（化学工程专业论文）辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 节能减排是我国现阶段重要的基本国策之一，也是现阶段各行各业工作重点。本文 以此为出发点，剖析因能源消费而引发的世界性环境问题及世界经济的可持续发展问 题，阐明我国能源战略的发展历程和当今政策。节约能源法的施行必将推动全社会 节约能源，提高能源利用效率，不仅为确保如期完成“十一五 节能减排目标提供了法 律保障，也将对促进我国经济社会全面协调可持续发展产生深远的影响。国有及大型企 业理应在法律框架下，在节能减排工作中发挥积极作用，明确责任和义务，使用科学方 法和技术，为节能减排清洁生产做贡献。 本文结合本单位实际情况，运用节能分析法，从能源使用、消耗、排放多个方面进 行全面分析，找出企业能源构成和使用情况，以节能减排为方向，指出能源使用中存在 的问题和不足，明确企业节能潜力及应采取的措施。重点从节水、节电、节油几个方面 进行深入分析，找出工艺技术和设备状况是引发能源高耗和浪费的主要原因，相应提出 合理、切实可行的节能减排措施，应采用的节能设备和节能技术，并予以实施。节水方 面提出回收蒸汽冷凝水的方案，并对蒸汽冷凝水的性质及回收工艺进行说明。节电方面 提出原油输送、锅炉给水采用变频控制方式，达到节电目的，同时淘汰落后、耗能设备。 节油方面对新建加热炉设计方案，设备状态进行说明，提出对锅炉排污热量回收及相应 热力计算。综合治理方面使用电伴热代替蒸汽伴热，节水、节油，清洁环保，提出和分 析热力除氧结合真空操作的节能潜力，指出设备防垢除垢的必要性和节能分析。 本文的目的就是为了节能减排，通过排查节能障碍和浪费原因，查找节能潜力提出 整改措施，使节能减排工作落到实处，节能措施得到实施，最终促进企业节能降耗，减 低生产成本，提高经济效益，清洁环境，达到了节能减排的目标，推动企业节能的管理 工作管理能力的提升。 关键词：能源；节能；分析；对策 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 e n e r g ya n a l ) o nt h e o fc r u d eoilener a n a l y s i s0 nt h es y s t e mo fc r u d eo i lt r a n s p o r t a t i o no f t r a n s d 0 r t a t i o n l i a o y a n gp e t r o c h e m i c a lc o m p a n ya n de n e r g y s a v i n g c o u n t e r m e a s u r e a b s t r a c t t h ee n e r g yc o n s e r v a t i o na n dr e d u c e s e m i s s i o n si so n eo fi m p o r t a n tb a s i cs t a t ep o l i c i e si no u rc o u n t r ya t t h ep r e s e n ts t a g e ，a l s oi st h ew o r k i n ge m p h a s i sf o rv a r i o u st r a d e s 。t h i sa r t i c l et a k et h i sa sas t a r t i n gp o i n t , e x p o u n d so u rc o u n t r ye n e r g ys t r a t e g yd e v e l o p m e n tp r o c e s sa n dn o wt h ep o l i c y s t a t e o w n e da n dt h e m a j o ri n d u s t r ys h o u l du n d e rt h el e g a lf r a m e w o r k , i nt h ee n e r g yc o n s e r v a t i o nr e d u c e si nar o wo fw o r kt o p l a yt h ep o s i t i v er o l e ，i sc l e a ra b o u tt h er e s p o n s i b i l i t ya n dt h ed u t y , t h eu s es c i e n t i f i cm e t h o da n dt h e t e c h n o l o g y , r e d u c e st h er o wf o rt h ee n e r g yc o n s e r v a t i o nt op r o d u c et h eo u t s t a n d i n gc o n t r i b u t i o nc l e a n l y t h i sa r t i c l eu n i f i e st h i su n i t a c t u a ls i t u a t i o n ，t h eu t i l i z a t i o ne n