《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4GJ h的热量的不同质量在360 320 C时 Ex t 2 121GJ h 0 530在130 90 C时 Ex t 0 992GJ 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 360 320 C 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 164C 220C 252C 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 362C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 150 90 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 T30 冬季 30 90 T60 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