基于热集成的轻烃回收装置气体分馏系统用能优化

针对轻烃回收装置气体分馏系统进行模拟分析与用能优化,并基于Aspen Plus流程模拟,探讨了进料温度、回流比对系统能耗的影响。考虑到炼化低温余热相对富余,结合工艺分析和精馏序列优化,并改善热源、热阱的不匹配性,降低脱乙烷塔和脱丁烷塔塔底温度,提出了集成热媒水系统、热泵系统的气体分馏改进工艺以降低装置能耗,并对改进前后的能效和经济性进行了对比分析。结果表明:4种改进方案均可降低气体分馏系统能耗15.61%以上,年净效益151.80万元以上。集成热媒水系统的改进工艺㶲耗量降低0.52 MW,降幅达40.95%,年净效益400.57万元,投资回收期为0.42 a。集成直接式热泵系统的改进工艺方案改进效果最佳,过程㶲耗量降低0.67 MW,降幅达53.04%,年净效益498.18万元,投资回收期为1.41 a。

基于柔性负荷调控的楼宇空调用能优化研究

基于“碳中和”“碳达峰”等战略计划,我国电力市场也进行了多次改革,通过空调柔性负荷调控可有效实现节能减排,促进电网运行的灵活性,真正实现“能源随荷动”。本次研究立足于新能源发电、消耗的角度,分析基于资源利用,配合智能楼宇的空调用电需求,打造柔性负荷用电模式。以江苏某办公楼宇建筑为例,通过对其整体结构的分析和内部空调系统的仿真模型搭建,并对空调柔性负荷调控功能进行拆解,进一步提升空调负荷对电力的直接决策,为相关电力工程提供参考。

基于柔性负荷调控的楼宇空调用能优化解决方案研究

在“双碳”目标下,为了强化用户负荷与电网负荷的互动,实现电网运行模式从“源随荷动”向“源网荷储互动”转变,提出了一种楼宇空调用能优化解决方案。总结了楼宇空调负荷调控的技术现状,并重点阐述了系统架构、功能应用内容。通过对空调主机、末端设备的实时监测、管控,对空调负荷进行预测,建立空调设备优化调度模型,为空调运行优化提供依据,降低能耗。同时,在电力负荷高峰时段,可以聚合分散的用户空调负荷资源,作为柔性负荷参与电力需求调峰。

基于HYSYS和GA的天然气净化装置用能优化

为了降低含硫天然气处理过程中的能量消耗和操作成本,应用工业流程模拟软件HYSYS建立了含硫天然气净化装置工艺模型,并基于数据对象接口(Automation)技术开发了HYSYS与矩阵数值分析软件Matlab之间的接口程序,将HYSYS工艺模型作为适值函数计算的基础并入遗传算法(GA)中,从而建立了基于HYSYS模拟和遗传算法的天然气净化装置用能优化模型。应用此优化模型对川渝地区某50×104 m3/d天然气净化装置的用能进行了操作参数优化,结果表明:在保证净化气产品质量的前提下,净化装置的用能降低了12.8%,经济效益明显提高。该方法通用性强,可用于其他过程系统的操作参数优化。

造纸过程用能优化方法及应用案例

介绍了基于模块模拟器的序贯模块法、数学规划法和能量系统"三环节"模型3种造纸过程优化方法,并分别应用于纸机干燥部的过程优化、热电联产的运行优化和整个造纸企业能量系统的全厂运行优化,实现了各自的优化目标,为造纸过程单元操作条件优化、工艺流程优化和更有效挖掘造纸过程的节能空间打下了基础。