e r g yc o n s e r v a t i o na n a l y t i cm e t h o d ，p o i n t s o u tq u e s t i o nw h i c ha n di n s u f f i c i e n c yi nt h ee n e r g yu s ee x i s t s ，i sc l e a ra b o u tt h ee n t e r p r i s et oc o n s e r v e e n e r g yt h em e a s u r ew h i c ht h ep o t e n t i a la n ds h o u l da d o p t k e yf r o ms a v i n gw a t e r , t h ee l e c t r i c i t ys a v i n g ， s a v e sg a sa n do i ls e v e r a la s p e c t st oc a r r yo nt h et h o r o u g ha n a l y s i s ，d i s c o v e r st h ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g ya n d t h ee q u i p m e n tc o n d i t i o ni si n i t i a t e se n e r g ya n dt h ew a s t ep r i m a r yc a u s e ，p r o p o s e dc o r r e s p o n d i n g l y r e a s o n a b l e ，t h ep r a c t i c a la n df e a s i b l ee n e r g yc o n s e r v a t i o nr e d u c e sar o wo fm e a s u r e ，s h o u l du s ee n e r g y c o n s e r v a t i o ne q u i p m e n ta n de n e r g yc o n s e r v a t i o nt e c h n o l o g y t h es a v i n gw a t e ra s p e c tp r o p o s e dt h a tt h e r e c y c l i n gs t e a mc o n d e n s e dw a t e r sp l a n ，a n dc a r r i e so ns h o w i n gt ot h es t e a mc o n d e n s e dw a t e r sn a t u r ea n d t h er e c y c l i n gc r a f t t h ee l e c t r i c i t ys a v i n ga s p e c tp r o p o s e dt h a tt h ec r u d eo i lt r a n s p o r t a t i o n ，t h eb o i l e rs h o u l d u s et h ef r e q u e n c yc o n v e r s i o nc o n t r o lm o d ef o rt h ew a t e r , a c h i e v e st h ee l e c t r i c i t ys a v i n gs i m u l t a n e o u s l yt o e l i m i n a t eb a c k w a r d n e s s ，t oc o n s u m ee n e r g yt h ee q u i p m e n t s a v e so i lt h ea s p e c tt ot h en e w l yb u i l th e a t i n g f u r n a c ed e s i g np r o p o s a l ，t h ed e v i c es t a t u sc a r r i e so nt h ee x p l a n a t i o n ，p r o p o s e dt h a td e a l sw i t ht h eb o i l e r b l o w d o w nh e a tr e c o v e r ya n dt h ec o r r e s p o n d i n gt h e r m a ld e s i g n t h ec o m p r e h e n s i v ep r o g r a mo fp u b l i c o r d e ra s p e c tp r o p o s e dt h a tu s ee l e c t r i c i t yp a r t n e rt r o p i c si sh o tf o rt h es t e a mp a r t n e r , s a v i n gw a t e r , s a v e sg a s a n do i l ，t h ec l e a