考虑环境成本的矩阵模式经济学分析方法

提出考虑环境成本的矩阵模式经济学分析方法,弥补传统矩阵模式经济学分析方法缺乏环境成本的描述。该方法可在全生命周期内追踪系统内产品成本的形成过程,为揭示系统产品的真实成本进行有益的探索。根据矩阵满秩的需要,提出考虑环境排放流股的新补充方程构建原则。以天然气辅助煤多联供甲醇电多联产系统为例,建立详细的矩阵模式经济学分析模型。通过计算分析,揭示系统内产品的单位成本、单位经济成本的形成过程及其变化规律。单位成本和单位经济学成本均随生产过程的进行而逐渐升高。     

考虑不确定汽电需求的蒸汽动力系统优化设计

蒸汽动力系统优化设计不仅要保证系统全周期总费用最小,还要保证系统具有一定可操作性应对各种不确定变工况影响。本文提出了同时考虑汽电需求确定性多周期变化以及燃料、电力价格,汽电需求不确定性变化的蒸汽动力系统优化设计策略,专门提出不确定变化参数对优化目标及约束的影响以及数学表达,建立混合整数线性规划(MILP)优化模型进行求解,并应用于某石化企业蒸汽动力系统优化设计。实例设计结果表明,与按照传统策略设计结果相比,应用本文提出的考虑不确定参数的设计策略获得的优化方案,具体设计了针对不确定因素实现而对应的运行调度安排,降低年总费用,保证系统安全稳定运行,实现经济性和可操作性综合最优。     

机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的分析

为全面反应机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的用能情况,提高系统的效率,采用以热力学第二定律为基础的分析方法,对系统进行了分析。将硫酸铵废水视为实际溶液,建立了实际物流的分析模型,运用工厂实测数据对系统进行了分析计算,研究了参量:压缩比、蒸发温度和一效排出浓度对系统效率的影响并根据测算结果提出了改进建议。分析结果表明,该系统总的效率约为12.04%;各设备分析表明,换热器及压缩机是主要的损失部位,二者的损失约占总数的79.5%;参量分析表明,系统的效率随着压缩比的增大而减小,随着蒸发温度的升高而增大,在其他条件允许的情况下,应尽量采用压缩比小的压缩机和维持高的蒸发温度;在文中条件下,当一效排出质量分数为32%时系统的效率最大,应尽可能地维持在该质量分数下排料;消除进入加热器蒸汽的过热可以提高系统的效率。     

煤间接液化中费托合成单元装置的分析

在基于PRO/Ⅱ对低温费托合成系统进行模拟及优化的基础上,采用热力学分析方法,对低温费托合成系统进行了量衡算,分析了系统中各主要能耗单元的效率和损失状况。计算结果表明,系统中损失最大的过程是费托合成反应过程。费托合成反应器是损失最大的设备,效率为86.80%,损失占了总损失的85.15%;冷凝液回流泵效率最低,只有6.71%;效率最高的为石蜡收集槽、石蜡泵、石蜡中间槽等,几乎没有损失。采用热力学分析方法可以更准确地揭示系统中各环节和设备的最大损失,为改进设备、节约能源提供目标和对策。     

炼化企业燃料动力系统优化模型的建模与应用

在炼油化工企业中,燃料动力系统是重要的组成部分,负责为生产装置提供符合要求的蒸汽、电等能源介质,燃料动力系统的优化运行对降低动力成本和装置能耗有显著影响。石家庄炼化分公司燃料动力系统设备配置复杂、蒸汽系统压力等级及用户较多,采用燃料动力优化系统软件,建立了符合企业实际的优化模型,并对燃料动力系统实施优化,动力运行成本降低2 086万元。同时介绍了燃料动力优化系统的软件架构及特点、技术路线及关键技术和系统的主要功能模块,以及系统的预算对接功能在企业制定科学合理的动力费用计划中的作用。     

