【正文】 尾氣、分餾塔頂油氣等）作為燃料提供能量，則必須計入能耗。 （（ 2）單位綜合能耗）單位綜合能耗 　　 單位綜合能耗是統(tǒng)計對象在統(tǒng)計期內(nèi)，以單位原油、原料單位綜合能耗是統(tǒng)計對象在統(tǒng)計期內(nèi)，以單位原油、原料油加工量或產(chǎn)品產(chǎn)量所表示的能耗量。工藝裝置的單位綜合能耗的簡單叫法就是裝置能耗。 單位綜合能耗的計算通式如下：單位綜合能耗的計算通式如下：e=E/G式中：式中： e—— 統(tǒng)計對象的單位綜合能耗，統(tǒng)計對象的單位綜合能耗， kg/t；；　　 E—— 統(tǒng)計對象綜合能耗量，統(tǒng)計對象綜合能耗量， kg/年（月、季）；年（月、季）；　　 G—— 統(tǒng)計對象的原油加工量（或原料加工量、產(chǎn)品產(chǎn)量），統(tǒng)計對象的原油加工量（或原料加工量、產(chǎn)品產(chǎn)量）， t/年（月、季）。（（ 3）能耗大小對比需要注意的問題）能耗大小對比需要注意的問題 　　 從能耗計算公式可以看出，能耗計算結(jié)果取決于計入能耗從能耗計算公式可以看出，能耗計算結(jié)果取決于計入能耗的能耗工質(zhì)種類與能量換算系數(shù)。不同的國家有不同的標(biāo)準(zhǔn)和方法，因此，不同國家之間的同類裝置、單元或全廠的實(shí)物消耗相法，因此，不同國家之間的同類裝置、單元或全廠的實(shí)物消耗相同（國外，甚至一個公司有同（國外，甚至一個公司有 2種方法），但能耗可能差別較大，種方法），但能耗可能差別較大，不能直接對比?！　?　　 　　 　　 從今年開始，國內(nèi)能耗對比時，將有三類不同的標(biāo)準(zhǔn)的能從今年開始，國內(nèi)能耗對比時，將有三類不同的標(biāo)準(zhǔn)的能耗結(jié)果：耗結(jié)果：　　　　　　 （（ 1）＜煉油廠能量消耗計算方法＞修訂前；）＜煉油廠能量消耗計算方法＞修訂前；　　 　　 　　 （（ 2）＜煉油廠能量消耗計算方法＞修訂后，從今年開始試）＜煉油廠能量消耗計算方法＞修訂后，從今年開始試運(yùn)行；運(yùn)行；　　 　　 　　 （（ 3）） 《石油化工設(shè)計能量消耗計算方法》《石油化工設(shè)計能量消耗計算方法》 SH/T31102023已已于于 2023年年 5月月 1日開始執(zhí)行日開始執(zhí)行 。 kcal/(kg.℃℃ )，熱損失為，熱損失為 5%。此題僅為說明能耗的計算，數(shù)值大小無意義?！　　　　　　　　　　　∧芎挠嬎闶纠怼　　　　　　　　　　　∧芎挠嬎闶纠怼∧芎脑u價　能耗評價 能耗評價指標(biāo)能耗評價指標(biāo)　　　　　　 工藝裝置工藝裝置 ：：　?。ā　。?1）單位進(jìn)料或產(chǎn)品的綜合能耗；）單位進(jìn)料或產(chǎn)品的綜合能耗；　?。ā　。?2）單位能量因數(shù)能耗（對聯(lián)合裝置））單位能量因數(shù)能耗（對聯(lián)合裝置） 。）基準(zhǔn)能耗。）能源密度指數(shù)。實(shí)際能耗實(shí)際能耗 (對各自裝置的進(jìn)料或產(chǎn)品對各自裝置的進(jìn)料或產(chǎn)品 )分別為分別為 E1,E2...En, 評價評價體系中確定的每套裝置應(yīng)可達(dá)到的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)能耗體系中確定的每套裝置應(yīng)可達(dá)到的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)能耗 (國內(nèi)稱為能耗定額，下國內(nèi)稱為能耗定額，下稱標(biāo)準(zhǔn)能耗稱標(biāo)準(zhǔn)能耗 )分別為分別為 C1,C2...Cn,其中只有編號為其中只有編號為 1的裝置為常減壓蒸餾裝的裝置為常減壓蒸餾裝置，相應(yīng)的加工量就是該煉油廠的原油加工量?！　?　　 