焦化分馏塔工艺模拟与用能优化

在确保分离要求不变基础上,合理利用分馏塔过剩热量对于延迟焦化装置的"节能降耗"具有重要意义。为更加合理、充分利用装置过剩热量,以某1.65Mt/a延迟焦化装置主分馏塔为研究对象,借助Aspen流程模拟软件建立了流程模拟数学模型,分馏塔选择Petro Frac模型,气液分离罐选用Flash2绝热闪蒸模型,热力学计算方法选用GS模型,气液相的焓、熵计算采用PR方程,液相密度计算采用API法。对模型准确性进行验证,并对分馏塔取热优化影响因素进行灵敏度分析,在此基础上应用用分析方法对主分馏塔用能优化进行研究。结果表明:计算结果与现场标定值吻合较好,满足工程计算精度要求;合理增大高温位取热量,减少低温位取热量,可提高分馏塔过剩热量有效利用程度,降低分离过程用损失;在保证产品分布及质量不受影响前提下,优化调整延迟焦化分馏塔各回流取热比例,分馏塔过剩余热用提高1.07MW。

油品储运系统工艺参数的关联分析和用能优化措施

基于储运节能的3项基本原则,建立了储罐散热、进罐油品携入显热、外供热源维温传热及其三者之间关联的数学模型,并对油品允许储存温度(tS)、进罐温度(tI)和储罐散热系数(K)等影响储运耗能的关键工艺参数进行了灵敏度分析。以北方地区某蜡油罐为例,归纳出储运系统关键工艺参数优化设计的简易图解方法和优化用能措施:以维温热耗最小和尽可能采用低温热水替代蒸汽维温为目标,在尽可能降低油品tS的同时尽可能提高油品的tI,并进一步优化储罐的保温状况,即降低其K值。

基于Aspen Tech的分馏塔用能优化及换热网络夹点分析

炼油工艺过程中,分馏系统的用能优化是换热网络能量优化的必然要求。以荆门石化3.5Mt/a常减压蒸馏装置为例,利用Aspen Plus和Aspen Energy Analyzer软件,对常压塔以及换热网络的用能情况进行分析,提出能量优化利用思路:变工况条件下,首先优化分馏系统操作参数,再以此为条件,优化换热网络结构,才能实现整个网络的能量优化。利用Aspen Plus软件的模型分析功能,确定了常压塔底汽提蒸汽、常压炉出口温度、中段回流以及侧线的最佳操作参数,为换热网络的夹点分析提供基础数据;在分馏塔操作优化基础上,对现有换热网络进行夹点分析,找出最优夹点温差,求得现有换热网络最高理论换热终温(317.7℃),为进一步优化换热网络提出了目标;通过建立现有换热网络的网格图,找出跨夹点换热的换热器(总共有5台),为换热网络的改进提供了方向。

炼油厂酸性水汽提装置流程模拟及用能优化

酸性水汽提装置是炼油厂重要的环保装置,随着装置大型化与进口原料油硫含量的逐步升高,酸性水汽提装置能耗水平受到关注。利用Apen Plus软件对酸性水汽提装置进行了模拟,探讨了汽提塔热冷进料比例、热进料温度、侧线抽出位置对再沸器负荷和产品质量的影响。研究结果表明,适当提高热冷进料比例或热进料温度,有利于降低再沸器热负荷,从而降低装置能耗;汽提塔侧线位置不宜过高或过低,应有一个较优的抽出位置。在进行各参数优化调整时,应密切关注净化水中NH3含量,防止其超标。