ne n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t h i sa r t i c l eg o a li st oc o n s e r v ee n e r g ya n dr e d u c e se m i s s i o n s ，t h r o u g ht h ei n v e s t i g a t i o no ft h ew a s t e r e a s o n ，s e a r c he n e r g yc o n s e r v a t i o np o t e n t i a la n dr e o r g a n i z e st h em e a s u r e t h ee n e r g yc o n s e r v a t i o nm e a s u r e o b t a i n s e dp r o m o t e st h ee n t e r p r i s et oc o n s e r v ee n e r g yf i n a l l y , d e c r e a s e st h ep r o d u c t i o nc o s t , r a i s e st h e e c o n o m i ce f f i c i e n c ya n dc l e a ne n v i r o n m e n t ，p r o m o t e st h es u p e r v i s o r yw o r kc a p a c i t y k e yw o r d ：e n e r g y ：e n e r g yc o n s e r v a t i o n ：a n a l y s i s ：c o u n t e r m e a s u r e l i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文题目：泖丕嵝骅遗竭剜盏幽酗! 璨 作者签名乏茎篷壹菱日期：五年z 月互日n 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 沦文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题 怍者签名： 导师签名： 大连理工大学专业学位硕士学位论文 引言 2 0 0 6 年我国g d p 已达2 0 9 4 万亿人民币，已聚居世界前列。“十一五 规划提出节 能降耗2 0 和减排1 0 的约束性指标。这是保持我国经济持续、平稳发展的重要举措。 工业企业是耗能大户，同时也是节能减排的重点区域，节能潜力巨大。国有大企业有 义务、有责任、有能力，通过对现有生产工艺、设备能力进行能源使用分析，找出不足， 采用新工艺，使用高效节能设备，提高产能，扩大生产规模，增加经济效益和社会效益， 在现实社中会树立良好公众形象，为企业长远发展奠定基础。 中石油、中石化两大集团下属的原油或成品油输转系统众多，绝大部分地处郊区、 远离城市。中国石油天然气股份有限公司辽阳石化公司原油输转站，始建于七十年代， 担负辽阳石化公司炼油原料一原油的输转、计量、储存任务。地理位置位于辽阳市城区 西南方向5 0 公里处刘二堡镇，比邻沈大高速公路，油品罐存能力1 5 万立方米，目前最 大输转能力可达5 5 0 万吨年。由于地处偏远，要保证其独立的正常生产，往往需要消 耗大量的能源。装置建于七十年代，经过历年局部改造维修，设备装备水平有所提高， 但总体看其设备装备水平参差不齐，工艺技术水平落后，个别地方甚至不合理，导致设 备使用效率不高，能耗较高。通过对原有输转系统现有工艺状态、设备装备水平系统， 进行全面能耗分析，找出节能潜力。采取现代节能技术措施，针对性解决，提高设备装 备水平，采用新工艺、新设备，达到了降低生产成本，减少能源消耗，使污染物排放达 到标准，达到了节能减排、清洁生产的目标。 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 1文献综述 1 1能源消耗引发的全球气候问题 1 1 1 温室效应引起的全球气候变化 温室效应乜1 引起的全球气候变暖成为国际社会关注的热点。伴随着人类生产力的高 度发展，能源消耗的日益增加，由此带来地区环境和全球环境急剧变化。全球气候变化 是当今世界所面临的最具挑战性的全球环境问题口3 之一，气候变化问题主要源自于温室 气体的温室效应。 温室气体的排放主要来源于人类大量的迅速增长的矿物能源煤、石油、天然气 的消耗。在地球的大气层中，有一部分气体，例如二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳 化物、全氟化碳、六氟化硫等，由于可以无障碍地让太阳辐射到地球的热量通过，同时 又阻挡住从地球表面反射回来的长波辐射，致使地球大气层内部的温度升高，所以被称 为温室气体。一般来说，大气中温室气体浓度越高，温室效应越强，气候变暖将进一步 加剧。对气候变化影响最大的是二氧化碳，它的寿命期很长，一旦排放到大气中，其寿 命可达2 0 0 年，因而最受关注。 气候变化门对自然生态系统已经造成了明显的影响，例如影响生态系统的生物多样 性，和各国农业生态系统的生产力。