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Aspen流程行业能量优化管理解决方案 艾斯本公司的方法论和客户成功案例 议程 能量优化管理 背景艾斯本能量优化管理方案设计阶段能量优化针对新装置的能量优化 包括案例分析 针对现有装置的能量优化 包括案例分析 生产运营能量管理 包括案例分析 能量系统的集成小结 推动提高能效的因素 能源价格的急剧上涨持续地依赖石油 能效和CO2排放的条例 京都议定书 可持续资源处理的趋势 例如 全球化工行业关注能源问题的倡议 环境的排放约束 如 氮和硫的氧化物生产改造时 公用工程的可利用性受限 最大程度利用现有的资产中国政府第11个5年计划 与第10个5年计划末期相比 每单位GDP的能耗减少20 增加的能量需求 议程 能量优化管理 背景艾斯本能量优化管理方案设计阶段能量优化针对新装置的能量优化 包括案例分析 针对现有装置的能量优化 包括案例分析 生产运营能量管理 包括案例分析 能量系统的集成小结 工厂能量系统 最好的经验 整体分析 实施和管理 能量标定 单个设备和整体工厂分析 优化和监测 管理用能性能监测在线决策支持系统在线控制 优化 在最小成本下供给公用工程建模 平衡汽电联供装置的可行性优化公用工程装置的设计 管理能量供给优化操作合同命名和管理在线控制 优化 AspenTech能量优化管理方案一览 需方 工艺 供方 公用工程 业务过程 减少使用夹点分析离线决策支持能量目标过程改造 艾斯本能量优化管理解决方案对建设资源节约型企业的技术支撑 新建流程工业装置 从概念设计开始 经由基础设计 详细设计和工程建设 就应该以建设资源节约型和环保型的生产装置为硬目标 艾斯本的工艺设计能量优化解决方案可以帮助新建装置的能耗水平步入世界先进行列 以1200万吨的新建炼油厂为例 采用艾斯本公司的工艺设计能源优化技术 可以减少10 20 的生产运营所需的能源成本 根据世界著名能源公司的统计 设计阶段为减少能耗投入一美元 装置建成后 要达到同样的节能效果 需要投入12美元 因此 艾斯本公司建议新建生产装置的设计阶段 就比对世界先进水平 注重一个 省 字 成为建设资源节约型社会的开拓者 现有生产装置 扩大生产能力和节约能源的改造 通过引进艾斯本公司工艺设计能量优化和能量管理技术 可以实现投资和能耗的大幅度减少 以年产120万吨的乙烯装置为例 改造成本是新建同样能力装置的25 在现有生产装置的运营过程中 引进艾斯本能量管理技术 可以实现降低能耗5 8 的效益 同时还能够增加产能和减少排放 Aspen流程行业能量优化管理方法论 设计阶段能量优化 生产运营能量优化管理 议程 能量优化管理 背景艾斯本能量优化管理方案设计阶段能量优化针对新装置的能量优化 包括案例分析 针对现有装置的能量优化 包括案例分析 生产运营能量管理 包括案例分析 能量系统的集成小结 节能应用过程分析技术 生成节能方案低成本脱瓶颈改造方案与承包商很不同的方法 低成本地扩充产能和降低能耗投资策略生成成本对于生产能力的曲线 能够很好地洞察最优的扩充生产能力新设计改进专利商的设计 设计新的分离和公用工程系统 建模建立详细的和严格的模型 用于性能核算 改造确认 工艺分析 设备核算和确定能力限制性能改进研究运用模型 操作运行的知识 以及设备的相互关联 迅速地确定和评估无成本 低成本的运行变更 流程优化和节能设计 AspenTech技术应用于炼厂 石化厂节能管理 工艺建模 在线和离线 公用工程优化器网络夹点精馏塔目标和混合的热力学和水力学分析夹点分析整厂分析 议程 能量优化管理 背景艾斯本能量优化管理方案设计阶段能量优化针对新装置的能量优化 包括案例分析 针对现有装置的能量优化 包括案例分析 生产运营能量管理 包括案例分析 能量系统的集成小结 新装置 传统的设计工作流 新装置 优化的智能设计工作流程 整厂初步能量分析基于早期装置工艺数据或以往工艺设计 能量目标 新装置 优化的智能设计工作流程 整厂初步能量分析基于早期装置工艺数据或以往工艺设计 确定单个装置内部能效提高范围 对这些机会进行排序 通常70 的节能机会来自于30 的装置 新装置 优化的智能设计工作流程 整厂初步能量分析基于早期装置工艺数据或以往工艺设计 整厂 公用工程系统 减少燃料消耗 LP MP HP HP MP LP 能量供给 用能方 Fuel LLP LLP IP 增加发电量 整厂 公用工程系统 优化的智能设计工作流程 整厂初步能量分析基于早期装置工艺数据或以往工艺设计 最终化现场蒸汽的平衡 优化的智能设计工作流程 整厂初步能量分析基于早期装置工艺数据或以往工艺设计 案例分析 设计阶段的能量优化 