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乙烯装置公用工程系统的最优设置 主要内容 前言 换热网络的优化 蒸汽系统用能优化 制冷系统用能优化 结论 前 言 公用工程的合理设置直接关系到装置的能耗水平 公用工程优化设置的步骤 优化换热网络 通过总复合曲线确定满足最优公用工程总用量时各级公用工程的等级和用量 夹点技术原理 复合曲线 夹点技术的设计原则 夹点之上不应设置任何公用工程冷却器 夹点之下不应设置任何公用工程加热器 不应有跨越夹点的传热 夹点技术原理 总复合曲线 主要内容 前言 换热网络的优化 蒸汽系统用能优化 制冷系统用能优化 结论 提取工艺物流数据 对急冷系统的简化处理 多流股换热器 合并物性数据相近的物流 模拟物性数据差别较大的物流 换热过程中伴有相变的物流 分段处理 急冷水系统示意图 急冷水的作用类似于换热中介，不能作为工艺物流 进出塔的一股裂解气作为换热工艺热物流 各急冷水用户中冷物流作为换热工艺冷物流 换热网络的优化 基于所做的简化和处理，对装置物流数据进行整理 54股热流和49股冷流 每一物流从初始温度变化至目标温度所要吸收或放出的热量 实际工况用加热以及冷却公用工程量分别为38.367MW和198.370MW 换热网络的优化 取夹点温差为10℃，用夹点技术软件计算得复合曲线和总复合曲线 夹点平均温度为172.3℃ 所需最小加热以及冷却公用工程量分别为31.077MW和191.075MW 该装置节能潜力约为7.300MW，占加热公用工程总量的19.0％，占冷却公用工程总量的3.7％ 乙烯装置换热网络复合曲线图 乙烯装置换热网络总复合曲线图 主要内容 前言 换热网络的优化 蒸汽系统用能优化 制冷系统用能优化 结论 蒸汽系统用能优化 根据总复合曲线对蒸汽的匹配进行分析 在换热网络优化改造的基础上对蒸汽系统的优化改造 乙烯装置换热网络夹点之上的总复合曲线以及蒸汽匹配图 蒸汽系统用能优化 根据总复合曲线的分析结果进行优化 改造后每年可累计节约操作费用471.1万元 节约高压蒸汽负荷0.166MW 节约中压蒸汽负荷0.090MW 节约低压蒸气负荷2.676MW 同时每年节约消耗冷却水费用403.2万元 蒸汽系统用能优化 蒸汽系统改造过程中考虑到装置的稳定性，涉及到压缩机级间进出料物流以及反应器进口物流未作变动 该改造方案需新增换热器8台（无利旧），投资费用86.5万元 主要内容 前言 换热网络的优化 蒸汽系统用能优化 制冷系统用能优化 结论 制冷系统用能优化 根据总复合曲线对制冷剂的匹配进行分析 制冷系统能量利用不合理的地方主要是部分制冷剂与热流股匹配传热温差较大 通过重新匹配，减少温位低的制冷剂的消耗量，增加温位高的制冷剂消耗量 乙烯装置换热网络夹点之下的总复合曲线及制冷剂的匹配图 制冷系统用能优化 保留原有制冷剂等级，只对各等级的制冷剂的数量进行优化改造 保证最小传热温差 节约-40℃冷剂0.106MW，2.2℃冷剂0.904MW -23℃冷剂的消耗量增加0.106MW， 18℃冷剂的消耗量增加0.904MW 共节约轴功0.402MW，每年节约操作费用214.9万元 换热面积增加58.141平方米，须一次性设备投资费用46.5万元 制冷系统消耗轴功的计算 理想系统的性能 制冷系统所需的实际轴功 前言 换热网络的优化 蒸汽系统用能优化 制冷系统用能优化 结论 结 论 针对乙烯装置用能现状，本文通过一系列合理的简化和处理，提取了该装置的工艺物流并用夹点技术分析其用能状况，以公用工程系统的最优设置为目标，提出了针对蒸气系统、制冷系统的改造方案。结果表明，该方案每年可节约操作费用共1089.2万元，仅需设备投资费用133.0万元，节能效果显著。 谢 谢！ * * 黄可锋，张建文，冯 霄 西安交通大学 化学工程系 夹点 最小加热公用工程 最小加热公用工程 最大热回收量 总复合曲线表明了整个系统所需与外界交换的热量和温位 在夹点之上，反映了系统所需加热公用工程的情况 在夹点之下，反映了系统所需冷却公用工程的情况 A B O D E F G C 加热公用工程 Q Hmin 冷却公用工程 Q Cmin 夹点 T H 600kW 580kW T1 T2 中压蒸汽 30.208MW A B C D E F G * *