具有化学转化的炼油过程用能优化策略

能量密集型石化炼油工业在生产能源和基本有机化工原料的同时消耗大量的能源,其能耗在国内整个工业能耗中占有相当的比重。炼油过程的能量利用与国际先进水平相比仍存在相当大的差距,用能效率普遍较低,其中具有化学转化的炼油装置的能耗明显高于其它炼油装置,其能量的有效利用是实现炼油企业全局节能降耗目标的关键之一。目前,由于炼油过程的复杂性和相对独立性,尚未针对具有化学转化的炼油过程提出普遍适用、简便易行的模拟策略和用能优化方法。本文基于具有化学转化的炼油过程的共性研究,借助流程模拟软件PRO/II和三环节过程系统火用分析策略,对该类装置进行模拟策略和用能分析与优化研究。根据具有化学转化的炼油装置普遍存在高温反应油气能量的综合利用,且能量利用环节用能温位高的特点,总结归纳了流程模拟中热力学模型选择的范围和方法以及换热网络的模拟和分析方法;提出了采用产品反推微调的方式模拟反应产物的策略,以及复杂塔的塔段划分和分段选取塔板效率的原则方法,并提出相应的换热网络优化措施。论文根据装置工艺流程中是否存在反应原料物流循环将具有化学转化过程的装置分为两类,并分别对其进行用能分析优化策略研究,主要包括:①对于不存在反应原料物流循环的装置,如催化裂化、延迟焦化等装置,其过程热火用的回收是装置节能降耗的关键。由于该类装置产物馏程分布一般较广,故存在具有多侧线和多中段的主分馏塔,一般认为增加主分馏塔高温位取热,同时减少低温位取热,能有效降低装置过程火用损。然而,装置过程三环节火用分析表明,若要实现提高装置过程火用效率的目标,必须对主分馏塔中段回流取热和装置内外可变热阱同时进行优化,否则可能由于无法找到与相应热源匹配的热阱而增加换热流程复杂度,从而增加投资费用。以此,本文以装置换热过程火用损最小为最优化目标,提出相应的优化策略。②对于存在反应原料物流循环的装置,如加氢精制、加氢裂化等装置。由于反应产物压力偏高,故装置节能的关键是同时进行热火用和压火用的回收。通常认为采用热高分流程可以完全消除装置中物流的重复冷却和加热现象,有效提高过程热火用效率。但研究发现,采用理想的无需加热低分油的热高分流程时,易导致混合进料换热终温下降,增加加热炉内过程火用损和燃料费用。以此采用热高分流程时,应在保证产品质量以及装置内热源、热阱匹配满足要求的前提下,适当选择高压分离温度,避免将全部物流冷至较低温度,造成热量的无谓浪费。对于工业液体压力能回收,正位移原理回收技术由于简化了能量转换过程,较之液力透平能更有效的回收高压液体的压力能。利用正位移技术回收装置中高压物流的压力能,可有效提高过程火用效率。应用所提出的具有化学转化的炼油装置的模拟和用能优化策略,以某催化裂化装置和柴油加氢装置为例,对其进行了全流程模拟和用能分析优化。模拟计算结果与装置实际操作参数吻合较好,表明所提出的模拟策略可行;同时依据所提出的用能优化策略对装置进行用能优化改进,装置火用效率分别提高了14.5%和29.8%。

蒸汽系统用能优化技术研究

天然气分公司蒸汽系统由于热网流程不合理，余热未有效回收等问题致使蒸汽系统效率偏低，通过对蒸汽系统进行过程能量分析。从蒸汽的生产，利用，凝结水回收，排烟，排污余热回收五个环节进行用能优化设计，通过在分公司装置应用后，取得了良好的节能效果。

考虑建筑热惯性的园区代理商电价策略及用能优化

随着零售电力市场的逐步开放,代理商将在工业园区的用电管理中扮演越来越重要的角色。合理设计定价策略,增加代理商利润,同时有效降低园区用户空调系统用电费用,是重要的运营问题。为此,文中提出一种考虑建筑热惯性的代理商-用户主从博弈电价双层优化模型。上层以代理商利润最大为目标,依据用户反馈的用电策略,决定代理商向电网购、售电的策略,以及面向园区用户的定价策略;下层以用户购电费用最小为目标,基于代理商定价策略,充分利用建筑热惯性,优化用户空调系统用电策略。该双层模型是相互嵌套的非线性规划问题。应用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件、强对偶定理及线性松弛技术,将模型转化为可利用商业求解器YALMIP/CPLEX求解的混合整数线性规划模型。最后,以中国广东某工业园区为例验证所提模型和方法的有效性。算例结果表明,在主从博弈模型中充分利用建筑热惯性,能够有效地减小用户空调系统运行费用,并可增加代理商利润。

