 標(biāo)油用于加熱熱水的一次能源= 1 3 2 8 1 . 7 = 5 0 . 3 k g 標(biāo)油1 t 蒸汽放熱量5 9 . 2 萬大卡專業(yè)好文檔 18 來自工藝裝置的熱媒水也不進(jìn)入緩沖罐直接由 1 臺(tái) 15kW 的管道泵升壓送至工藝裝置。 例 3 能量多次使用 如有八個(gè)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(gè)過程的需熱量為 10kg標(biāo)油。 ② 800~1000 ℃ 。 ④ 200~300 ℃ 。 ⑥ 110~130 ℃ 。 ⑧ 50~70 ℃。 如果將前一個(gè)過程完成后的熱量回收用于下一個(gè)過程，則總需能量僅為 10 kg標(biāo)油，是單獨(dú)過程用能的八分之一。 ? 如果真有上述好的條件，一定要抓住機(jī)會(huì)，充分利用。（系統(tǒng)越大越復(fù)雜，則越接近優(yōu)化匹配的條件） ? 如果沒有這么多的溫度與負(fù)荷匹配良好的過程，要?jiǎng)?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(shí)現(xiàn)良好的匹配。 （ 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(duì)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(shí)處。測試計(jì)算反映測試狀況下的能耗水平，而統(tǒng)計(jì)計(jì)算反映實(shí)際平均水平。 （ 1） 測算結(jié)合，以測為主 對企業(yè)進(jìn)行能量平衡主要靠測試，必須以測為主，不能以計(jì)算代替測試。因此在制定能量平衡工作大綱時(shí)，必須充分考慮可測量性的問題。尤其對重點(diǎn)參數(shù)，還應(yīng)采用多 種估算方法進(jìn)行校核性結(jié)算，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。 （ 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。因此開展能平工作時(shí)，應(yīng)先從簡單設(shè)備和裝置開始，掌握原則，“練好兵”。如對鍋爐， 規(guī)定必須同時(shí)使用正反平衡法，且正平衡法為主，反平衡法為校核方法。 在實(shí)際能量平衡測試中，對一般用能較少設(shè)備，可只進(jìn)行正平衡測試。但應(yīng)特別注意的問題是：測試應(yīng)選在正常生產(chǎn)運(yùn)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(jìn)行。 全企業(yè)能量平衡測試完成后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，統(tǒng)一計(jì)算，以避免先后計(jì)算口徑的不一致。 （ 2） 組織準(zhǔn)備工作 開展培訓(xùn)教育工作，建立企業(yè)能量平衡工作領(lǐng)導(dǎo)小組（全面組織、協(xié)調(diào)，合理安排生產(chǎn)，推進(jìn)實(shí)施能量平衡結(jié)果后的成果實(shí)施）、工作小組（實(shí)施機(jī)構(gòu)）和有關(guān)專業(yè)測試小組，明確職責(zé)。 做好計(jì)量準(zhǔn)備工作，配備、完善（校核）測試儀器，以 及現(xiàn)場采樣點(diǎn)、測試點(diǎn)的準(zhǔn)備。 人為地單獨(dú)劃分出來作為研究分析的對象稱為體系，體系具有一定的空間和邊界。也可以根據(jù)能源品種劃分為蒸汽平衡體系 、電能平衡體系、燃料平衡體系和水平衡體系等。隨著測試體系的確定，被測設(shè)備、測試項(xiàng)目、測點(diǎn)布置、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算方法才能確定。 （ 3）能量平衡測試實(shí)施 首先消除被測設(shè)備體系的明顯缺陷（操作及管理上的缺陷、設(shè)備本體、監(jiān)控儀表、輔助設(shè)施的缺陷，是否存在明顯的偶然性能源浪費(fèi)現(xiàn)象）； 根據(jù)設(shè)備測試計(jì)算表，制作原始記錄表，包括測試時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境狀態(tài)、設(shè)備名稱、型號、測點(diǎn)位置、測試儀表、采集次數(shù)、時(shí) 間間隔、樣品編號、生產(chǎn)產(chǎn)品的名稱及性能參數(shù)、測試人及記錄人等。還必須保證測試記錄與現(xiàn)場分析相結(jié)合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不合理性，進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)救測試。有時(shí)靠某一單獨(dú)設(shè)備或裝置的數(shù)據(jù)還不行，必須與其它相連的設(shè)備或裝置相聯(lián)系。 (5) 能量平衡分析 分析各設(shè)備、裝置或全廠用能的合理性，以及產(chǎn)生不合理用能的原因。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有些企業(yè)在能量平衡后，只有大堆的表格和數(shù)據(jù)，但分析專業(yè)好文檔 21 與措施很少，實(shí)際上起到能量平衡的作用。 第二種方式是不需較高溫位的低溫?zé)?，僅耗少量的泵功，就可使 70~90℃ 的低溫?zé)嵘咧?50~200℃ ，這種方式一般稱為吸收式變熱器，應(yīng)是在煉油廠非常實(shí)用的一種節(jié)能措施。