則此煉油廠工藝裝置作為一個整體來講，單位能量因數(shù)能耗則此煉油廠工藝裝置作為一個整體來講，單位能量因數(shù)能耗 U的定義為的定義為：： 　　　　 上式中分母稱為能量因數(shù)，上式中分母稱為能量因數(shù)， 可以看出的是：其中的是該煉油廠應(yīng)達(dá)可以看出的是：其中的是該煉油廠應(yīng)達(dá)到的能源消耗總量，到的能源消耗總量， ，二者是常減壓裝置應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)能源消耗量，二者的比值即能量因數(shù)，直接意義則是煉油廠應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)能源消耗總量折的比值即能量因數(shù)，直接意義則是煉油廠應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)能源消耗總量折算成具有標(biāo)準(zhǔn)能耗的常減壓裝置的套數(shù)。由于在一定的評價體系中，標(biāo)準(zhǔn)能耗準(zhǔn)能耗 C1,C2……Cn 是不變的，因此，能量因數(shù)就是標(biāo)準(zhǔn)能耗常減壓裝置是不變的，因此，能量因數(shù)就是標(biāo)準(zhǔn)能耗常減壓裝置的套數(shù)。顯然，高能耗的裝置琥多或加工流程越長，折成的常減壓裝置套數(shù)越多，所以是煉油廠加工復(fù)雜程度的體現(xiàn)?！　?　　 　　 　　 式式 (1)中的分子項是該煉油廠的單位綜合能耗，即加工每噸原油的中的分子項是該煉油廠的單位綜合能耗，即加工每噸原油的綜合能源消耗量，除以能量因數(shù)后，就是單位能量因數(shù)能耗，意義就是綜合能源消耗量，除以能量因數(shù)后，就是單位能量因數(shù)能耗，意義就是標(biāo)準(zhǔn)能耗常減壓裝置的實(shí)際能耗。 　　　　 ＜煉油廠能量消耗計算方法＞的修訂＜煉油廠能量消耗計算方法＞的修訂　　　　 主要修訂內(nèi)容主要修訂內(nèi)容　　 　　 （（ 1）） 將現(xiàn)有的計算方法改為計算與評價方法，規(guī)定了全廠、煉將現(xiàn)有的計算方法改為計算與評價方法，規(guī)定了全廠、煉油裝置和輔助系統(tǒng)的評價指標(biāo)。 　　 　　 （（ 2）對所有工藝裝置能耗定額修訂，補(bǔ)充了新型煉油工藝裝置）對所有工藝裝置能耗定額修訂，補(bǔ)充了新型煉油工藝裝置的能耗定額的能耗定額 。對輔助系統(tǒng)的能耗定額作了部分修訂。炭、低溫余熱等。修訂了能耗計算中的有關(guān)規(guī)定，如能耗計算范圍。能潛力?；蚝艽蟮挠绊?。熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律：能量是物質(zhì)運(yùn)動的量度，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，數(shù)量不變。b 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。b 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，其品位只可能降低或來變，絕不可能提高。這種方法有兩大類，熵分析法和火用分析法。 火用分析法認(rèn)為：能量 =火用 +火無火用是這樣一種能，在給定環(huán)境的作用下，可以完全連續(xù)地轉(zhuǎn)化為任何一種其它形式的能量，而火無是一種不可能轉(zhuǎn)化的能量形式。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，還要研究一個體系內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)參量與環(huán)境經(jīng)濟(jì)參量之間的相互作用。一般來說，第一定律和第二定律分析法，在方案比較中僅能給出一個參考方向，而不能得出具體結(jié)論。 用能的本質(zhì)認(rèn)識 按能量的作功能力，將其分為三大類：低級能量 ：理論上不能全部轉(zhuǎn)化為功的能量，主要是熱能； 可逆過程是熱力學(xué)中的一種理想過程，在這個過程中，如為機(jī)械運(yùn)動則沒有摩擦阻力，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)合理條件下，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；從整個系統(tǒng)的角度使用能量，抓住優(yōu)化匹配的機(jī)會，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，也即是用不合理的地方。 