能耗计算方法 2..

石化节能技术目录1.现状与问题2.能耗计算与评价3.节能技术与原理4.系统优化5.全厂性节能设备6.基准能耗7.石化工业的节能方向1.现状与问题1.1节能潜力据国家统计局公布，2005年我国石油化工行业总能耗2.13亿吨标准油，占全国总能耗的15%。万元GDP能耗是0.632吨标准油，比国外同行业平均水平高15%~20%，与先进国家差距更大。以乙烯装置为例，国内装置能耗大部分在700~750kg标准油/t，2006年国内乙烯总产量约941万吨，总能耗650万吨标准油，能耗费用约160亿元（2007年国内乙烯总产量达1100万吨，总能耗达770万吨标准油）。以炼油工业为例，综合能耗量占原油加工量的6%~9%。2006年全国原油加工量达3.08亿吨，耗能量约2150万吨标油，费用约530亿元。平均能耗成本(包括自产燃料等)占总加工成本的40%~60%。某炼油厂加工每吨原油的完全能耗费用项目每吨原油的能源消耗量能源价格每吨原油能耗费用/元燃料35kg1371元/t48.0催化烧焦25kg1371元/t34.3电67kWh0.5元/kWh33.51.0Mpa蒸汽0.086t80元/t6.9新鲜水7.2t1.8元/t13.0合计135.7但目前加工成本计算中，将自产燃料形成的能耗未计入成本，造成了能耗成本占总加工成本比例不高的假象，将能耗成本淹没在巨大的产品销售中，大大弱化了能耗的影响及其节能工作的开展。国内某炼油厂的炼油加工费对比项目分项加工费元/吨占百分比，%辅助材料费18.510.7能耗费31.218.1工资及附加费6.03.5折旧费57.633.4修理费24.314.1其它制造费7.94.6管理费用12.57.3财务费用4.82.8销售费用9.55.5合计172.3100项目分项加工费元/吨占百分比，%辅助材料费18.56.7能耗费135.749.0工资及附加费6.02.2折旧费57.620.8修理费24.38.8其它制造费7.92.9管理费用12.54.5财务费用4.81.7销售费用9.53.4合计276.8100现状加工费计入自用燃料后的炼油加工费炼油节能潜力有多大？尽管从2000年到2006年上半年，中国石化炼油装置原油综合能耗从76.66千克标油/吨，降低到66.23千克标油/吨，但与国际先进水平相比，还有较大的差距。一些新设计的千万吨炼油厂，综合能耗高达80(甚至90)kgEo/t以上。现有炼油厂，节能潜力约10~20kgEo/t。主要工艺装置与公用工程节能潜力？1.2存在的问题综合能耗高，固有其客观原因，如原料变差，产品质量要求高，加工流程长等。但在大规模和高能源价格条件下，新设计能耗仍然高的原因为：(1)前期工作时间紧，顾不上“节能工作”；(2)节能认识不足，认为节能多属“麻烦”且效益为“计算出来”，实际效益不大。对节能的广度、难度也认识不足。(3)节能队伍少，工作无人做；(4)成熟技术和新技术节能少，投入不足；(5)浮财基本扫尽，系统用能优化差距大(包括新建和改造);1.3节能涉及面广石化生产是连续、多工序、多层次的加工过程，从全厂发展规划、设计、生产运行、维护等过程均涉及能量的利用，可以说，加工全过程就是能量流的过程,节能绝不是一个部门或几个部门的事情。能耗指标是一个高度综合性的指标，如果一个石化企业的能耗指标是先进的，则必然意味着规划、设计、运行、维护、管理等所有环节的高水平，缺一不可。全过程、全方位、全员、综合知识要求高。企业各部门对能源的要求不一样技术部门为了生产高质量产品，将增加“过程”，增加能耗；生产部门重点是放在生产方面，始终努力采用高生产效率的方式，如长周期、稳定地生产，这将要求原料、产品方案稳定；生产计划部门为将库存压于最小程度，根据适时生产的方式而制定频繁更换作业内容的生产计划，而这种生产方式不利于节能的；动力设备高效运转是动力管理部门的工作任务，但有时因过度追求节能，也会提出妨碍生产效率的要求。