常减压换热网络的优化改进和优化控制

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浅议如何开展常减压装置的换热系统优化

浅议如何开展常减压装置的换热系统优化
节能的关键所在 。
图2工艺过程三环节平衡 图 2换热流程 设计 中的问题 2 . 1热回收率与原油预热温度 2 . 1 . 1 热回收率 的概念 热回收率是指装置中换热回收的热量与换 热回收热量加冷却负 荷之和之 比。一般 来说,提高热回收率对充分利用余 热,减小产品
中段 回流采用 大流量小温差的方式, 以减少过程 的火用损失 , 并且在保证各段侧线抽 出产品质量 合格、争取高收率的前提下 ,尽 量多 回收高温位热源热量 ,以此提高原油换热终温 。 中段 回流取热 的合 理分配是一个优化 问题,它与整个装置热量 回收及换热 网络有密 切关 系。本装置常压塔设有三个 回流, 即一个 顶回流,二个 中段 回流,其取热 比分别为6 0 . 5% 、3 0% 、9 . 5% :由 于顶回流取热温位低,大 部分热量无法使用,从而导致热回收率低 ( 仅3 9 . 5 % ) ,原油换热终温下 降、 加 热炉负荷 大、 能耗居高不下,并 增加了冷能消耗 。 因此,在满足产品质量和防止露点腐蚀的前提下, 实际操作过程 中,可加大 二个 中段 回流,特别是一、二 中回流 的取 热比,尽量减少常顶 回流取热量 。 减压塔设有三个 回流 ,即减 一中、减二中 、减三 中回流,减一 中、二 中回流取热 比分别为5 4 . O 6% 、4 5 . 9 4% 。大部分热量仍取 自 低温丝热源,不但未被利用 ,反而 增加 了冷消耗 。由于本装置减压 塔侧线油仅作催化原科,质量 不需要严 格控制,而减压塔 中段 回流 热源热量大,温位高,增 大减 二、三中回流取热量对整个装置 的热 回收有重要影响 。 由于原来催化原料过剩,本装 置生 产的蜡油一部分需进罐贮存 考虑到充分 回收这部分热源 ,减少 冷却水消耗,对装置换热流程进 行了局部调整 : 特在出装置处 , 增 设一台换 热器 ,该换热器使用,既 可使换热流程灵活操作,又进一步提高 了换热终温 。 3 . 2提 高加热炉热效率 本装置燃料的能耗 占总耗的7 0 . 8%,降低燃料消耗,除 了提高 原油换热终温外,提 高加 热炉 效率也很 重要。而过剩氧的控制则是 提高加 热炉效率的关键,实际操作表明,常、减压炉烟气氧含量> 6 %, 则加热炉效率 明显下降,而氧 含量保持在4% 左右, 可使加热炉热 效率提高 ̄ J 1 8 7% ~8 8%,但 并不是氧含量越低越好,过低的氧含量

常减压装置换热网络的优化设计

常减压装置换热网络的优化设计

常减压装置换热网络的优化设计摘要:我国现在的换热网络的终温还是很低,装置还是会消耗很多的能量,热换网络进行操作时候的弹性是非常不好的。

原来的换热网络有许多不合理的地方,这就使其出现了终温低和耗水量大以及弹性差等问题。

针对其现在存在的这些问题,对现在的换热网络的技术进行更新是非常重要,要用最少的钱得到最大的效果,这是提高其能量利用率的有效的办法。

所以,本文通过对其进行分析,把夹点技术和一些相关的计算机技术和软件结合一起进行应用,利用它们的优点,对其进行改进,得到了一个比较满意的结果,很大程度上提高了设计效率。

关键词:换热网络、优化、常减压装置在现实真正生产的时候,我们经常会面临这种问题,即不管是使用什么方式合成的网络,在最开始的时候都是最接近最优的状态的,但是这种状态是不会维持多久,那是因为经常会需要对这个工艺进行某一部分线路或条件进行更改,还需要经常对设备进行改进或者技术需要更新,而且在对量的改变进行处理时,会出现实际的条件与设计时不相符。

所以想要提高现在的这种生产装置的能量利用率,我们需要对换热网络进行研究,这也是现在能想到的最有效和经济的办法,通过这种方法可以找到有什么问题,然后针对这些问题进行仔细分析,进而可以对它进行优化。