国内一家大型炼油企业项目的目标是节能和在设计阶段对整厂进行优化阶段1 初步的整厂分析和优化阶段2 单个装置的研究 一共15个单元装置 包括CDU FCC和CCR等 阶段3 H2系统 公用工程系统 包括蒸汽系统和燃料系统 和电力系统的分析和优化 以及整厂的夹点分析项目2005年7月开工 2006年5月结束提供分析报告和建议以及模型 模拟模型 AspenHX Net AspenPlus和AspenUtilities模型 甚至可以用于以后的操作优化中基于项目的潜在效益 时间曲线 概念设计 详细设计阶段的优化所带来的潜在效益要远大于操作阶段的优化最终的EII结果非常令人惊奇 基于业主方和艾斯本项目成员的共同努力 该炼厂的能耗处于世界一流水平 议程 能量优化管理 背景艾斯本能量优化管理方案设计阶段能量优化针对新装置的能量优化 包括案例分析 针对现有装置的能量优化 包括案例分析 生产运营能量管理 包括案例分析 能量系统的集成小结 脱瓶颈改造 传统的方法 传统的脱瓶颈方法逐一解决每个瓶颈对于每个瓶颈 改造设备 如重新设计塔盘 或 换成更大的设备或 并列安装新的设备通常 改造的投资于新设计的投资相差不多改造前后的单位能耗基本上是相同的 CG Compressor Refrigeration System Columns Heat Exchange 100 120 Existing TargetCapacity Scale up Approach Conventional Debottlenecking Existingbottlenecksaretackledonebyone 简单的放大方法为每个设备增加相同的能力 脱瓶颈改造 集成的方法 集成的脱瓶颈方法不是简单的放大 利用设计交互作用来 转移 能力通过提高基础设计来提高能效理解并使用交互式的设计方法来降低投资将装置 单元看作为一个整体应用过程合成和建模不忽略任何的机会确定最佳的整体脱瓶颈方案智能化脱瓶颈 不是单纯的放大 Pumps or Compressors Furnace orfridge Columns Heat Exchange 100 120 Existing Usedesigninteractionstominimizeinvestment Separationsequence andColumn Mods Betterheat integration IntegratedApproach Improvingseparation Efficiency unloadsutilities heatexchangers Improvingenergy recoveryunloads utilities 改造的投资有可能只是新设计投资的25 改造方案 增加的价值 Benefit atTargetcapacity Benefit atlowcostscenario 通过改造减少过程需求 YNCC公司 设施韩国Yeochun石脑油裂化中心 2工厂实例1997年与专利商开发改造方案 在该改造方案中 产能增加16 成本为每磅乙烯10美分 由于韩国的经济危机 该项目被搁置计划在2002年大修时增加12 生产能力丙稀压缩机是关键的瓶颈没有足够的时间来订购新压缩机 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 10 0 12 0 0 5 10 15 20 25 脱瓶颈 美分 磅 许可方的点解决方案提高16 生产力 10美分 磅 5美分 磅投资实现10 生产能力的提升5 具体的能量节约 2 1美分 磅可以再增加10 生产能力减少乙烯损失 1MMUSD 状态一期工程 增加10 在2002年大修时实施 取得成绩二期工程 增加10 在2005年大修时实施 取得成绩 结果 已有20多个项目进入详细设计阶段产生的效益包括节能 减少排放和产能的增加公用工程系统模型表明对这些项目机会进行排序和按时完成对获得全部效益是很重要的 能量路线图 给出了未来5年的规划 包括 确定节能项目规划主要的装置改造汽电联供装置的建立为了符合环保要求而实施的重要装置改造项目 YNCC 经过改造 乙烯装置产能的增加超过20 与专利商的方案相比较 我们分步实施的方法在投资成本上节约了32 节约资金7百万美元 产能比预计多增加4 单位能耗降低2 2 Westlake 通过改进操作每年节约了54万美元 没有资金成本发生Equate 详细的乙烯预测模型加强了对装置的理解 每年获得6百万美元的效益Innovene BP 开发了新一代的乙烯分离系统 单位能耗至少节约15 SGCAromatics 能量成本每年节约20 即1千2百万美元Equistar 