蒸汽动力系统操作优化及应用

蒸汽动力系统是石化企业的重要组成部分,优化蒸汽动力系统的操作,是企业节能减排、提高效益的重要途径。通过引进国外先进节能技术,以蒸汽动力系统总操作费用最小为优化目标,建立蒸汽动力系统模拟与优化模型。结果表明,应用蒸汽动力系统优化技术指导生产具有良好的节能降耗、降本增效的效果。     

大型石化企业蒸汽动力系统运营优化

针对大型石化企业蒸汽动力系统（SPS）具有多个动力产汽点且距离较远、各动力产汽点产供汽参数和成本不同的特点,在传统SPS能量转换环节运营优化的基础上,提出SPS能量转换环节和传输环节集成优化的策略,建立大型石化企业SPS能量转换环节和能量传输环节集成运营优化的混合整数线性规划（MILP）模型;对某大型石化企业蒸汽动力系统建立模型并求解得到了产汽成本和传输费用综合最优的优化运营方案,与原有的计划运行方案相比,优化运营方案可节约运行成本2.8%。     

引入环境成本的石化企业蒸汽动力系统多周期运行优化

石化企业的蒸汽动力系统(SPS)既是企业中的耗能大户,也是产生污染物的主要来源。为了满足石化企业工艺过程对蒸汽和电力不断变化的要求,实现企业节能降耗的目的,必须保证蒸汽动力系统在最优的状态下运行,同时考虑蒸汽系统对人类赖以生存的环境造成的影响。针对以上问题,提出了包括设备维护、转运费用和环境成本的混合整数非线性规划(MINLP)模型。利用改进的粒子群算法对其求解,并通过实例证明了利用该模型使用改进的PSO算法能很快得到最优的方案。将环境成本作为石油化工企业蒸汽动力系统运行总成本的一部分,虽然增加了企业的总运行成本,但对环境保护问题和经济社会全面协调可持续发展有着非常重要的意义。     

蒸汽动力系统运行优化软件的工业应用

蒸汽动力系统是石化、钢铁、热电等企业动力车间的核心生产过程,在该系统运行过程中,操作调优可以带来可观的经济效益,同时达到节能减排和环境保护的目的。中国石化广州分公司与北京研智杰能科技有限公司合作,应用蒸汽动力系统运行优化软件PROSS,模拟、分析动力车间工况,优化炉机运行、燃料结构、机组操作参数和蒸汽平衡等,为优化生产方案提供技术支持。工业应用结果表明,PROSS软件能够帮助企业优化蒸汽动力系统操作,降低运行成本。     

某炼油厂蒸汽动力系统两个优化方案的对比

介绍了利用过程能量综合技术对蒸汽动力系统进行优化。具体介绍了某大型现代化炼油化工企业的蒸汽动力系统现状、蒸汽平衡现状,优化前各季节蒸汽消耗情况,针对该企业蒸汽产用方面存在的不合理地方,按照以汽定电,合理使用一次能源,减少燃料油消耗量,蒸汽尽量逐级利用的原则,提出了蒸汽动力系统的两个优化方案,并从燃料消耗、能耗及工程投资等方面对两个方案进行了对比,分析了每种方案的优点和缺点。结果表明：蒸汽系统作为炼化企业的一个重要组成部分,必须与工艺系统进行协调改造、集成优化,才可以有效降低全系统的能耗;方案2优于方案1,该方案使整个蒸汽动力系统燃料消耗减少2.03 t/h,能耗降低84 992 M J/h。     

炼化一体化项目多个相互连接蒸汽动力系统设计优化

在炼化一体化项目中,有一个动力中心(CUS , centralized utility system)用来集成各生产装置蒸汽需求,还有两个分别位于炼厂和乙烯厂中的子蒸汽动力系统(SUSs, sub-utility systems)为工艺过程提供驱动力。SUSs的结构和操作条件会影响炼油和乙烯装置的蒸汽需求,因此很难确定CUS的蒸汽产量。为了探究CUS和SUSs间复杂的相互影响,本文提出了一个混合整数非线性规划模型(MINLP, mixed-integer nonlinear programming),以实现多个相互连接蒸汽动力系统设计优化,从而降低系统年度总费用(TAC, total annualized cost)。本文还建立了一个包含CUS和SUSs厂间蒸汽连接管道的超结构,同时提出了一个更准确的复杂蒸汽透平模型。将本文建立的MINLP模型用于某新建炼化一体化项目。为探究蒸汽主管温度对系统结构和操作条件的影响,研究了两个不同场景下的案例。通过优化主管温度,使系统TAC降低了$2,700,000。从优化结果可知,本文建立的优化模型可以有效解决多个相互连接蒸汽动力系统设计优化问题。     