一、换热网络概述(一)常减压装置用能和换热网络的现状因为在最开始建的时候各方面都比较落后,而且也不会过高的要求可以节能,在进行使用过程换热不够合理,虽然有进行了几次改造,但是现在的换热网络的终温还是很低,装置还是会消耗很多的能量,热换网络进行操作时候的弹性是非常不好的。

因为原油性质存在差别,使得对其进行加工时所使用的流程和工艺也是不一样的。

我国的常减压装置大部分都是根据国内的原有的性质来设计的,然而加工的原油是不同的,这对同一个装置提出了更高的能够满足不同原油的要求。

(二)原来的换热网络的问题并进行分析针对其现在存在一些问题,对现在的换热网络的技术进行更新是非常重要,要用最少的钱得到最大的效果,这是提高其能量利用率的有效的办法。

炼厂常减压换热网络优化及低温余热利用

炼厂常减压换热网络优化及低温余热利用

炼厂常减压换热网络优化及低温余热利用邹帅;吴明【摘要】利用夹点技术,针对模拟的现有网络基础,对某炼油厂的常减压换热网络进行细节分析和问题诊断,找出了根源所在,并针对换热网络,根据当前情况提出了改造方案,最后经过统筹考虑,决定采用并进行改造,同时回收改造后的系统余热,进一步节省了能量。

然后,对整个改造的投资与效益进行分析计算,得出了整个改造项目所需的投资回收期和大概投资额。

最后,火用分析改造前后的常减压换热网络,分别计算出了网络的火用效率和火用损失,分析了换热网络改造的效果。

%The heat exchange net in CDU/VDU was investigated and diagnosed by pinch technology based on the net simulation. The reconstruction scheme of the heat exchanger network was put forward and carried out based on current conditions by comprehensive consideration, and then waste heat of the system was recovered. The benefits and capital costs were estimated. At last, exergy analysis of changed atmosphere vacuum distillation heat exchange net and unchanged net was carried out, exergy efficiency and exergy lose were obtained,the effect of net retrofit was analyzed.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P576-579)【关键词】常减压装置;节能;夹点;低温余热【作者】邹帅;吴明【作者单位】辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TE6242012年世界炼油总能力为44.48亿t/a,亚洲炼油能力的增加带动了全球炼油能力的复苏,达到12.82亿t/a,比2011年增加3600万t/a。

换热网络操作夹点优化控制设计方案

换热网络操作夹点优化控制设计方案
的换 热 网络 受 到 物 流 热 容 流 率 干 扰 的 情 况 , 出 提
前, 首先 假设 : ( ) 、 程流 体流 动接近 活塞 流状 态 : 1管 壳
的基 于 混合 整 数 线 性 规 划 模 型 的计 算 换 热 网络 所有 可 能夹 点 位置 的方 法 , 这种 方法 基 于 稳 态模 型 , 法描 述换热 网络 的动 态操作 过程 。 无
本 研 究 利 用 对 换 热 器 进 行 状 态 空 间 离 散 化 的
( ) 、 程 流体 以及换 热管 的 比热 c。 2管 壳 DC , ,
G 保持 不变 ; n ( ) 、 程 流 体 以及 换 热 管 的导 热 系数 A , 3管 壳
方法 , 建立 了含有多参数 、 多型号的换热器非线性动
点, 它决 定 了换 热 网络最 小 加 热 和冷却 公 用 工程 用 量 。然而 , 热 网络投 入运行 之后 , 换 由于换 热 网 络 已经 存 在 , 定 夹 点 位 置 时 . 不 能 再 像 换 热 确 就
网 络 设 计 时 冷 热 复 合 曲 线 可 以 任 意 移 动 . 至 最 直
络 , 入 运 行 以 后 , 工 过 程 中 的 生 产 条 件 经 常 投 化 在 某 一 范 围 内 变 动 . 操 作 夹 点 位 置 和 最 小 温 差 其
夹 点 技 术 的基 本 原 理 是 : 冷 、 物 流 的热 在 热
回收过 程 中 , 在一 最 小 传 热 温 差 , 处 即为 夹 存 该
态 模 型 . Smuik中建 立 模 块 , 察 操 作 夹 点 的 在 i l n 考
收稿 日期 : 0 0 0 — 5 21—92 。
作 者简 介 : 俊峰 , 士 , 张 博 主要 从 事 节 能 减 排 、 系统 工 程 与 过 程

