煤化工企业副产蒸汽利用状况分析及优化措施

随着煤化工企业产品的多元化和产能规模化发展,生产过程中公用工程物料产耗平衡对于系统稳定、经济运行至关重要。其中,蒸汽作为公用工程关键物料之一,其重要作用日趋凸显,蒸汽供需的平衡、副产蒸汽的利用、蒸汽管网的优化运行及蒸汽品质的动态监控等问题亟待解决,这是系统安全、稳定、经济运行的前提和基础。结合煤化工企业蒸汽供需的特点,从副产蒸汽来源、副产蒸汽品质等方面入手综合分析目前煤化工企业副产蒸汽的利用状况,认为副产蒸汽利用不充分主要源于工艺设计不合理、设备选型不匹配、运行及操作方式不完善,并提出优化、改进措施。     

基于合作博弈的工业热能发展与电力营销优化配置模型研究

针对当前电力营销方法无法高效促进工业热能发展效果的问题，设计了一种基于合作博弈的工业热能发展与电力营销优化配置模型。首先采用主成分分析法对工业热能发展与电力营销优化进行综合评估，再建立目标函数模型，最后采用合作博弈方法实现动态配置，以此完成基于合作博弈的工业热能发展与电力营销优化配置模型的构建。利用该模型进行电力营销优化配置实验，并与文献中配置结果进行对比，结果表明：此次研究的优化配置模型有效提高了工业热能发展与电力营销效果，并减少了电力营销优化配置时间，提高了电力营销优化配置后工业热能的发展，证明了此次研究模型的合理性。     

煤化工项目全厂蒸汽平衡的经验总结

以某30万吨/年煤制甲醇项目全厂蒸汽平衡的确立为例,探讨蒸汽平衡主要的掌控点。从确立全厂蒸汽平衡、蒸汽系统安全与经济性等方面,对煤化工蒸汽系统的平衡总结提出一些经验和建议。实现煤化工项目工业节能、降低生产成本、增强系统的安全性和稳定性。     

基于ASPEN HYSYS对蒸汽管网动态模拟分析

以大型化工项目蒸汽系统的设计为例,介绍了煤化工项目中蒸汽系统的重要性,利用ASPEN HYSYS软件对超高压、高压和低压蒸汽管网的意外停车等工况进行动态模拟,分析当前设计的合理性,优化控制器的整定参数,为设计改进提供合理的动态数据。     

基于数学规划法的蒸汽动力系统优化运行研究

为满足石油化工行业实际生产中各单元、各工艺过程对不同等级蒸汽的需求,将不同蒸汽动力循环过程归纳综合为一种通用的过程,并利用数学规划的方法建立了数学模型。采用数学规划法对实际操作系统进行优化,得到最佳操作参数,并与人工调度方案进行了比较。结果表明:对于复杂蒸汽动力系统的优化,借助优化模型和求解软件可以方便地确定系统最优运行状态,使整个蒸汽动力系统的运行费用最低。该方法可为过程动力、热能、工艺蒸汽等的分配提供参考数据,对实际蒸汽动力系统的优化改造有着重要的指导意义。     

稠油注蒸汽开采提干提效配套技术的开发

稠油油藏注蒸汽开发的复杂性主要体现在如何充分利用热能,而蒸汽干度是影响蒸汽热能利用效率的首要因素,是衡量蒸汽质量的重要指标。通过分析河南油田稠油注蒸汽开采在制汽系统、输汽系统、注入系统以及监测系统各个环节存在问题,进行提干提效技术研究,配套了地面高干注汽工艺、井筒全程保干技术、高效注汽工艺、以及热采井动态监测技术,通过加强地面和井筒一体化配套,从而保障热需求、控制热损失,从而提高蒸汽干度、提高热能利用效率,对改善稠油开发效果,提高稠油热采效益具有重要意义。     