1.4节能工作存在的问题五重五轻：重技术，轻管理；重装置，轻系统；重局部，轻全局；重当前，轻长远；重表面，轻本质。2.能耗计算2.1能耗计算（1）综合能耗量综合能耗量其计算通式为：E=∑MiRi+QMiRi：进出物料能量Q：跨越界区的传热（2）单位综合能耗单位综合能耗的计算通式如下：e=E/GE:装置总能耗G:进料量（3）能耗大小对比需要注意的问题能耗计算结果取决于三个方面：界区范围计入能耗的能耗工质种类能量换算系数。不同的国家有不同的标准和方法，甚至一个公司有2种方法，但能耗计算结果可能差别较大，不能直接对比。国内目前使用了几种不同的能耗计算方法，其结果也有一定的差异。(1)2004年以前，中石化炼油厂使用修订前的炼油厂能量消耗计算方法；(2)2004年及以后，中石化炼油厂使用修订后的炼油厂能量消耗计算与评价方法；(3)2001年开始，设计单位的能耗计算使用石油化工设计能量消耗计算方法SH/T3110-2001(4)中石油炼油厂使用修订前的炼油厂能量消耗计算方法；(5)2008年4月1日开始，设计单位使用国家标准石油化工设计能耗计算标准GB/T50441-2007。（4）能耗计算例题设蜡油、顶循、柴油、油浆的比热分别为0.55,0.6,0.55,0.7kcal/(kg.℃)，输出热热损失为5%。此题仅为说明能耗的计算，数值大小无意义。新鲜水10t/h除盐水30t/h3.5MPa蒸汽10t/h1.0MPa蒸汽40t/h0.5MPa蒸汽4t/h循环水2500t/h电1500kW加热设备凝结水50t/h焦炭5t/h蜡油400t/h200℃催化油浆200t/h330℃300℃分馏塔顶循200t/h130℃100℃柴油120t/h140℃除盐水200t/h90℃25℃塔顶油气催化裂化装置装置分界线能耗计算示例表序号项目原方法结果kg标油/h新方法结果kg标油/h说明1新鲜水10t/h10*0.18=1.810*0.17=1.7折算系数变化2除盐水30t/h30*2.3=6930*2.3=693循环水2500t/h2500*0.1=2502500*0.1=2504凝结水50t/h50*7.4=37050*7.65=382.5折算系数变化53.5Mpa蒸汽-10t/h-10*88=-880-10*88=-88061.0Mpa蒸汽-40t/h-40*76=-3040-40*76=-304070.5Mpa蒸汽4t/h4*66=2644*66=2648电1500kW1500*0.3=4501500*0.26=390折算系数变化9焦炭5t/h5000*1=50005000*0.95=4750折算系数变化10热进料400t/h400*(200-90)*0.55=24200400*(200-90)*0.55=24200设计90℃进界区，须吸热11热出料120t/h-120*(140-80)*0.55*0.95=-3762-120*(140-80)*0.55*0.95=-3762柴油设计90℃出界区，放热12热联合-催化油浆-200*(330-300)*0.7*0.95=-3990-200*(330-300)*0.7*0.95=-399013热联合-顶循-200*(130-100)*0.6*0.95=-3420-200*(130-100)*0.6*0.95*0.5=-3420温度低，按低温余热输出14低温余热输出-200*(90-60)*1*0.95=-5700-200*(90-60)*1*0.95=-5700只计算60℃以上热量（除盐水）合计装置合计消耗(括号内为单位能耗)9812.8kg标油/h(24.5kg标油/t进料)9515.2kg/h(23.8k标油g/t进料)主要由焦炭和低温余热的变化引起2.2能耗评价2.2.1能耗评价指标工艺装置：（1）单位进料或产品的综合能耗；（2）单位能量因数能耗（对联合装置）;（3）基准能耗。公用工程系统全厂：（1）加工每吨原油的综合能耗；（2）单位能量因数能耗；（3）能源密度指数。