常减压蒸馏换热网络的最优综合

常减压蒸馏换热网络的最优综合
S y n t h e s i s & I n t e g r a t i o n 系统综合与集成
常减压蒸馏换热网络的最优综合
樊 新军 哀希钢 陈中州
( 天津大学化 学工程研 究所,天津,3 0 0 0 7 2 )
摘 要 本文针对常减j .蒸馏的特点 ,烤于分解 策略提 出 f常减 ) l h i A馏 换热网络的双重模拟 退火算法 。通过例 K ,的
题, 在求解时可以直接采用模拟退火算法求解。 而子
问题是一个连续变量的优化 问题 , 本文采用 胡 山鹰 等
这与 组合优化问题有相 同 之处。由此 K i r k p a t r i c k 将 此方法首次应用到组合 优化问 题中, 取得了很好的 效 果。普 通模拟退火算法的算 法如图2 所示川 。
表 1 例题 的原 始数据表
Y m , 度 从 低 到 高 经 过 个 换 热 器 ,则 定 义
( Vi eE )
八t _=
( T *一 T . , J 一 ( T .一 T , . J
E 、 二 { 1 ‘ 1 = 1 , 2 , . . . , n 小 并定义换热器的集合E c ( E
v E . )为在 H M ! 阵中非 0 A 元 素所对应的换热器的集 合; J CN 为加热炉的集合 ,L CN , . 为冷却器的集合; 优化变 4 : ' 为网络的温度 分布x 邸4 = T 数’ 学校 ’ 牲 为:
由本文 的数学模刑可看 出, 目标函数所给出的是 某一个可行 网络 的费用位 , 如何给 出可行结构则 由发
I z 7 提出 的 优化 策略 来 求 解。 对于 主问 题 和子 问 题 均采
用模拟退火算法求解, 故称为双重模拟退火算法。 此
算法可 由图 3 表示

换热网络的优化改造及稳定运行控制策略研究

换热网络的优化改造及稳定运行控制策略研究

注[ 2 ] 。通过 换热 网络 的优 化综 合 , 能源 的利 用效 率 得 到 了显 著 提高[ 3 1 。
通 过对 原有 换热 设备 的重 新利 用 , 可在 节 能 的同时 尽量 减少 设 备投 资费 用 。因此 , 换 热 网络 的优 化
改造 得 到 了越来 越多 的关 注 。然 而 , 在 换热 网络改造 过 程 中 , 由于需 要综 合 考虑原 有 换 热 网络 的结构 和
p r e s e n t e d o n t h e p r i n c i p l e o f h e a t l o a d b a l nc a e .
Ke y wo r ds : h e a t e x c h a ng e r ne t wo r ks,r e t r of i t ,s t e a d y r u nn i n g, c o n t r o l s t r a t e g y
第2 9卷 第 2期
2 0 1 7年 6 月
宁 波 工 程 学 院 学 报
J OURNAL OF NI NGBO UNI VERS I TY OF T ECHN0L0GY
V n 1 . 2 9 No . 2
J u n e. 2 01 7
D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 8 - 7 1 0 9 . 2 0 1 7 . 0 2 . 0 0 4
中 图 分 类 号 :T K 5 1 3 文献 标 识 码 : A 文章 编 号 : 1 0 0 8 — 7 1 0 9 ( 2 0 1 7 ) 0 2 — 0 0 2 1 — 0 5
Re t r o it f o f He a t E x c h a n g e r Ne t wo r k s nd a S t e a d y Ru n n i n g Co n ro t l S t r a t e g y