气候变化还反映在一些地区极端天气气候事件( 厄 尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等) 出现频率与强度的增 加。气候变化也威胁着人类的健康，尤其是对热带和亚热带的低收入人群。 气候变化不仅是气候和全球环境领域的问题，而且是一个涉及到人类社会的生产、 消费、生活方式和生存空间等社会和经济发展的各个领域的重大问题。1 9 8 8 年1 1 月， 世界气候组织和联合国环境规划署建立了“政府间气候变化专门委员会( i p c c ) ，定 期对世界各国有关气候变化研究的结果进行评估。i p c c 第三次评估报告指出，近百年来 地球气候正经历一次以全球气候变暖为主要特征的显著变化，这种变暖是由自然的气候 波动和人类活动共同引起的。而最近五十年的全球气候变化，很可能主要是人类活动造 成的，因此解决气候变化问题的根本措施就是减少温室气体的人为排放。国际社会在经 过多年艰苦谈判之后，最终形成两个共同应对全球气候变化的重要国际条约陆1 ，公约 和京都议定书。 公约规定了缔约方在履约过程中应遵循的五项原则：共同但有区别的责任原则 ( 公平原则) 、充分考虑发展中国家的具体需要和特殊情况原则、预测、防止或尽量减 少气候变化的原则( 预防原则) 、促进可持续发展原则、合作和开放经济体系原则。 京都议定书是防止气候变化和定量减少温室气体排放方面第一个具有法律约束 力的国际条约，是国际环境外交的一个重要里程碑。京都议定书规定了缔约方的温 2 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 仅为确保如期完成“十一五”节能减排目标提供了法律保障，也将对促进我国经济社会 全面协调可持续发展产生深远的影响。 1 2 2 节约能源法的主要内容 修订后的节约能源法共7 章8 7 条，修改的主要内容是： 扩大了调整范围在完善现行法律有关工业节能的规定的同时，新增加了建筑节能、 交通运输节能和公共机构节能的内容，主要规定了一些重要的节能管理制度和措施。关 于工业节能，法律增加了推进能源资源优化开发利用和合理配置，优化用能结构和企业 布局；限制新建不符合国家规定的燃煤发电机组、燃油发电机组和燃煤热电机组；实 行电网节能发电调度，安排清洁、高效和符合规定的热电联产、利用余热余压发电的机 组与电网并网运行等内容。 此外，法律专设了“重点用能单位节能 一节，规定重点用能单位必须设立能源管 理岗位，每年必须向管理节能工作的部门报送上年度的能源利用状况报告；有关部门 要对该报告进行审查，对节能管理制度不健全、节能措施不落实、能源利用效率低的重 点用能单位责令实施源审计，并提出书面整改要求，限期整改，从而进一步明确了重 点用能单位的节能义务，强化了管理和监督。 明确了节能标准的基础作用进一步明确要建立和完善节能标准体系，制定强制性 的用能产品、设备能效标准和生产过程中耗能高的产品的单位产品能耗限额标准；健全 建筑节能标准、交通运输营运车船的燃料消量耗限值标准等。 加大了政策激励力度增设了激励措施一章，明确国家实行促进节能的财政、税收、 政府采购、信贷和价格政策。对生产、使用列入推广目录的节能技术和产品，实行税收 优惠，并通过财政补贴政策，支持节能照明器具等的推广和使用，健全能源矿产资源 有偿使用制度，提高能源资源开采利用水平；鼓励先进节能技术、设备的进口，控制在 生产过程中耗能高、污染重的产品的出口等。 理顺了相关部门的监管职责为了解决节能监管职责交叉问题，法律规定，国务院 和县级以上地方各级人民政府管理节能工作的部门分别负责全国和地方行政区域内的 节能监督管理工作，政府其他有关部门在各自的职责范围内负责节能监督管理工作，并 接受同级管理节能工作的部门的指导，以确保法律规定的节能制度和措施有人抓，违 法用能行为有人查。 强化了法律责任主要是增加了法律责任条款，加大了对包括政府部门、企业以及 其他单位和个人在内的各类主体违反本法规定的行为的处罚力度。 1 。3 企业节能策略 1 3 1 我国能源现状 4 大连理工大学专业学位硕士学位论文 我国是一个资源能源缺乏的国家，如人均石油储量仅为世界人均量的1 8 ，天然气 约为世界人均量的1 2 0 ，淡水资源为世界人均量的1 5 。由于我国油、气资源短缺，石 油天然气的供应越来越多的依靠进口，使我国能源供应面临很大的风险，不仅强劲求因 素刺激油价上涨，而且许多非经济因素也在影响着油价。 表1 1 国际市场原油价格 t a b 1 1i n t e r n a t i o n a lm a r k e tc r u d ep r i c e 自本世纪初以来，世界油价狂涨，四年来上涨了3 倍，超过1 0 0 美元。表1 1 是原 油价格的走势，以纽约市场交易数据为依据。国际原油市场的这种现状和走势，不仅给 我国经济造成了冲击，也给我国的能源安全【7 1 敲响了警钟。 我国能源消费以煤为主，环境问题日益突出。2 0 0 5 年，我国一次能源消费量2 2 2 5 亿吨标准煤，其中，煤炭消费量2 1 4 亿吨( 折标煤1 5 2 9 亿吨) ，是世界第二大能源消 费国。由于近7 0 的原煤没有经过洗选直接燃烧，造成的烟尘和二氧化硫排放量，分别 占全国总排放量的7 0 和9 0 ，二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的三分之一。 