《节能培训》PPT课件.ppt

换热窄点技术及计算,茂名石化技术质量部 赖作通,主 要 内 容,2,同样4 GJ/h的热量的不同质量 在360-320C时: (Ex)t= 2.121 GJ/h ; =0.530 在130-90C时 (Ex)t= 0.992 GJ/h ; = 0.248,1、过程用能的本质和节能原理简述,佣耗是过程进行的推动力,1、认识过程用能的本质和原理,热佣的图示:由(Ex)t=Qd作图:,360-320C,佣耗是过程进行的推动力,1、认识过程用能的本质和原理,FCC 主分馏塔热利用佣分析图,分馏塔：回流比板数优化 换热网络：传热温差换热面积优化 油品管线：泵功耗管线及保温设施 管径和保温厚度的优化设计投资,费用O,Od,Oe,Omin,Ropt,Rmin,回流比R,局部最优化：二维参数求极小值,局部子系统的能量综合优化 -HEN的图形匹配界面,渣油与原油换热网络,3个出料温度选择：164 C，220 C，252 C,渣油,某炼厂的上、下游装置的T-H图,某炼油厂上、下游装置-Q分析图,提高热出料温度后两个HEN优化重组 方向和效益的选择,装置内部换热网络重新匹配：减少发生低压蒸汽，进一步优化传热温差，达到同样的热回收效果： 余出的下游装置高温热流用于热联合，节省加热炉燃料，或发高压蒸汽；或用于大系统低温热利用； 进一步降低能耗； 进一步节省换热器投资；,加深热联合的改进,某1000万吨/年大型炼油厂 主要工艺装置集中布置、集中控制 蒸馏装置产品热出料到下游: 重整、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化 催化裂化、加氢裂化部分工艺物流余热同初底油换热,减二减三换热流程（与加氢处理进料的关系）,此二换热器用于脱前换热120左右，可用其他热源取代,减二,减三,A,常减压,加氢处理,缓冲罐,（哈尔滨SEI设计62）,加氢处理装置换热流程,362 C自分馏塔来,减二减三进 料预热,进缓冲罐,分馏塔进料预热,进缓冲罐,A,置换出来279-170热流，何用？,炼油厂低温热回收利用潜力和途径,1、对“低温热资源” 认识的片面性 调查现有冷却器负荷，取某个温度为界限，列出 “现有低温热资源一览表”。按此考虑和制定利用计划。 问题（点评）： “现有低温热资源”不是确定的。其中很大一部分将随能量系统优化而消失，即作为有效利用工艺热流而回收利用。,I、当前炼油厂低温热利用现状和问题,为什么中国炼油企业低温热越来越多？ 1、扩建或新建装置项目审批时间长，设计时间短， “来不及”考虑与原有装置和系统的能量集成优化; 2、委托设计的炼油厂对问题和后果的严重性缺乏认识 3、设计院任务重、时间紧；两方面因素导致脱离全厂能量优化目标，孤立考虑设计范围内的用能。 4、结果：多用燃料、电、蒸汽、水，较多低温热排放,这就造成每上一个新装置，增加一批公用工程，低温热也增加一笔的现象。 如果新建装置能与原有装置和系统能量集成匹配，那么很多新增高温热源便可以不用，许多排弃的低温热也便可以在原有装置中匹配利用了.,大量的低温热是因能量匹配不合理而产生,2、 “低温热利用”对策：分散、随机 随机选用某个“低温热源”，随机决定低温热阱。 没有系统全局考虑，没有年度规划，没有技术经 济核算，好比“拉郎配”, “乱点鸳鸯”。 实例：许多炼厂有7、8个低温热换系统， 每个系统1-2个热源，3-4个热阱 。物流温位高低不等。 问题： 分散、随机的匹配，很难做到合理，更不用说优化。,3、低温热降质利用 例1、催化主分馏塔一中回流（170 ）， 用于加 热60热媒水 例2、催化顶循（15090 ）加热70采暖热水 例3、100热媒水用于60再沸器供热 例4、 100回收凝结水与10新鲜水混合 问题： 高热低用，必然导致低热无用。 某厂利用低温热仅占可用量1/3。,4、热媒水系统耗功费热 多系统、多网络造成水量大，泵功耗高；热媒水温降小，回水温度高；取不出工艺物流的低温热，往往需要补充蒸汽加热。 问题： 这是分散随机的必然结果。最低温的热阱得不到充分利用，难以降低回水温度。,5、对变化条件适应性差 低温热阱需求随季节变化很大，同一季节负荷随气象变化大。系统缺乏柔性调节手段和策略考虑，用热多时蒸汽补充加热-回水温度升高-取热减少-用汽增加；形成恶性循环。(越低温越取不出低温热）。 问题： 热媒水系统水量-温降优化柔性设计和可调节特性是系统优化的关键之一。用好低温热阱可以构成自适应的低温热回收系统。,某石化厂目前低温热利用状况: 1200t/h 热媒水 ，62-72 多路并联取热，塔顶，顶循，一中 多路并联供热， 热量不足，蒸汽补， 冷不下来加大冷却水。 