2.2.2单位能量因数能耗及能源密度指数设一个炼油厂共有n套工艺装置，同一时期的加工量分别为A1，A2...An;实际能耗(对各自装置的进料或产品)分别为E1,E2...En,评价体系中确定的每套装置应可达到的先进标准能耗(国内称为能耗定额，下称标准能耗)分别为C1,C2...Cn,其中只有编号为1的装置为常减压蒸馏装置，相应的加工量就是该炼油厂的原油加工量。则此炼油厂工艺装置作为一个整体来讲，单位能量因数能耗U的定义为：上式中分母称为能量因数，可以看出的是：其中的AiCi是该炼油厂应达到的能源消耗总量，A1C1是常减压装置应达到的标准能源消耗量，二者的比值即能量因数，直接意义则是炼油厂应达到的标准能源消耗总量折算成具有标准能耗的常减压装置的套数。由于在一定的评价体系中，标准能耗C1,C2……Cn是不变的，因此，能量因数就是标准能耗常减压装置的套数。显然，高能耗的装置琥多或加工流程越长，折成的常减压装置套数越多，所以是炼油厂加工复杂程度的体现。式(1)中的分子项是该炼油厂的单位综合能耗，即加工每吨原油的综合能源消耗量，除以能量因数后，就是单位能量因数能耗，意义就是标准能耗常减压装置的实际能耗。U=)11/(1/11CAAiCiAAiEinini(1)将式(1)分子分母的A1约去，并整理成下式：U=C1AiCiAiEinini11(2)令EII=AiCiAiEinini11，则式(2)变成下式：U=C1.EII(3)EII为炼油厂实际能耗消耗总量与应达到的标准能耗消耗总量的比值，这就是国外一些公司所采用的能源密度指数。此概念意义很容易直接理解，若该比值为1，说明炼油厂总体上已达到了先进能耗指标；若比值大于1，如为1.2，实际能耗比先进能耗指标高20%。如果一个评价体系中，规定的各装置标准能耗不是很先进，则EII将会小于1，这时统计分析的炼油厂中EII最小者则是最先进者，并且可能如EII低至0.8时，才达到了较先进的能耗指标。从式(3)看出，单位能量因数能耗是在能源密度指数的基础上乘以常减压装置的标准能耗C1，因C1一般是不变的，所以比较U的高低实际是在比较EII的大小。如果U等于C1，说明炼油厂总体上达到了先进能耗指标；如果U大于C1，它们的差值就是每套标准常减压装置的节能潜力。综合上述单位能量因数能耗的意义与分析，可以得出它的如下特性：(1)单位能量因数能耗与常减压装置标准能耗的比值即能源密度指数，故它实际上表示炼油厂所有工艺装置的实际能耗总量与应该达到的先进能耗总量相比的平均节能潜力，是一个高度综合性的指标，用于整体上评价不同炼油厂的能耗是科学合理的。(2)使用国内外不同的评价体系时，所规定的能耗计算方法不同，各工艺装置的标准能耗不同，单位能量因数能耗结果不一样，差别可能较大。所以对比时，必须使用同一个评价体系。(3)从式(2)中看出，单位能量因数能耗与原油加工量无关，完全适合于二次加工装置有外购原料的炼油厂能耗评价。(4)对于越来越多的联合装置，由于其中的各装置实物消耗量难于分开，故难于评价单个装置能耗，可使用单位能量因数能耗进行整体评价。(5)单位能量因数能耗中，已经考虑了加工流程的复杂程度，故不再与其有关。单位能量因数能耗评价的缺点是，评价的准确性取决于标准能耗的确定。随着技术的发展，一些工艺装置的先进能耗下降的幅度较大，则必须及时调整标准能耗，以增强可比性。另一方面，尽管对某类工艺装置可能制定许多档次的标准先进能耗，甚至采用考虑主要影响因素后的拟合公式表达标准能耗，以大大增强其可比性，评价结果已经足以从宏观上表明能耗水平的高低，但毕竟制定的标准先进能耗还是有局限性的，所以不可能在细微的程度上分析对比能耗的高低。2.2.3＜炼油厂能量消耗计算方法＞的修订主要修订内容（1）将现有的计算方法改为计算与评价方法，规定了全厂、炼油装置和辅助系统的评价指标。（2）对所有工艺装置能耗定额修订，补充了新型炼油工艺装置的能耗定额;对辅助系统的能耗定额作了