气流床煤气化系统的热力学分析

在使用Aspen Plus对激冷型气流床煤气化系统进行模拟和优化的基础上,采用热力学分析方法,对气化系统进行了能量衡算和量衡算。计算结果表明,系统中损失最大的过程是化学能转变为物理能的过程。洗涤冷却室是损失最大的设备,损失占了总的21.2%;其次是气化炉气化室,占到了总的13.9%,气化室的损失主要发生在水的汽化等过程中,这一部分损失占气化过程损失的70%左右,而氧气加热至反应温度所带来的损失仅占30%左右。采用分析方法可以更准确地揭示系统中损失最大的环节和过程,为改进设备、节约能源提供目标和对策。     

基于经济学观点确定换热网络传热温差

从分析和经济学的角度提出了确定换热网络最小传热温差的方法。在基于夹点技术温焓图的基础上,把冷、热公用工程物流的基本属性同工艺物流的组合曲线一起标示于温焓图上,组成平衡组合曲线。对平衡冷、热组合曲线进行分段积分,较精确地求取换热网络传热过程的损失。以损费用代替公用工程的能耗费用作为操作费用,确定经济目标函数,用以计算最佳的传热温差。该方法为合理地降低能源消耗指明了方向,同时揭示了能量在过程系统中演变和变化的本质。     

全厂蒸汽系统的平衡与优化

内蒙古天野化工集团公司是1996年投产的大型氮肥企业,设计能力年产30万吨合成氨,52万吨尿素.其蒸汽系统是生产装置的重要组成部分,与全厂动力系统、工艺系统相关联,由于产汽、用汽单位多,管网等级多,搞好全厂蒸汽系统的平衡与优化,对于稳定生产、节能降耗具有积极意义. 1全厂蒸汽系统简述 全厂蒸汽来源主要是两台高压锅炉.正常运行时,废热锅炉、甲铵冷凝器等副产蒸汽并入不同等级的管网.两台辅锅为原始开车提供蒸汽,正常运行为冬季采暖供汽.蒸汽用户主要为压缩机透平、工艺、加热、伴热、吹灰等用汽单位.根据不同用户,全厂蒸汽管网系统分为五个等级,详见下图:《全厂蒸汽系统简图》     

化工传热过程的(火用)分析

应用热力学原理,分析了换热器在传热过程中损失的影响因素;采用平衡方程式,论证了传热过程中的利用效率;指出减少内部损失和外部损失是降低传热过程损失的有效途径;以间壁式换热器为例,计算了传热过程中的效率。     

装置蒸汽动力系统与热电厂运行同步优化

石化企业装置蒸汽动力系统通常独立设计和操作,忽视了与热电厂蒸汽动力系统的联系。热电厂蒸汽动力系统通常在固定的蒸汽和电力需求下进行优化,忽视了与装置蒸汽动力系统的联系。为实现石化企业蒸汽动力系统的全局优化,本文提出了用于装置蒸汽动力系统与热电厂运行同步优化的方法。首先使用热电厂透平和锅炉的设计及运行数据回归得到设备模型系数,依照现有结构建立热电厂蒸汽动力系统约束。然后以装置蒸汽动力系统设计和操作灵活性为区分,将装置分为三类：第一类装置蒸汽和电力需求无法调节;第二类装置可以通过减温减压调节蒸汽需求;第三类装置既可以通过减温减压调节蒸汽需求,也可以通过驱动选择调节热电需求。装置透平模型参数采用文献值,通过采集各类装置蒸汽和电力需求等数据建立装置蒸汽动力系统约束,最后通过热电厂与装置蒸汽和电力的连接关系建立耦合模型。耦合模型以年度费用为目标函数,其中包括热电厂运行费用以及装置透平和电机的年度投资费用,通过优化求解得到热电厂设备负荷分配方案以及装置蒸汽动力系统设计方案。通过算例论证了同步优化方法的可行性,与独立优化相比,同步优化降低年度费用451万美元。