制冷劑和吸收劑組成的工質(zhì)對作為運(yùn)行工質(zhì)，其工作原理是：在發(fā)生器中，制冷劑工質(zhì)吸收溫度為 T1（如 70~100℃ ）的低溫?zé)?QG，蒸發(fā)形成壓力較高的飽和蒸氣，蒸汽在換熱器 H2 中預(yù)冷降溫后，流入冷凝器 C 并在此冷凝，在環(huán)境溫度 T0下向環(huán)境放出品位更低的熱量 QC。這種循環(huán)方式的結(jié)果是僅耗費(fèi)了很少的液泵泵功，就能將低品位的熱量 QG+QE 轉(zhuǎn)化成一部分接近環(huán)境溫度的熱量 QC，和另一部分有用的中品位熱量 QA。國外研究最多的是含有 TFE 的工作流體，其中 TFEH20E181溶液和 TFEPyr 溶液有較為滿意的效果。 吸收式變熱器的性能系數(shù)為 左右，即可將 100 份的低品位熱量轉(zhuǎn)化為 40 份的中品位熱量。操作性能參數(shù)COP 為 ，供熱規(guī)模為 6270kW 時(shí)，總投資 820 萬元 (2021 年 )。 專業(yè)好文檔 22 圖 17 單級吸收式變熱器示意流程 C— 冷凝器 G— 發(fā)生器 E— 蒸發(fā)器 A— 吸收器 H H2— 換熱器 P P2— 液泵 V— 節(jié)流閥 燃?xì)廨啓C(jī) 燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理： 壓氣機(jī)（壓縮機(jī)，在燃機(jī)的前部）連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮，壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃料，成為高溫燃?xì)膺M(jìn)入透平中膨脹作功，推動(dòng)透平葉輪帶著壓氣機(jī)葉輪一起旋轉(zhuǎn)，加熱后的高溫燃?xì)庾鞴δ芰︼@著提高，因而透平在帶動(dòng)壓氣機(jī)的同時(shí)，尚有余功作為燃?xì)廨啓C(jī)的輸出機(jī)械功。 燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程示意圖和壓比及溫比對燃?xì)廨啓C(jī)效率的影響見圖 18~圖 19。當(dāng)前 t3最高已達(dá) 1200~1300℃，簡單循環(huán)（無回?zé)幔┑膲罕冗_(dá) 15~30，燃?xì)廨啓C(jī)效率最高的已達(dá) 40%以上。 燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供的基本方案見圖 20： 圖 20 一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供的基本方案 燃?xì)廨啓C(jī)與加熱爐聯(lián)合后，多耗的燃料發(fā)電效率在 80%以上。這種方式，比空氣壓縮機(jī)用汽輪機(jī)來帶動(dòng)使總的燃料消耗降低 10%以上。由于該地區(qū)周圍無電網(wǎng)，故以該三臺(tái)機(jī)組組成的熱電站供應(yīng)全部所需的電和熱，平時(shí)投運(yùn)兩臺(tái)機(jī)組即可滿足生產(chǎn)用電的需要，另一臺(tái)備用。廠中還裝有六臺(tái) WJ6G1發(fā)電機(jī)組。 廣州分公司，裝有 2臺(tái) WJ6G1燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，燃用煉油廠干氣，配有余熱鍋爐實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，于 1995年投產(chǎn)。燃機(jī)排出的煙氣含氧 15%，溫度 550℃，作為加熱爐的燃燒用的空氣，其顯熱相當(dāng)于提供加熱爐 30%的燃料，加熱爐煙氣經(jīng)脫 Nox 后，在余熱鍋爐中回收 13t/h 。 以天然氣為原料的合成氨廠，一座年產(chǎn) 20 萬噸、四座年產(chǎn) 30 萬噸的合成氨廠應(yīng)用了燃?xì)廨啓C(jī)，大大降低了能耗。國內(nèi)其它合成氨廠的能耗在 900 kg標(biāo)油 /噸氨左右。 低溫余熱的回收與利用 石化工業(yè)有大量的低溫余熱（一般指熱源溫度在 150℃ 以下），低溫余熱回收和利用的好壞也標(biāo)志著一個(gè)企業(yè)的用能水平，故它始終是困擾節(jié)能工作的一個(gè)問題。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：有些企業(yè)在確 定低溫余熱利用方案時(shí)，低溫余熱的價(jià)格確定不合理；另外有時(shí)將回收利用的系統(tǒng)管道投資沒有考慮。 （ 3） 低溫余熱的利用應(yīng)優(yōu)先考慮長周期運(yùn)行的同級利用（低溫?zé)崃恐苯哟媪嗽褂玫亩文茉矗?，如除鹽水加熱、工藝裝置重沸器熱源、儲(chǔ)罐加熱，其次考慮全年中部分時(shí)間利用的同級利用，如采暖，最后才考慮升級利用，即制冷、發(fā)電。 表 13 低溫?zé)崂玫? 低 溫?zé)崂梅绞? 折能系數(shù) 備 注 同級利用 溴化鋰吸收制冷 制取冷水溫度 7~15C 熱水?dāng)U容發(fā)電（帶采暖） 用水用熱媒，熱水最高溫度 130C 正丁烷有機(jī)工質(zhì)發(fā)電 蒸發(fā)溫度 熱水?dāng)U容發(fā)電（無采暖） 用水用熱媒，熱水最高溫度 130C 目前國內(nèi)低溫?zé)釘U(kuò)容發(fā)電投用的企業(yè)有長嶺和錦西煉廠。共回收 4100 萬 kcal/h,長年同級利用的有氣 體分餾裝置重沸器熱源 202