炼油厂酸性水汽提装置流程模拟及用能优化

现代环保意识的提升,使得工业领域的环保装置设置得到广泛关注。酸性水汽提装置是炼油厂的重要环保装置,能够发挥出的社会效益以及环保效益显著。本次针对炼油厂酸性水汽提装置整个流程运用Apen Plus软件进行模拟,并针对应用优化进行具体研究,旨在为炼油厂各项环保标准达标提供保障。

甲基烯丙醇聚氧乙烯醚生产装置用能优化研究

对甲基烯丙醇聚醚及起始剂甲基烯丙醇生产装置的用能进行了研究,重点讨论了反应热的回收利用。研究表明,通过用能优化工艺能耗显著降低,节能达50%。

炼油厂柴油加氢装置用能优化措施研究

随着能源供需矛盾的不断扩大和能源价格的日益攀升,节能降耗对于我国炼油企业具有重要的意义。通过对某炼厂柴油加氢改质装置的用能结构分析,得出该装置存在冷进料、换热流程传热温差大以及中温、低温余热回收利用不足的问题,为此有针对性的提出了优化换热流程、减少传热温差、充分回收低温余热等具体措施。用能优化后,装置能耗自26.4 kgEo/t下降到22.99 kgEo/t,低温余热除回用于装置自身外,仍然富裕1086万kcal/h,将为全厂节能降耗做出更大贡献。

炼油厂用能优化和低温热的运用

在石油行业中,天然气和石油是非常重要的能量来源,也是主要的工业原料,所以炼油企业要着力推进节能技术的应用,在保证工业效果的同时达到节省能源和原料、提高经济效益的目的。文章结合实例对炼油厂的用能优化和低温热应用情况进行了分析。

结合负荷分析的园区用能优化研究

在智能电网的不断建设过程中,每天都可以得到其电力负荷数据。在这些负荷数据中可以挖掘出用户的用电行为和用电高峰低谷,以此对将来的用电趋势进行预测,有效的预测结果对未来保障电网的平稳运行和各园区的负荷优化有着重要意义。本文将对负荷管理、负荷控制及负荷优化三个方面进行概述,对园区用能存在的优化方向加以展望。

HYSYS流程模拟技术在丁辛醇装置用能优化方面的应用

分析了大庆石化公司丁辛醇装置工艺流程中用能优化的潜力,即可增设换热器,实现温度较低的精EPA与温度较高的粗EPA的换热,充分利用内部循环热能,同时可节约冷却水和加热蒸汽用量。介绍了利用HYSYS流程模拟技术,通过采用定义虚拟组分来计算增设换热器换热面积的计算方法。根据模拟计算结果,采用换热面积为35m2的新增换热器,每年节约1.3MPa蒸汽1×104t、冷却水28×104t。

“双碳”背景下公共建筑用能优化综合能源服务模式研究

“双碳”背景下,构建绿色低碳循环发展经济体系成为首要目标。作为“能耗大户”的大型公共建筑,正在经历节能转型的重要阶段。通过调查研究确定可推广的节能领域,进行项目改造,分析实施效果,探索新的节能模式。2021年是碳中和赛道“爆发式增长”的一年。在“30·60”双碳目标和行动方案的背景下,构建绿色低碳循环发展经济体系、提升能源利用效率以及提高非化石能源消费比重成为首要目标。

双碳背景下的用户负荷主动优化方法研究

实现碳达峰碳中和的能源战略目标需要各级能源体系的共同努力,用户侧的用电结构优化是电力业务实现能源使用提质增效的重要环节。文章在用户侧负荷结构优化体系研究的基础下,基于用户主动优化的必要性和可行性,提出考虑可控电器主动响应的用能结构优化模型,该模型以最小化电费成本为首要目标,统筹考虑参与响应优化后可能带来用电满意度下降这一实际问题,引入用电满意度指标,建立兼顾用电成本和用电满意度的多目标响应模式优化模型。算例分析说明了该模型的有效性。