供热系统中的换热器网络优化设计与运行控制

供热系统中的换热器网络优化设计与运行控制

供热系统中的换热器网络优化设计与运行控制换热器是供热系统中的重要组成部分,它起到了热量传递的关键作用。

换热器的网络优化设计与运行控制是提高供热系统能效和经济性的重要手段。

本文将从换热器网络的设计、运行控制等方面,探讨如何优化供热系统中的换热器。

首先,换热器网络的设计是优化供热系统的关键一环。

在设计过程中,需要充分考虑供热系统的热负荷、热源和热网的特性等因素,以确定合理的换热器网络结构和尺寸。

设计时应尽量减小热源和热网之间的温度差,提高热量传递效率。

同时,还应考虑换热器的布局方式、管道连接方式等,以降低系统的压力损失和能耗。

此外,还可以通过选择合适的换热介质、管道材料和绝热材料等,提高系统的传热效果和热损失控制能力。

其次,运行控制对于换热器的优化设计同样重要。

通过合理的运行控制策略,可以实现供热系统的稳定运行和高效能运行。

在日常运行中,应根据实际热负荷情况,合理调整供热模式、换热器的运行参数等,以保证系统的热平衡和热效率。

例如,在高峰时段可以适当提高供热温度,以满足用户的热量需求;而在低负荷时段,可以降低供热温度,减少能耗。

此外,还可以利用先进的控制技术,如PID控制、模糊控制等方法,对换热器的运行进行智能化控制,以更好地适应供热系统的变化。

另外,换热器维护与管理也是优化供热系统的重要环节。

定期的检修和维护可以保证换热器的正常运行和延长其使用寿命。

在维护过程中,应及时清理换热器内部的污垢和沉积物,以保持管道的畅通和换热面的清洁。

同时,还应定期检查并更换损坏的换热器元件,以确保系统的正常运行。

此外,还可以利用在线监测技术,对关键参数进行实时监测和分析,以发现和解决潜在问题。

总之,供热系统中的换热器网络优化设计与运行控制是提高供热系统能效和经济性的重要手段。

通过合理设计换热器网络结构、优化运行控制,可以实现供热系统的稳定运行和高效能运行。

同时,定期的维护和管理也是保证供热系统长期稳定运行的关键措施。

为了进一步提高供热系统的性能,未来可以开展更多的优化研究,如换热器网络的动态调控、能源回收利用等方面的研究。

二套常减压装置换热网络节能优化技术改造总结

二套常减压装置换热网络节能优化技术改造总结
图 1 原换热网络流程图
果,因而燃料消耗下降不明显。通过应用换热网络软件分析及流程模拟, 换后温度可达到 3 2 2 ℃以上, 说明 原换热网络存在一定问 题, 原改造不十分成功。 由于换热器分布在三层框架上, 在原设计中 并没有考虑到该条件限制, 使原换热网络中 部分同组换热器较分散, 尤其是减渣系统换热流程跨度较大, 走向不尽合理,导致冬季跨线 散热损失较大,需重新优化和布局。 3 . 2 . 2 换后操作条件不合理 脱后原油经换热人初馏塔温度达2 4 0 9 0 , 超过了 设计值 2 1 0 士 1 0 ` 0 。在实际操作中,由 于人塔进料温度较高,而塔顶冷却面积有限, 增加了初馏塔的负荷。尤其在加工国外轻质原 油时对调整塔顶产品质量有一定影响。同时脱前原油人电脱盐温度达 1 4 0 t,也高于设计温 度1 2 5 t 1 0 9 C , 温度升高, 原油导电率上升, 增加了电的单耗, 并影响脱盐效果。 说明原换
蒸汽
1 . 8 3 1 . 5 4 1 . 5 0
嫩料
7. 7 4 7 . 7 0 7. 3 8
热输出
一0. 5 1 一0. 5 1 一0. 5 0
公斤标油/ 吨
0 . 0 2 0 . 0 3
公斤标油/ 吨
1 0 . 7 5
0 . 5 9
上表列出了开工后 7 一 9 月份装置能耗情况。由表 3 可见,新换热网络流程投用以后, 由于初底油换终温度较高, 燃料单耗与 1 9 9 9 年8 . 4 0 公斤标油/ 吨相比 下降较明显, 节能效 果显著。同时在7 - 9 月实际生产中, 改造后的换热流程运行情况十分良 好。 4 . 3 新换热网络的改造内容及问题的分析
二套常减压装置换热网络节能优化 技术改造总结
傅了 白 峰
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或接 近最优 状态 下 运行 , 换 热 网络公 用 工 程能 量 使
重要 。
油装 置能 耗 主 要 组 成 部 分 的 常 减 压 和 催 化 裂 化 装
置 , 能 耗 之 和 约 占炼 油 装 置 能 耗 的 4 % 一5 % 。 其 5 0 因此抓 好这 两套装 置节 能 措施 的落 实 , 整个 炼 厂 对
节能 降耗将 起到 主要作 用 ¨ 。
对结 构 已定 或 正 在运 行 的常 减 压换 热 网络 , 如 何进行 优化 改进 使其 达 到 最优 , 在换 热 网 络 中 的 或
某些过 程物 流 的流量 、 温度发 生变化 时 , 求换 热 网 要 络 的换 热仍 能满 足 工艺 上 的换 热要 求 , 能 在最 优 并
从各 炼 油 装 置在 总 能耗 中所 占比例看 , 为 炼 作
张俊峰 罗雄 麟 袁 毅夫 , 。
(. 1 中国海 洋石 油总公 司 , 京 北
1 0 1 ;. 国石 油 大学 自动 化研 究所 , 0002 中 北京
10 0 ) 0 1 1
12 4 ; 0 2 9
3 中 国 ̄4 r程 建设公 司 , . E_ - 北京