层次分析法在电解锰工艺中的应用

利用低品位软锰矿与高硫煤生产电解锰是一种新兴的资源化生产电解锰的新工艺。结合层次分析法确定权重的优势提出基于层次—灰色关联分析法的评价方法,建立传统电解锰工艺生产与低品位软锰矿与高硫煤互补资源化生产电解锰方案比选的优化模型,进行方案优选。同时在确定各评价指标权重时,引入了三标度法,利用三标度AHP方法确定各评价指标权重,通过准则层关联度及综合关联度的定量分析各方案实施对社会经济系统、资源系统以及环境系统的影响,证实本体系新工艺生产电解锰明显优于传统工艺。     

环己醇生产装置高温冷凝水热能利用技术改造

针对环己醇生产系统高温冷凝水的热能损失现状,在对工艺中热交换数据进行采集、诊断以及对热负荷进行模拟的基础上,制定出合理的高温冷凝水热能回收利用优化方案,减少了高、中压蒸汽的用量;并结合生产系统冷热流之间的相互关系,改进了换热器的配置设计,取得了很好的节能效果。     

基于线性规划法的通用蒸汽动力系统的优化

为解决实际化工生产中各生产单元、工艺过程对不同品级蒸汽的需求，本文把不同的蒸汽动力循环过程归纳综合成一种通用的过程，并利用混合整数线性规划（LP）的方法对实际操作系统进行优化，得到最佳的操作参数。使整个蒸汽动力系统运行费用最低，从而达到节能的目的。这种方法还可以为过程动力、热能、工艺蒸汽等的分配提供参考数据，对实际蒸汽动力系统的优化改造具有重要的指导意义。     

汽轮发电机组故障修复

汽轮发电机组利用工厂的富余热能发电，对平衡蒸汽及工艺冷凝液具有重要的作用。发电机一旦发生故障必将影响到系统的负荷与稳定，因此必须尽快修复。     

德士古煤气化工艺CO2排放分析

煤化工是高耗能高CO₂排放的工业,利用热力学分析方法对其工艺过程中能量利用情况进行分析,可以有效地发现工艺的能量利用缺陷和节能潜力,为过程的节能优化改造提供依据.目前热力学分析方法主要包括能量衡算法和(火用)分析法,本文在对传统热力学方法进行分析和评价的基础上,指出了已有方法的不足,提出了新的熵(火用)分析相结合的分析方法,并以德士古煤气化工艺为例,分别使用传统的能量衡算法、(火用)分析法和本文提出的熵(火用)结合分析法对工艺过程的能量利用情况进行了分析,获得了工艺过程中内各模块的能量、熵增和(火用)损分布.在此基础上,将(火用)损与工艺过程中CO₂排放量建立联系,经过计算得到了工艺过程中各个设备对应的CO₂排放分布和(火用)损系数,得出气化炉是工艺过程中主要的节能位置.这种能量与CO₂排放的关联能为工艺过程的节能减排提供理论依据.     

A novel power generation system based on moderate conversion of chemical energy of coal and natural gas

This paper proposes a novel power generation system that implements mutually beneficial use of natural gas and coal. In conventional power plants fossil fuels are usually directly burned with air to convert the chemical energy to thermal energy for power generation. In combustion processes, about 30% of exergy of fuels is destructed, and the decrease in the irreversibility of combustion processes has large potential to improve the performance of power plants. The new system attempts to use chemical exergy of fuels before combustion through coordinated use of coal and natural gas. First approximate 60% of coal is gasified in a gasifier with air and steam as oxidant, then, the unconverted residuals (char) and natural gas are utilized synthetically based on the method of char-fired reforming to generate syngas, in which the combustion of char will drive the methane/steam-reforming reaction. The fuel gas from the partial gasification of coal and syngas from char-fired reforming are mixed together and fed into a combined cycle for power generation. As a result, the overall thermal efficiency of the new system is about 51.5% based on the current turbine technologies and the net thermal efficiency of coal to electricity of the new system can reach near 48.6%. The results obtained here may provide a new way of using coal and natural gas more efficiently and economically.     

气化剂配比对气化炉性能的影响

为了实现能源利用的可持续发展,多联产技术可以对能量进行合理的利用.多联产系统不同于化工或动力分产系统,对气化炉性能有更具体的要求.通过化学平衡和热量平衡方法求解气化炉平衡工作温度以及该温度下的出口煤气成分,研究了气化炉进口气化剂配比对出口煤气成分、冷煤气效率、热效率及火用效率的影响,指出热效率、火用效率最优情况下适应于各煤种的最优氧煤比以及合理的水蒸气耗量,为多联产系统的设计优化提供参考.     