燒開水的例子 將 100kg水 從 15加熱到 100需能量 8500kcal， 按數(shù)量折為 。此時，所需的一次能源已小于水本身升溫所需的熱量 。來自工藝裝置的熱媒水進(jìn)入緩沖升壓供出至工藝裝置換熱后至生活區(qū)。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。的泵。的泵電耗。壓送至工藝裝置。多萬元。（ 1） 1200~1400℃ （ 2） 800~1000 ℃（ 3） 400~600 ℃（ 4） 200~300 ℃（ 5） 150~200 ℃（ 6） 110~130 ℃（ 7） 80~100 ℃（ 8） 50~70 ℃ 如果每一個過程單獨(dú)進(jìn)行，至少需要 8*10=80 kg標(biāo)油。由此可以看出能量多次使用的本質(zhì)和系統(tǒng)優(yōu)化的極大優(yōu)越性。（系統(tǒng)越大越復(fù)雜，則讓其顯露出來，并充分利用。過程之間及與公用工程之間實(shí)現(xiàn)良好的匹配。據(jù)一項 1994年的統(tǒng)計資料，窄點(diǎn)技術(shù)在全世界的工業(yè)應(yīng)用項目在 2500個以上。 傳統(tǒng)方法及數(shù)學(xué)法的缺點(diǎn)： （ 1）第一定律：不能真正說明能量損失的原因； （ 2）第二定律：很抽象，實(shí)際過程中難以應(yīng)用； （ 3）純粹數(shù)學(xué)意義上的優(yōu)化，到目前還僅限于換熱物流數(shù)目較少的網(wǎng)絡(luò)，對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，數(shù)學(xué)方法還很不成熟，不僅經(jīng)常得不到答案，而且合成的網(wǎng)絡(luò)很復(fù)雜，難于實(shí)際應(yīng)用。使用簡單的圖表加上一定的經(jīng)驗(yàn)即可對復(fù)雜的裝置和系統(tǒng)，同時優(yōu)化權(quán)衡能量與投資；252。252。據(jù)此，石化工業(yè)是窄點(diǎn)技術(shù)大有作為的一個工業(yè)。國內(nèi)窄點(diǎn)技術(shù)也得到了一些應(yīng)用，但還較少，有許多應(yīng)用，還僅限于窄點(diǎn)計算。冷熱綜合曲線窄點(diǎn)及意義窄點(diǎn)溫差吸熱部分放熱部分公用工程目標(biāo)解題表（或叫問題表格）℃ ℃ 窄點(diǎn)溫度為對應(yīng) SN3子網(wǎng)絡(luò)，即熱物流溫度為 90冷物流溫度為 70 SN1子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流 150~145冷物流僅 125； SN2子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流 145~120冷物流 125~120； SN5子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流僅 60冷物流為 40~25； SN6子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流僅 60冷物流為 25~20 總綜合曲線 總綜合曲線的兩個示例第一個圖形，窄點(diǎn)溫度 180可發(fā)生低壓蒸汽及供出低溫余熱；第二個圖形，第一個窄點(diǎn)溫度 260第二個窄點(diǎn)溫度 120中間可發(fā)生中壓蒸汽，背壓發(fā)電后，再供出 ，利用中間富裕的溫差作功。 實(shí)際意義是： 盡量使冷熱綜合曲線平行，溫差均衡分配，使在合理回收能量的前提下，使投資最小，實(shí)際上是節(jié)能基本原則的應(yīng)用 。解題表易于尋找能量目標(biāo)和熱級流動情況，冷熱綜合曲線更便于對窄點(diǎn)技術(shù)的基本概念進(jìn)行理解，而總綜合曲線特別適用于選擇公用工程的適當(dāng)配置方案。