工业用能居高不下。2 0 0 5 年，一、二、三产业和生活用能分别占能源消费总量的 3 6 、7 2 3 、1 3 6 和1 0 5 ；其中工业用能占7 0 8 。1 9 9 0 年以来，我国工业用能水 平一直保持在7 0 左右，与国外能源消费结构相比，明显偏高。 单位产品能耗高，主要耗能设备能源效率低。2 0 0 4 年，与国际先进水平相比，火电 供电煤耗3 7 9 克标煤，高2 1 5 ，大中型钢铁企业吨钢可比能耗7 0 5 千克标煤，高1 5 6 ， 水泥吨综合能耗1 5 7 千克标煤，高2 3 3 ，大型( 天然气) 合成氨吨综合能耗1 2 3 5 千 克标煤，高2 4 7 ，电解铝交流电耗每吨1 4 6 8 3 千瓦时，高4 1 。目前，燃煤工业锅炉 喀1 平均运行效率6 0 一6 5 左右，比国际先进水平低1 5 2 0 个百分点；各类电动机的平均 效率比发达国家低3 - 5 个百分点，电机拖动系统整体运行效率比国际先进水平低2 0 个 百分点。 目前，我国大型钢铁联合企业吨钢综合能耗比小型企业低3 0 0 千克标煤；火电厂每 千瓦时供电煤耗，3 0 万千瓦机组比5 万千瓦机组低1 0 0 克标煤以上；以天然气和石油为 原料生产合成氨吨产品综合能耗，大型企业比中小型企业少3 0 0 千克标煤。重点行业工 艺技术和装备落后是产品单耗高、能源利用效率低的重要原因。工业是当前节能潜力最 大的领域。 1 3 2 企业节能策略 5 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 ( 1 ) 企业节能目标 企业节能目标是使节能工作能够深入持久地稳步前进。它必须符合国家产业政策， 符合企业的实际情况，充分统计分析和评价现有的管理和技术实力，分步骤分阶段地进 行，达到期望的目标。目标要明确，既要有长期目标，也要有分阶段的短期目标，措旌 有力，并有年度实施计划。首先就是确定目标，即企业在未来的发展过程中，要应对各 种变化所要达到的目标。其次就是要制定规划，通过对系统分析，找出节能潜力，有针 对性地采取管理、技术措施达到目标。最后对节能规划进行评估，如果与目标相距较大， 还需要多个迭代的过程，需要考虑如何修正。 ( 2 ) 企业节能分析 主要是利用各种分析方法，找出企业在节能方面存在的问题和实现目标的难度，这 部分是节能规划的重点。通过分析，能够掌握本企业的基本情况，确定目标的合理性。 分析内容 企业节能分析内容包括：企业的技术装备情况，如生产工艺和设备的实际状况和水 平；节能管理机构、管理制度、规定是否健全；能源计量配备情况；企业节能统计情况， 包括本企业统计口径、能耗指标实际完成情况、同行业国内外水平、实物消耗分析；企 业的物料平衡和能源平衡m 。 能源分析按介质划分可分为水、电、风、气( 汽) 、燃料及优化利用；按工序划分 可分为工序内部和工序间系统优化：按环节划分可分为产生、输送、分配、使用。系统 互相关联，互相交叉，互相影响，在分析时要综合考虑。 分析方法 节能潜力分析 节能潜力与能源效率相对应，世界能源委员会把能源效率定义为：减少提供同等能 源服务的能源投入。从物理学观点看，能源效率是指在利用能源资源的各项活动中，所 得到的起作用的能源量与实际消耗的能源量之比。从消费观点看，能源效率是指为终端 用户提供的能源服务与所消耗的能源量之比。与目标能源效率之间的差距即为节能潜 力，节能潜力分为理论潜力和视在潜力，理论潜力是指理论上可以回收和重复利用的能 量，视在潜力是指在当前的技术条件下能够实现的回收利用的能量，随技术进步的发展 视在潜力动态变化。 全能耗节能 企业在生产过程中，除了直接消耗燃料、动力和载能工质外，还要消耗各种原材物 料、各种设备和各种建筑等。原材物料、设备和建筑都是消耗了大量能源生产出来的， 所以对他们的使用是间接消耗能源。一个企业的全部能源消耗，既包括燃料、动力、载 能工质等直接能源的消耗，也包括间接能源的消耗，所以分析企业和产品的能源利用情 况，应以全能耗为基础。 大连理t 大学专业学位硕士学位论文 1 4 国外原油管道输送技术的发展趋势 1 4 1国外原油管道输送技术的发展趋势 目前，世界范围内的高粘、易凝原油管道长距离输送基本上仍是采用加热和稀释两 种工艺。针对现役管道输量逐年下降，稠油开采日益增多，以提高管道运行安全性、节 能降耗为目的的各种新技术、组合工艺的研究日益成为热点，像物理场处理( 磁处理、 振动降粘) 、水输( 液环、悬浮、乳化) 、器输( 滑箱、膜袋) 、充气降粘( 充饱和气增加输 量) 、混输和顺序输送等多种工艺的研究，有些已进入工业试验与短距离试输阶段。总 的来说，国外原油管道的输送工艺j 下朝着多元化和新型化的方向发展。 国外先进的原油管道普遍采用密闭输送工艺、高效加热炉和节能型输油泵；运用高 度自动化的计算机仿真系统模拟管道运行和事故工况，进行泄漏检测，优化管线的调度 管理；对现役管道定期进行安全检测和完整性评价。例如：美国的全美管线就是世界上 最先进的一条热输原油管道，全长2 7 1 5 k m ，管径7 6 0 m m ，全线采用计算机监控和管理系 统( s c s s ) ，在控制中心的调度人员通过计算机可实现管道流量、压力及泵、炉、阀等设 备的自动控制，仿真系统软件可完成泄漏检测、定位、设备优化配置、运行模拟、培训 模拟等功能。 