要 : 结构 已定或 正在运 行 的常减 压换热 网络 , 操作 夹, 附近 设 置 旁路 , 过 对 旁路 流 对 在 占 、 通
2 R sac ntueo uo t nC iaU i ri f er e m, e ig1 24 , hn ; . eerhIstt f t i hn nv syo t lu B in 0 2 9 C ia i A ma o e t P o j 3 SN P C E g er gIcro t n B in 0 1 1 C ia .I O E ni e n o r i , e i 10 0 , hn ) n i n p ao jg
第2 8卷 , 总第 1 4期 6 21 0 0年 1 1月 , 6期 第
《节 能 技 术 》
ENERGY CONS ERVATI ON TECHNOLOGY
Vo . 8, um. . 6 12 S No 1 4
No . 01 No 6 v 2 0, .
常 减 压换 热 网络 的优 化 改 进 和 优 化控 制
Ab t a t F ra sr cu eg v n o n p o e sCDU e te c a e ewo k s r c : o tu t r ie ri r c s h a x h ng rn t r s,t r u h s ti p t eb p s h o g et u h y a s ng ao n h p r tn i c on n p i zn t o r u d te o e ai g p n h p i ta d o tmii g i f w,t e h a x h n e ewo k a e e h oo — sl h e te c a g rn t r sc n me tt c n lg i e u r me t v n whe he f w nd t mp r tr ha g urn o it r a c c r q ie n s e e n t o a e e au e c n e d i g s me d su b n e,t e u ii o l h tl y c n— t s mp in a s p r x mae h n mu v l e b s d o h r s n e te c a g re u p n s u to lo a p o i t st e mi i m au a e n t e p e e th a x h n e q i me t . Ke r s: y wo d CDU e te c a e ewo k o tmiain c n r l o tmiain i r v h a x h ng r n t r s; p i z to o to ; p i z to mp o e
量 的优 化控 制 , 换 热 网络在 某 些过程 物流 的流量 、 度发 生 变化 时 , 热 网络 的换 热 仍 能满足 工 使 温 换
艺上 的换 热要 求 , 用工程 能量 消耗在现 有 的换 热设 备 的基 础上接 近 最 小公 用 工程 消耗 量 。 公
关键词 : 常减压换 热 网络 ; 优化 改进 ; 优化 控制
中图分 类号 :E 2 T 0 8 文献标 识码 : 文章编 号 :0 2— 3 9( 0 0 0 0 1 0 T 6 4:K 1 A 1 0 6 3 2 1 ) 6— 5 8— 5
O p i ia i n Co r la d Op i ia i n I p o e e to tm z to nt o n tm z to m r v m n f
0 引言
近 十年来 , 随着 炼 油 行业 加 工规 模 和产 量 的增
大, 新建炼 油装 置增 加 , 工 深 度 也在 增 加 , 过 优 加 通 化生 产 、பைடு நூலகம்开展 能耗达 标 以及采 用 先 进 节 能技 术 等 措 施, 对炼 油行业 节能工 作进 行研 究 , 少能耗 就尤 为 减
CDU e tEx h ng r Ne wo ks H a c a e t r
Z NG u HA J n—fn L O in e g , U X o g—l YUA —f i , n N Yi u
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