假如把每一個窄點(diǎn)溫差下的換熱網(wǎng)絡(luò)都設(shè)計出來，而進(jìn)行選取，其工作量太大，工程上不實(shí)用，也沒有這個必要。綜合選取年操作費(fèi)用最低的窄點(diǎn)溫差即為優(yōu)化值。 窄點(diǎn)設(shè)計法主要包括以下五個步驟： （ 1）將換熱網(wǎng)絡(luò)由窄點(diǎn)分成兩個分離網(wǎng)絡(luò)； （ 2）這兩個分離網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計由窄點(diǎn)處開始往窄點(diǎn)換熱器以遠(yuǎn)發(fā)展，主要的窄點(diǎn)匹配方案以及是否或如何進(jìn)行物流分流，應(yīng)用可行性準(zhǔn)則來確定（物流數(shù)包括分流準(zhǔn)則、熱容流率不等式約束準(zhǔn)則、熱容流率差準(zhǔn)則）； （ 3）當(dāng)窄點(diǎn)處存在可挑選的方案時，設(shè)計者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)確定； （ 4）窄點(diǎn)換熱器的熱負(fù)荷取決于消去探試法。新式設(shè)計法 實(shí)際上，這種老式的窄點(diǎn)設(shè)計法比較機(jī)械，設(shè)計出的換熱網(wǎng)絡(luò)也比較復(fù)雜。℃ 而在實(shí)際設(shè)計換熱器時，選取較小的一個傳熱溫差別值（如 10） ，這樣設(shè)計出的換熱網(wǎng)絡(luò)比較簡單實(shí)用。4． 5 公用工程能級優(yōu)選法 對大多數(shù)工藝過程來說，為了滿足它在窄點(diǎn)以上的熱量需求，通常要對不同的熱公用工程系統(tǒng)進(jìn)行選擇。 熱機(jī)、熱泵的位置 熱機(jī)的位置：不能跨越窄點(diǎn)，應(yīng)放于窄點(diǎn) 之上，或窄點(diǎn)之下； 熱泵的位置：應(yīng)跨越窄點(diǎn) 但由于熱泵能提高的溫度不是很高，只有對前圖中的溫度提高不大的情況下才能適應(yīng)。 加爐爐的傳熱一般分為輻射和對流兩段。而在對流段由于煙氣溫度要低得多，所以爐管傳熱面積可按煙氣和工藝物流間的溫差驅(qū)動力來確定。雖然實(shí)際上達(dá)不到理論火焰溫度且煙氣熱容是溫度的函數(shù)，但為了說明問題方便，仍可以此溫度作為煙氣溫度溫焓線的參考起始點(diǎn)，并可以得到較為正確的結(jié)果，因?yàn)樵趯α鞫蔚妮^低溫度區(qū)間內(nèi)，煙氣的熱容隨溫度的變化很小。這是在工藝過程設(shè)計和加熱爐設(shè)計之前就可以獲得目標(biāo)燃料耗量的方法，即不需知道爐管根數(shù)、管徑及其出入爐溫度和其它參數(shù)。如下圖所示可以看出其影響。 如右圖所示：工藝過程所需的最低供熱量為 Qhmin，當(dāng)窄點(diǎn)溫差為 50 ℃ 時是 1300kW，窄點(diǎn)溫度為 400 ℃ （煙氣窄點(diǎn)溫度為 425 ℃ ，工藝?yán)淞髡c(diǎn)溫度為 375 ℃ ）。 如尾端煙氣在熱流窄點(diǎn)溫度下離開加熱爐時，所需燃料為： 燃料 =Qhmin+(煙氣窄點(diǎn)溫度－ T0)*℃ ℃ ，則最高空氣預(yù)熱溫度是 270這時新的理論火焰溫度為 1725并可計算出新的燃料耗量： 燃料＝Ｑ hmin+(200T0)*煙氣熱容流率 =1480kW 所以助燃空氣預(yù)熱可節(jié)省燃料 17%。（ 3）用窄點(diǎn)技術(shù)考慮的空氣預(yù)熱同時窄點(diǎn)金法則也告訴我們：最大的空氣預(yù)熱溫度應(yīng)該等于冷流的窄點(diǎn)溫度。 燃料 =Qhmin+(T0)*Cp煙氣 （ TPCT0） *（ Cp空氣 +Cp燃料 ） 由于 Cp空氣 +Cp燃料 燃料 =TPC） *Qhmin+窄點(diǎn)溫差 *Qhmin+窄點(diǎn)溫差 *Cp燃料 *（ TPCT燃料 ） (1a)TPC冷物流窄點(diǎn)溫度即使窄點(diǎn)溫差在合理的范圍內(nèi)，且假定燃料不預(yù)熱，也可以算出很高的加熱爐效率。傳統(tǒng)的方法中，空氣預(yù)熱溫度只能加熱到 270而冷流