过程系统能量集成技术.pdfVIP

维普资讯 ·l2· 2005年第5期 石油和化工节能 过程系统能量集成技术 姚平经 樊希山 匡国柱 王世广 潘艳秋 都健 王瑶 贺高红 (大连理工大学化工系统工程研究所 辽宁大连 116012) 摘要 本文提 出了以系统工程理论为指导、热力学分析为基础的 “过程系统能量集成技术”，可对现 有生产装置的用能状况进行诊断，发现 “瓶颈”问题，采用 “能量集成策略”对过程系统 “解瓶颈”，确 定节能、扩容和清洁生产改进方案。本技术已成功应用于大型石化企业乙烯、合成氨等 20余套生产装置 的能量分析，提出节能改造方案，其中已实施 10余项，实现节能 10％一20％，扩产 20％一30％，每年已创经济 效益1亿元以上，投资回收期在 1年以内。文中阐述了 “过程系统能量集成技术”的核心内容，并列举部 分石化企业实施的生产装置节能改造项 目的简况。最后，提出过程系统能量集成的某些研究课题。 关键词 节能 过程能量集成 清洁生产 生命周期 1前言 2过程系统能量集成技术 两百年前产业革命以来，愈来愈多的人 口由农 大连理工大学化工系统工程研究所，在多年从 业转向工业，1¨=界上能源的消费量急剧上升。能源 事过程系统能量优化综合的理论研究和工业生产 价格不断上涨，在产品的成本中能源费用所 占比例 装置技术改造实践的基础上，发展了过程系统能量 越来越大，节约能源一直是发展生产技术、提高企 集成技术，提出的 “过程系统用能一致性原则”与 业竞争能力的重要组成部分。近代社会是在技术进 大规模过程系统能量优化复合式算法以及采用虚 步和能源大量消费的条件下发展的，由于资源、垃 拟温度法 (有效温位)进行过程系统用能诊断与调 圾废物排放等引发的圈际纠纷不时激化，威胁着世 优策略，属国内外首创。该项技术，经教育部鉴定， 界的政治、经济环境。 达到了国际先进水平。 我国的能源供应短缺，长期处于紧张状态，而 所提出的 “过程系统能量集成技术”的主要科 且能源利用效率与发达国家相比有较大差距，成为 学技术内容包括如下三部分： 经济增长的 “瓶颈”，所以，采用先进的节能技术， 2．1 过“程用能一致性原则”与大规模过程系 优先做好节约工作是解决我圈能源 问题的一个关 统能量优化的复合式智能算法 键 ¨。 对一个 由反应、分离、热回收以及公用工程系 石油和化 装置 口趋大型化和复杂化 (巨型 统所组成的完整的过程系统进行用能分析或优化 化)，人们逐渐认识到，规模愈大，挖掘节能潜力 设计时，为减少问题的复杂性，常采用分解策略。 的机会也愈多，更大的节能效果在于对全过程系统 但由于各个予系统之间存在着较强的交互作用，且 的能舒转换和供求关系j一进行分析、整合，达到合 随着过程系统的日趋大型化和复杂化，这种分解策 理订效利阍能量的目的。 略难 以达到整体协调优化。本文提出的 “过程用能 过程系统能帑集成是以能量优化为 目标的过 一 致性原则”利用热力学原理，把反应、分离、换 系统综合问题，这一问题 由于其研究的对象是一 热、热机、热泵等过程的用能特性抽提出来，因为 大规模的具有强交互作刚的复杂系统，在理论方 从用能的角度来看，这些单元都存在能量 (热或功) 法一}：的挑战性以及对企业瞳大的经济效益和可持 的交换 (传入或输出)，通过把单元所需的功、热 续发展战略的驱动，使得这一领域的研究备受关