目前，我国与美国、前苏联、印尼等国的长输原油管道广泛采用加热输送工艺，就 工艺方法本身而言，我国与国外的水平相当，但在管线的运行管理和主要输送设备的有 效利用水平上还存在着一定的差距。 1 4 2 加热炉应用技术现状 加热炉是热输原油管道的主要耗能设备，前苏联主要采用直接式加热炉，美国直接 和间接式加热炉都采用。我国2 0 世纪8 0 年代后期开始大量采用间接式加热炉，与国外 相比，国内加热炉的自动化程度不高，主要部件像换热器、炉管等的耐腐蚀性差，热媒 炉系统自动控制和调节系统的实际使用水平偏低，余热回收装置普遍存在腐蚀、积灰、 传热效率不高的问题，今后应从节能角度出发，大力开展燃烧节能新技术、新设备的研 究，尤其是新型高效燃烧器、余热回收装置、燃油添加剂的研制。 1 4 3 输油泵调速节能技术 据统计，国内输油泵运行效率比国外先进水平低1 0 - - - , 2 0 ，有相当数量的泵处于部 分负荷下工作，工作流量远低于额定流量，而工作压力远高于额定压力。传统上采用阀 门节流虽然在实际使用中很有效，但造成大量的能源浪费，是一种不经济的运行方式。 目前，国外大型输油泵普遍采用电机调速控制，节电率可达4 0 ，节能效果十分显著。 1 4 4 原油储罐的自动计量系统 7 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 目前，原油储罐的计量方法主要有两种：一种是基于体积的计量方法，另一种是基 于质量的计量方法。国外大多数石油公司基本采用体积计量方式，其油罐自动计量系 统由测量系统和计算机监控系统两部分组成，其中对罐内油品平均温度的测量是决定计 量精度的一个关键问题。而对于油气混输管道，目前国外正在研究和开发多相流质量流 量计，这种流量计可使工艺流程简化，不需要进行油、气、水分离便能直接测量，取消 了计量分离器和计量管汇，减少建设和维护费用。 1 5 我国原油管道输送的基本运作程序 1 5 1我国原油管道输送的基本运作程序 原油是我国的战略物资，是国家的经济命脉n 伽。我国原油物资隶属国家所有，国家 经贸委下属的中国石油天然气集团公司及中国石油化工集团公司行使国家赋予的石油 勘探、开发权利。作为中游业务的原油管道运输，其作用是将原油由油田的集输厂通过 管道长距离输送至炼厂、码头等。目前我国绝大多数长距离原油管道由中国石油天然气 集团公司下属的中国石油天然气管道局及中国石油化工集团公司下属的管道储运公司 管理，国家依据国民经济的总体发展需要制定宏观的年原油生产计划，集团公司根据各 油阳的产量及下游企业炼厂及化工厂的情况制定年度、季度及月度管道输油计划，管 道企业依据计划与原油承接方一炼厂及化工厂等签定供货合同并制定输油方案组织输 送。随着市场经济的逐步深入，石油的运作逐步向市场运作机制靠拢，原油的产、供、 销等也会相应发生变化，管道企业在完成国家任务的同时也可承担其它原油输送业务， 以满足国内原油输送市场的需要，原油管道输送将会更加市场化。 1 5 2 管道输油原理 管道输油是将原油( 或油品) 加压、加热通过输油管道由某地( 一般是油田) 输送 至另一地( 一般是炼厂、码头等) 。加压的目的是为原油提供动能，以克服沿线地理位 差及管道沿线的压力损失；加热是针对“含蜡高、凝点高、粘度大 的“三高原油而 采取的措施，目的是使管道中原油的温度始终保持在凝点以上或更高的温度以使原油顺 利流动。实现原油的长距离输送必须有输油站及线路两大部分。输油站中包括输油泵机 组、加热设备、计量化验、通讯设备、储油罐等，而线路部分包括管道本身、沿线阀室、 穿( 跨) 越、阴极保护设施及沿线通讯线路、自控线路、简易公路等。 1 5 3 输油站的分类 输油站有两种分类方法，按输油站所处位置分，有首站、中间站及末站。首站一般 在油田，作用是收集油田来油，经计量、加压、加热向下游输送。一般原油输送管道距 离较长，首站一次加压加热后不能到达终点，所以需在中间设若干个接力站一中间站， 以便继续输送。输油管道的终点称为末站，它的任务是接收来油，经计量后交给用油企 8 大连理工大学专业学位硕士学位论文 业或转运；按输油站的作用分有热泵站、泵站及热站。所谓热泵站是指给原油既加压又 加热，泵站只加压不加热，热站只加热不加压。 1 5 。4 热泵站的组成 由于我国原油主要是“三高”原油，输送时既需加压又需加热，所以我国原油输送 管道的输油站大多为热泵站，热泵站中主要设备有：输油泵及配用电机、加热炉、换热 器、储油罐、计量设施等。泵站比热站的输油设备要少一些。 1 6 辽阳石化以节能减排推动科学发展 “十一五以来，辽阳石化把节能减排提到事关履行国企社会责任和自身可持续发 展的重要议事日程上来，通过优化用能结构，推进技术创新，促进国际合作，努力在“增 产不增能”中探求节能减排工作的新突破。数据显示，与2 0 0 5 年相比，辽阳石化原油 加工量上升4 3 2 ，化工商品量上升7 7 ，但能耗总量仅上升2 。“十一五”前3 年，辽 阳石化公司节能2 7 6 万吨标煤，处于中国石油炼化板块前列，万元产值综合能耗比2 0 0 5 年下降2 8 2 ，原油加工综合能耗达到4 5 千克标油吨，比2 0 0 5 年的6 6 3 千克标油 吨下降了3 2 1 ；日取水总量由“十五”期间的2 2 万吨下降到1 4 万吨。 