产能增加超过50 的改造 改进了承包商的方案 节约资金1千6百万美元 每年节能2百万美元ExxonMobil 开发了最佳的丙烯催化裂解回收工艺 一些客户取得的效益 议程 能量优化管理 背景艾斯本能量优化管理方案设计阶段能量优化针对新装置的能量优化 包括案例分析 针对现有装置的能量优化 包括案例分析 生产运营能量管理 包括案例分析 能量系统的集成小结 两个主要领域 能量供给 能量消耗 Process 原料 Products 需求端 耗 装置能耗能耗目标工艺条件供应合同Inform校正行动 电网 燃油 电力 公用工程能源生产投资生产与购买决策任命建议Nominations 排放 供应端 源 公用工程系统 购进 卖出合同 过程需求 供应端机会 需求端机会 减少罚款 目标和实际动态对比 通知实际能源成本 建议应该采取的正确措施 谈判更好的合同 优化电力的生产和购买 可靠的购买和卖出提案 在线给出操作员建议以达到最好的操作 投资分析 使用合同限制 基于严格模型 UtilitiesPlanner 公用工程计划器 UtilitiesOperations 公用工程运营管理器现有产品 基于统计模型 AspenEnergyCostManager 能量成本管理器 新产品 能量管理的机会 提供监视和管理能源实时消耗和实时成本的能力 战术和战略应用 允许能源生产和分配的优化 使得能够进行能源投资的战略分析和合同的选择 给予在线优化的操作能力 同时带来能源管理的经验 精确模型建立 优化和实时数据的采集 AspenEnergyManagement 组成 控制和管理能源的供应和能源的消耗 四个不同的决策支持工作分组推动能效提高 操作决策 小时 设备的设定点切换设备开 关需要考虑当前的价格 燃料 电力 和设备的可行性需要考虑环境约束 可以是累加的 性能监测 公用工程设备和仪表 操作员 倒班值班长 工程师 需方操作运行的改进 Aspen能量成本管理器 需求方能量管理分析确定引起能耗过高的原因 提出减少过多能耗的方法 能源的使用一目了然 操作建议 动态目标vs 真实 合同监测 实际成本 罚金 能量使用波动很大 业务影响 节省整个工艺装置能耗的1 8 容易实施当前的IP21马上见效工艺技术没有变化 DMReview January2004 byR Hackathorn 增加的价值 能量监测和电子表格 能量成本管理 需方操作运行挑战 业务响应和敏捷性 对一个企业而言 决策的价值与做出正确决策和采取相应行动的速度直接有关这种关系的假设基于 正确的数据支持决策合适的人员了解事件决策者拥有全部的相关输入 Aspen能量成本管理缩短了延迟的时间 提高实施正确决策的价值 操作建议激发主动的行为跟踪绩效 人和设备 公用工程设备控制 提高供方的能效 艾斯本公用工程运营 AspenUtilitiesOperations 公用工程需求 多周期 设备可用性 多周期 合同模型与时间有关的成本信息 公用工程计划器 严格模型 公用工程计划器编辑器 基于Excel的图形界面 带插件 提高供方的能效 艾斯本公用工程计划器 AspenUtilitiesPlanner 基于天 周 月 年的 需求预测 和计划工具集成 线性规划 生产计划 锅炉负荷分配 燃料选择 驱动选择 等 买入 卖出排放预测投资分析合同分析预算 Bishop Tx TexasCity Tx Canregera Mexico Houston Tx Pampa Tx Clearlake Tx Burkville Ala MtVernon Ind Selkirk NY Hull UK BergenOpZoom NL Geleen NL Schwechat Austria Ferrera Italy Ravenna Italy Livorno Italy BulwerIsland Queensland Singapore Lavera France Dunkerque France Collie WesternAustralia Constanta Romania UNDERLINEDPROJECTSAREONGOING Paulsboro NJ CorpusChristi Tx Yeosu Korea Mizushima Japan Aspen能量管理的客户清单 AspenUtilitiesOperations和Planner 客户经验 DSM ManydecisionstobemadeundermanyconstraintsHowcanweconsiderallaspectssimultaneously CostsEnergyuseFuelselectionHotstandbyFata