炼厂常减压装置换热网络优化研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:dlll9393
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随着社会快速发展,能源高效利用成为政府和企业关注的重点。夹点技术从理论上导出了最小能量需求,为换热网络设计提供了方向和限度,有效保障了具有最大能量回收换热网络的建立,在节能减排等领域做出了巨大贡献。利用夹点技术进行能量系统集成提高炼油装置的整体能量利用效率,对我国炼油行业和经济持续发展意义重大。炼油行业中,常减压蒸馏装置耗能巨大,节能水平高低直接影响炼油企业经济效益和市场竞争力,故本文以此装置为对象进行节能研究。通过权衡不同夹点温差下的年投资费用目标和年运行费用目标,可为换热网络选定具有最佳经济效益的夹点温差。然而,复杂换热网络的投资费用目标难以准确计算。故本文以构建计算模型方式对如何提高投资费用目标计算准确性进行了研究。计算模型同时考虑了物流传热系数差异和换热单元费用等式差异。结果表明,计算模型的准确性总体优于Aspen Energy Analyzer的准确性,这有利于提高最优夹点温差的计算准确性。流程模拟软件可以再现实际生产过程,为生产优化和技术改造提供便利。为此,本文将常减压装置在Aspen HYSYS中进行全流程模拟,并调用Aspen EDR对各换热器进行严格设计以使流程模拟更为贴近实际过程。流程模拟完成后,将数据提取到Aspen Energy Analyzer,对装置用能状况进行了快速诊断并得到公用工程用量目标。常减压装置换热网络结构非常复杂及改造选择存在多种可能。本文基于夹点技术,通过合理地重排换热单元、添加换热单元和增加换热单元面积等手段,减少了跨越夹点传热现象,实现了装置能耗减少。按照装置最小改动原则并兼顾装置节能潜力,确定了最优改造方案。改造后,原油进常压塔加热炉的温度从287.3℃提高到315.0℃。通过对优化方案进行经济性分析,结果表明优化方案取得了良好经济效益:投资费用4255万元,每年运行费用可节省6485万元,投资回收期为0.6561年。本文的研究结果,对同类型装置的优化改造具有一定的借鉴和指导意义。
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