Rechnergestützte exergetische Optimierung verfahrenstechnischer Prozesse

Computer-aided exergy optimization of chemical engineering processes. Methods of exergy evaluation as the basis of energy and material analysis of chemical processes have been used for some years to evaluate these processes from the view point of the First and Second Law of Thermodynamics and with regard to their influence on the environment. This paper introduces a tool for computer-aided exergy analysis and optimization of complex process plants. This tool is based on a flowsheeting program that is extended to calculate the exergy of material, heat, and work flows. The optimization problem of process plants is solved in a two level approach by parameter optimization and structural optimization. The parameter optimization is realized automatically by the extended flowsheeting program. The structural optimization is based on heuristic rules and experiences of the process engineer.     

酯交换法制备碳酸二甲酯过程模拟与系统火用分析

针对酯交换制备过程中甲醇?碳酸二甲酯共沸体系难分离的问题,分别选择变压精馏、碳酸乙烯酯(EC)萃取精馏与乙二醇(EG)萃取精馏3种分离过程进行模拟与能量集成,对比了3种工艺流程的分离能耗,采用有效能(?)分析方法分析了能耗最低的变压分离过程的有效能(?)损失. 结果表明,3种工艺流程的能耗EG萃取精馏>EC萃取精馏>变压精馏,碳酸二甲酯生产过程中内部循环物流能量是输入总能量的1.55倍,变压共沸分离过程的?损失为7.9%。     

Exergetic criteria in process optimisation and process synthesis: Opportunities and limitations

The exergy concept is a well established way to express the quality of any kind of process stream, be it energy or matter. Thus detailed exergy analysis of chemical processes can in general be performed and several such applications have been reported in the literature. However, systematic methods for exergetic process optimisation only exist for the comparably less complex area of power systems. For chemical processes a solid optimisation approach based on exergy analysis has yet to be derived. This paper presents a thorough investigation of opportunities and limitations of the exergy concept in both process optimisation and process synthesis. The two tasks are treated separately since their specific requirements and solution strategies are different. As a result of the presented evaluation, concepts for the efficient use of exergetic criteria are proposed.     

水泥熟料形成的求算

为了进行水泥生产过程的火用分析 ,提高有效能的利用率 ,有必要把水泥生料在高温化学反应时形成熟料的火用耗进行准确计算 ,故此 ,以物质在发生化学反应过程中所做的功——化学反应火用及反应过程火用损失为理论基础 ,计算了水泥熟料高温烧成时各化学反应阶段的化学反应火用 ,提出了通过火用平衡以计算熟料形成火用的方法     

间歇过程能量平衡和(火用)平衡分析方法的研究

通过分析间歇过程的用能特点,以能量演化为线索,在连续过程用能“三环节”模式基础上,提出了基于时间因素的间歇过程“三环节”用能模式和 平衡模式。建立了能量平衡和 平衡方程式。通过分析三个环节之间及整个体系与外界能量关系的模式,分析体系及三个环节间 平衡的关系,揭示了间歇过程的三个环节间密切的相互联系和相互制约的关系。深入剖析了间歇过程的用能规律,揭示了能量在间歇过程体系中的演化和变化的本质。为间歇过程的优化设计和节能降耗提供理论依据。     

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。     

Eco-efficiency and control loop configuration for recycle systems

To integrate measurements of eco-efficiency with control loop configuration has become an important topic since all industrial processes/plants are requested to increase their eco-efficiency. The exergy eco-efficiency factor, a new measure of eco-efficiency for control loop configuration, has been developed recently [1]. The exergy eco-efficiency factor is based on the thermodynamic concept of exergy, which can be used to analyze a process in terms of its efficiency. The combination of the relative gain array (RGA), NI, CN, dynamic RGA, and the exergy eco-efficiency factor will help guide the process designer to find the optimal control design with low operating cost/eco-efficiency. In this paper, we validate the proposed exergy eco-efficiency factor for processes with recycles which are very common industrially.