优化结构结硕果 辽阳石化的节能降耗工作中，结构调整所降低的能耗份额在整个节能工作中占据了 非常大的比重，接近7 0 。辽阳石化将结构调整概括为“加减法”，即在新上项目时， 把节能水平作为一项关键指标来考核，抬高项目建设的节能“门槛”，倡导高效低耗装 置的应用，确保增产少增能。同时，采取强有力手段，对高耗低效装置坚决予以关停， 淘汰落后的工艺和产能，实现整个用能链条的优化升级，为发展换取更多的空间和容量。 2 0 0 5 年以来，辽阳石化相继建成1 0 个高效低耗重点项目。其中，年5 5 0 万吨常减压装 置将炼油业务由公司的短板变为专长，使公司成为国内唯一内陆全部加工外油的企业。 这些项目立项之初，辽阳石化就强调新建项目要节能优先，确保增产不增能耗。以5 5 0 万吨年俄油加工装置为例，辽阳石化在关键塔罐、机泵和加热炉等“耗能大户 上做 文章，把节能理念渗透到每个操作环节，实现系统集成优化控制。新装置投用后，1 2 项炼油技术指标全部达到考核值，其中综合能耗为4 5 千克标油吨，综合商品率9 5 9 7 ， 轻油收率为8 4 8 ，加工损失率为0 6 2 ，吨油现金加工费为5 2 3 元，均达到行业领先 水平。8 0 万吨年p t a 装置还实现了尾气焚烧作功发电，在装置满负荷运行时每小时可 发电1 万千瓦。 精细管理出效益 节能降耗离不开细节管理，更离不开制度的有效执行。在辽阳石化公司，能源制度、 监测和考核体系得到有效执行，形成了公司、厂、车间、班组四级管理网络，明确各层 次职责权限，建立了早会、周生产优化会、月经济活动分析会等节能通报分析制度。辽 9 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 阳石化成立了专业能源监测机构和能源监察小组，实施公用工程日消耗监控，以精细管 理降消耗。辽阳石化建立了节能指标考核体系，增加节能节水经济考核权重，严格管理 硬性兑现。另外，辽阳石化还加强能源计量管理，通过量化跟踪考核，发现计量管理漏 洞，加大计量投入，及时改进，推进节能工作。 推陈出新解难题 坚持应用新技术、新工艺实现节能减排目标，是辽阳石化在节能减排工作中的又一 个着力点。在“十一五规划中，辽阳石化把节能减排放在项目建设的突出位置来抓， 坚持新装置在设计时就采用先进成熟技术，从源头上实现节能。“十一五”以来，辽阳 石化共投入节能资金2 6 亿元，实施节能项目2 3 个；完成科技攻关9 项，实现节能量 2 0 5 万吨标煤，年可降低生产成本8 2 0 万元。 辽阳石化公司不断推进新技术、新工艺、新材料应用，努力在生产控制和技改技措 上做文章，提高能源利用效率。例如，辽阳石化针对芳烃装置开展热联合技术攻关，利 用甲苯塔高温物料代替蒸汽作为热源，年可减少蒸汽用量9 2 万吨，减少燃料消耗8 8 0 吨。这项技术被美国u o p 公司作为重要节能措施用于同类芳烃装置。 节能减排创和谐 辽阳石化产业链较长，拥有6 l 套主要生产装置，是国内为数不多的集炼油、化工、 化纤产品生产和销售业务于一体的大型联合企业，节能减排工作任务也很繁重。为此， 辽阳石化一直把节能减排放在重要位置来抓，积极开拓国际合作渠道，注重吸收和借 鉴国外最先进技术，提高节能减排的成效和水平。辽阳石化与国际大公司合作，对全公 司能量开展调查，进行能量平衡，提出能量优化解决方案，实现优化节能。 氧化二氮减排c d m 项目是辽阳石化在中国石油集团的领导下，充分利用国际规划， 推进节能减排的一次成功尝试。从2 0 0 5 年2 月1 6 日，京都议定书正式生效后，辽 阳石化在中国石油集团有关部门的指导下，立即着手氧化二氮减排c d m 项目的可行性硼 究。辽阳石化现有两套己二酸生产装置，设计年生产量为1 4 万吨，每年预计排放氧化 二氮4 1 万吨，由于氧化二氮的温室效应是二氧化碳的3 1 0 倍。解决氧化二氮排放造成 的温室效应问题，成为辽阳石化推进国际化合作实现节能减排的一个突破口。经过艰苦 工作，2 0 0 7 年1 1 月3 0 日在印尼巴厘岛召开的联合国c d m 执行理事会( e b ) 第三十六次 会议上，辽阳石化氧化二氮减排项目正式注册为c d m 项目，2 0 0 8 年3 月1 4 日投入试运 行。这是目前国内成功注册的最大c d m 项目。据统计，辽阳石化氧化二氮减排项目每年 可减排1 2 0 0 多万吨，占中国c d m 减排量1 0 以上，既引进了先进减排技术，又创造了良 好的环境效益和社会效益。 辽阳石化公司加大对末端治理的投入，本着“排放达标，应急措施有效和外排污水 三级防控”的原则，安排4 4 6 亿元资金，实施热电厂锅炉烟气脱硫、4 4 0 号污水装置预 处理等1 4 项重大环保隐患治理项目，减少了污染物的对外排放。这些项目建成后，在 1 0 大连理工大学专业学位硕士学位论文 污染防控方面发挥了明显的作用。辽阳石化公司对所有排污口实施在线监测管理，对重 点排污口做到及时监测、及时通报，考核准确、管理到位。辽阳石化公司还将社会区域 部分生活污水引入公司污水处理装置进行生化处理，改善了当地环境。如今的辽阳石化 天蓝、水清、景美，附近的龙石风景区更成为当地居民休闲旅游的好去处。 