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文件名称:三环节模型介绍.docx
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总页数:24 页
更新时间:2025-05-26
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文档摘要

一、石油化工用能特点

多年来,人们习惯于从物料变化线索及单元操作角度对过程进展分析争论。然而依据能量变化线索争论工艺过程,觉察石油化工过程用能有下述三大特点:

过程用能的主要形式是热、流淌功和蒸汽,而热、功和蒸汽又是由电和燃料转化来的。一般是通过转换设备,如炉、机泵等实现能紧转换的。

转换设备供给的热、功、蒸汽等形式的能量进入工艺核心环节(塔、反响器等),连同回收循环能量一起推开工艺过程完成后,除局部能量转入到产品中外,其余均进入能量回收系统。

能量在工艺核心环节完成其使命后,质量下降,但尚具较高的温度和压力,在很大程度上可以通过换热设备、换功设备(如液力透平)等回收利用,从而可以削减转换设备输入的能量。但受工程和经济条件约束,回收不能到底,最终通过冷却、散热等渠道排弃到环境中去。连同转换环节的损失能一起构成了装置数量上的能耗。

由上述特点,可以看出用能对象是工艺核心设备,但其数量不变〔无消

耗〕,为之效劳的转换和传输环节以及能量回收环节却表现出了能量数量上的消耗。明显,用能分析应从全局的角度考察能量使用的数量和质量变化状况。

基于上述用能特点,提出的用能分析三环节模式系统地解决了炼油装置能量平衡和火用平衡的方法问题。用能分析的三环节模型〔见图4-8和图4-9〕。但由于模型是在炼油过程用能分析中进展起来的,考虑石油化工特点少,需作适当改进。

二、用能分析三环节模型的改进

用能分析三环节模型的突出特点是,依据能量的变化规律而不是物料变化规律对过程用能进展分析争论;不计原料化学能,把原料和产品化学能的差异放在热力学能耗中处理;把过程分为能量转换和传输、工艺利用和能量回收三个环节,分别考察能量使用的数量和质量变化状况。这对于炼油行业是一种科学、有用的简化方法,并为炼厂能量平衡实践所证明。

对于石油化工过程,特别是对原料和燃料能够分开的状况下,不计原料化学能往往也是现实可行的。原料和产品仍为高分子的碳氢化合物,只是构造和种类不同,都含有很高的化学能,无一不表达在过程的化学反响中。因此,将原料和产品化学能的差异,通过反响热计入热力学能耗中。即使对于原料和燃料能耗有时难以分开的状况下,仍可沿用上述方法,对过程用能进展分析,这时三环节模型主要是对消耗的燃料动力能耗进展分析,原料化学能仅在汇总为装置能耗时计入。

因此,结合石油化工过程的特点,对原用能分析三环节模型提出以下改进意见,使之适用于石油化工过程进展用能分析。改进后的用能分析三环节模型如图4-10和图4-11所示。

用能分析计算基准

基于炼油行业习惯,早期的用能分析三环节模型是以单位原料为计算基准进展能量平衡及火用平衡计算的,究其缘由,主要是炼油企业(装置)主要原料单一,而产品分布较广,承受单位原料作为计算基准比较便利。而石油化工则往往是多种原料,产品比较单一明确,习惯上,以目的产品为计算基准比较便利。而对于多种原料和多种产品的状况,又以单位时间(小时)为计算基准比较便利。因此,用能分析的计算基准应依据不同行业的具体特点选取不同的计算基准,原则为:选单一性的原料或产品较有用便利,结合上级主管部门的意见,敬重本行业的习惯,使其在同行业中具有可比性。

关于非工艺流体的机泵有效动力

非工艺流体机泵指装置用水、风及其它非工艺流体的机泵。这些机泵有的设在装置内部,大多则设在公用系统中,假设干装置共用。这局部能量实际上难以进入能量平衡体系。为处理问题便利,早期分析模型将这局部机泵耗能视为本装置动力消耗,按其单位产品(水、风)的消耗指标折成电能计入装置消耗中,然后把这局部消耗按其转换效率不同分为无效动力和有效动力。无效动力与其它工艺机泵无效动力一起自转换环节排出,有效动力则视为有效供能进入工艺利用环节。由于非工艺

流体机泵有效动力实际上不进入利用环节,为真实地反映过程用能的关系,应将这局部有效动力自转换环节直接引到回收环节排弃,绕过工艺利用环节。并将这局部有效动力记作EUO,这样就把非工艺流体机泵也作为转换环节设备,其有效动力计入环节转换效率,但不进入利用环节。避开了对有效供能EU、工艺总用能EN、及待回收能EO的影响。

能量使用环节的设备散热

工艺利用环节是装置用能的核心环节,设备散热是不行避开的,且占相当的比重。图4-8所示的用能分析模型把工艺使用环节设备散热归入到待回收能中,引入回收环节,与能量回收设备散热一起排出回收环节,结果增大了待回收能,计算能量回收率偏低。由于散热的不行逆性。工艺利用设备的散热不会也不行能跑到回

收环节去待回收,只能在能量利用环节内籍加强保温加以削减。因此应将工艺利用环节设备散热在用能分析模型中单列一项,直接由利用环节排出,并记作EUD。

关于原料的化学能

石油化工过程均属烃类物质的加工过程,其原料和产品均含较高的化学能。加工过程的能耗与原