实际利用不到1/3。,图1 典型的当前低温热利用系统图,当前低温热利用系统的佣分析图,1、不理解科学用能的原理 （1）、科学用能的要义：温度对口、梯级利用 （2）、能量的品位和质量概念 （3）、能量利用的本质：用其品质，而非用其数量 （4）、能量的降质是最大的损失 2、缺乏技术经济优化的观念和手段 温差-佣损耗-能量降质-回收率 换热设备-传热系数-投资 单台换热器的优化 HEN 优化,II、问题的根源和深层次的理论缺失,1、大系统优化匹配，相应的工程、技术问题 2、 换热网络优化合成技术 3、低温热子系统与全局（装置、辅助系统、全厂） 4、相应的软件（模拟、优化）,3、缺乏系统工程观念和技术手段,III、炼油厂低温热利用系统优化技术简介,2 、充分利用好低温热源和低温热阱,热阱： 各种低温装置再沸器用热、进料预热，储运维温伴热、工艺用热水，采暖水、生活热水，锅炉除氧水、除盐水、原水，干燥空气、空调新风 热源 各种不适合在装置内部利用的工艺物流余热， 产品冷却热100 -60-40 加热炉、锅炉烟气余热， 凝汽透平冷凝潜热40-70 ,3、自适应的低温热利用系统,以脱氧软水为循环热媒体： 充分利用冬季低温热阱，降低回水温度，多取装置余热；通过改变流量和温差，调节取（携）热量 关键：冬季与低温热阱充分换热，降低回水温度 理想的回水温度： 夏季：60-90 T 30 冬季：30-90 T 60 冬季增加的低温热阱需要更低温热源 愈低回水温度，愈多取工艺热,3、自适应的低温热利用系统流程图,4、设计关键：两个换热网络与CSW系统协调,各装置工艺余热用于加热循环软水（CSW）热源网络 工艺余热温度：60-100，180 ，230 （烟气） CSW温度：30-90，140 ，204 CSW与低温热阱间的换热网络-热阱网络 按温位高低，流程顺畅，串联-梯级利用 换热网络优化设计的关键： 1、变化条件的适应性和可调性 2、与循环软水网络参数的迭代协调,设计关键：循环热媒水管网优化设计,主干管网流速和管径（变流量考虑） 热源/热阱侧串/并联安排 温度对口，梯级利用，避免差温混合 冬、夏不同工况时系统的适应性 柔性优化设计：变化条件的可调性,5、操作调节： 两个换热网络之间的集成模拟和协调优化,调节手段：蒸汽补加热器 回水冷却器 流量调节控制 参数控制策略（用变化流量调节回水温度） 各种变工况的应对策略演练 计算机辅助的可视化优化操作模拟系统,用例：大庆炼化低温热利用系统,变化热阱：罐区维温伴热（冬多夏少） 厂房采暖（冬有夏无） 干燥空气预热（冬-30 夏+30 ） 流程安排策略：按温位串联 实际运行：冬季回水30-40 投资5千万元，约3年回 节约燃料油 2-3t/h 及蒸汽,用例：XX 炼化低温热利用系统,不停工改进，2007 改串联，温度对口，梯级利用 热源、热阱两个网络优化（大部分只能改管线） 关键：如何提高换热器的能力？ 目标：扩大1.5倍-3400万大卡/时 能耗降低5个单位 十一五改造目标（2010）：低温热+热出料为契机的热联合，15单位,XX石化2007年低温热梯级利用系统流程图（部分）,XX石化2007年低温热梯级利用系统佣分析图,IV、低温热利用与其它节能措施的关系 1、 储运节能三原则： 原则一：储量最小化（原油、中间罐、成品罐） 1）、热联合创造条件砍掉大部分中间罐；留运营储备，正常缓冲。 2）、原油最小储量省流动资金，免维温 3）、在线调和节省成品油调和倒罐,原则二：储运参数最优化-最小维热温负荷： （1）必要储存时间;（2）适当提高进罐温度t1;（3）最低容许储存温度t2 ;（4）合理的良好保温 例1：大庆原油哈尔滨管输末站，46，冷滤点33 ，冬季散热温降1 。10天之内无须维温加热。例 例2：黄岛油管输末站25-26，冷滤点0 ，临盘油末站45- ，冷滤点35 ； 400万吨/年厂耗汽10t/h多 例3、运行策略：死罐与活罐 例4、抚顺外输柴油的故事。 条件：温度监控，操作规定。,原则三：选择适宜的加热方式 1、盘管改热媒水 （一厂例） 2、进罐管线上：热媒水/管壳式HE （兰州例） 3、出罐口、泵入口：抽吸式加热器（蒸汽或热媒水） 储运节能潜力巨大 1、降低工艺总用能 2、回收大量低温热（很好的热阱） 3、节省泵功耗,2、与蒸汽动力系统密切配合：,1）、低温热利用降低蒸汽用量需求，改变系统格局 关键：反复调整系统方案，考虑冬夏不同，密切配合 2)、蒸汽生产过程两段（原水、除盐水予热）是难得热阱 注意：热负荷随汽量和