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 2 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析 2 1 原油输转系统的能耗过程分析 2 1 1 原油输转系统的能源供给 辽阳石化公司原油输转站，始建于七十年代，担负辽阳石化公司生产原料一原油的 接受、计量、输送、储存任务。原油输转站接受辽河和大庆输送来的原油，加热、加压 输送给总厂，属于热泵站。配备输油泵、加热炉、锅炉、储油罐、计量设施等设备。维 持原油输转系统正常生产生活所需的能源有水、电、风、燃料油、蒸气。表2 1 列出每 年水、电、燃料油消耗量，数量巨大。 从能源的供给环节分析，除电外，水、风、燃料油、蒸气四种能源不适于长途输送。 原油输转站地理位置位于辽阳市西南角，远离主体生产厂区，能源运输成本太高，所以 能源不可能全部由主体厂供给。原油输转站无法自产的能源动力电、燃料油由主厂外部 供给，其余能源站内解决。燃料油取自炼油厂抽提装置尾油，采用汽槽运输形式供给。 动力电产自主厂动力分厂，采用甲、乙双线配送，站内建变配电所，二次分配。工业水 源于区域内地下水，自给自足。工业蒸汽由配备的蒸汽锅炉自产。工业风用量很小，由 站内配备的小型空压机提供。 表2 1 能源消耗表 t a b 2 1 e n e r g yc o n s u m p t i o nt a b l e 2 1 2 原油输转系统的能源使用 从能源使用环节分析，原油输转站消耗的能源只有电、燃料油和水三种，蒸气、风 属过程性能源，是电、燃料油和水三种能源的转化形式。原油输转站原油年输送量均超 过3 0 0 万吨，每年水、电、燃料油消耗量见表2 1 。电、燃料油和水每年的消耗量主要 受输油量的影响，当然还受油品的粘度，环境温度，及设备技术状态和操作水平的影响。 电量每年需用8 0 0 万度以上，电能绝大部分为转动设备消耗，其中主要被原油输送设备 消耗。燃料油每年需用4 0 0 0 吨以上，燃料油主要供给锅炉及加热炉，经燃烧转换为热能， 锅炉产生蒸汽供给各用汽单元使用，其中大部分蒸汽用于罐存原油的保温、提温，而加 1 2 大连理工大学专业学位硕+ 学位论文 热炉直接用于加热、提升原油输送温度，降低原油运动粘度，提高原油流动性。水消耗量 每年需用1 2 万吨以上，工业水来自地下水，通过深井泵提升，经水处理后，输送到生 产、生活等用水单元。锅炉是水消耗n 门的最大户，而锅炉的用水量完全取决于站内蒸汽 的用量，随蒸汽用量的变化而变化，冬季蒸汽用量大，水消耗也大。 2 1 3 原油输转系统的污染物排放 从污染物的排放分析，如生产外排污水见表2 2 、生产外排废气见表2 3 、固体废 弃物见表2 4 ，分别列出外排污水、废气及固体废弃物的状况。 表2 2 生产外排污水 t a b 2 2p r o d u c t i o no u t s i d et h es e w a g ew a t e r 表2 3 生产外排废气 t a b l e2 3p r o d u c t i o no u t s i d et h ez e r o - e m i s s i o n 由表可知，站内只有锅炉和加热炉外排烟气，当锅炉和加热炉燃烧时，排放大量的 二氧化碳，二氧化硫，氮化物，粉尘及悬浮物。因此只有针对锅炉和加热炉这两设备， 采用合理方法和技术，才能做到节约燃料油，提高热效率，减少废气排放。 罐区脱排水经污水系统处理合格后外排，不具有回收利用价值。 锅炉水汽系统中，软化水处理和锅炉外排污水中量，含有碱、盐以及固体颗粒，处 理技术复杂，需要使用化学药剂，成本高，不适合回收利用。 蒸汽冷凝水n 2 1 质地纯净，回收及处理方法与现有锅炉给水处理工艺相通，投入少， 辽阳石化公司原油输转系统能耗分析及节能对策 成本低，因此有较高回收价值。 固体废弃物最容易处理，外排污水与废气都与生产息息相关，不可抗拒。但通过相 应的技术手段、工艺技术改造、设备状态升级完全可以满足且达到环保标准，实现节能 减排的目的。 2 1 4 分析结论 通过从全能耗角度分析，结合原油输转站的实际情况看，原油输转站消耗的能源只 有电、燃料油和水三种。 燃料油全部被锅炉、加热炉燃烧转化为热能，排放出烟气。节省燃料油只要针对锅 炉、加热炉，采取技术上合理，工艺上可行的措施，提高热效率，一定能减低燃料消耗， 达到节能减排的目的。 电能大部分转化为动能，驱动机泵运转，完成原油的输送，小部分用于仪表和照明。 因此节电主要针对运转设备采取相应办法，提升整体设备技术，提高机泵效率。 水主要供给锅炉使用，产生蒸汽，满足生产需求，最终演化成含有酸、碱、盐的污 水外排。因此只有提高水处理技术，减少锅炉排污，合理使用蒸汽，避免浪费，充分回 收利用蒸汽冷凝水才能达到节约用水，减少水资源使用，实现可持续发展。 通过全能耗分析可以做到有的放矢，发现现有能源消耗中存在的问题和不足，了解 现有设备和工艺内在的节能潜力。明确从节水、节电、节油三个方面加强用能管理，采 取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各 个环节的损失和浪费，更有效、合理地利用能源，最终降低吨油单位能耗。为此要从能 源输送、分配到终