参数不确定性条件下蒸汽动力系统的运行优化

 参数的不确定性贯穿蒸汽动力系统运行操作的整个过程是蒸汽动力系统的重要特征,正确处理系统的不确定性因素对于实际系统运行方案的可操作性和经济性具有决定性的影响。分析了蒸汽动力系统运行层次的不确定性因素,针对参数不确定性问题直接建模求解困难的问题,提出了将不确定性参数在其可行域内进行离散化,将不确定性问题转化为确定性问题的方法;建立了不确定性条件下蒸汽动力系统多周期运行优化的混合整数线性规划（MILP）模型;采用提出的问题处理策略分析案例,得到了经济性和可操作性都较好的运行计划方案,证明了模型的可行性和合理性。通过模型计算还能得到运行费用同系统参数不确定性水平之间的关系,进一步为企业运行计划人员提供定量的计划调度指导。     

基于管网模拟的蒸汽动力系统多周期运行优化

 分析了管网输送过程中蒸汽参数变化对工艺过程和蒸汽动力系统运行的影响。为了消除这些影响，提出了与管网模拟相集成的蒸汽动力系统优化运行策略，并且建立了考虑蒸汽输送损失的混合整数非线性规划（MINLP）模型。针对大规模MINLP模型求解困难的问题，开发了分解迭代的算法，将建立的模型系统分解为优化运行子系统和管网模拟子系统，通过协调子系统之间的关系，迭代计算，直到求得满足误差条件的最优解。通过实例证明了提出的策略和算法能够在合理的时间内得到系统优化运行的最优解，既为企业节省了大量的资金，又为蒸汽动力系统和工艺系统的安全稳定运行提供了保障。     

优化操作提高乙烯裂解气蒸汽透平压缩机真空度

某石化公司乙烯裂解气蒸汽透平压缩机所投用的密封蒸汽的抽真空器使低压密封蒸汽的管线产生了负压,由于格兰处缺乏正压蒸汽,造成不可冷凝的空气通过低压蒸汽格兰进入负压复水器。通过优化操作,降低或不再使用密封蒸汽抽汽器的蒸汽,使低压密封蒸汽的压力在正常操作范围内0.049MPa(G),降低了蒸汽消耗。试验结果表明装置能耗显著降低。     

蒸汽互供条件下炼化企业蒸汽动力系统建模及优化——基于LINGO求解的MILP模型

针对炼化企业蒸汽互供条件下的蒸汽动力系统进行了建模优化。在系统单设备线性化模型基础上,综合考虑了企业蒸汽平衡约束、燃料供应约束、设备运行约束等边界条件,以系统运行费用最低为求解目标,建立了MILP模型。运用LINGO建模工具对模型进行了求解,并比较了外界电价变化对系统运行调度的影响。     

石油化工企业蒸汽动力系统优化改造的投资决策

利用过程能量综合技术对蒸汽动力系统的优化改造进行研究 ,提出了蒸汽动力系统的优化策略 ,建立了以总运行费用最小为投资决策目标函数的系统软件模型 ,基于MS Excel 2 0 0 0的软件开发平台 ,开发了蒸汽动力系统优化求解的计算机软件。以某石油化工企业蒸汽动力系统改造的投资决策为例 ,通过有效的计算机辅助分析手段 ,对各种投资方案进行综合评价 ,为进行正确决策提供科学依据。     

炼油化工企业蒸汽管网的数值模拟及分析

蒸汽管网系统是炼油及石化企业热、功集成的关键设施。本课题利用流体及电网络相似性原理建立蒸汽网络的数学模型，结合网络技术解决两相流体动力学以及网络系统的传热、散热问题。工程实践证明，该数学模型具有良好的数值稳定性和收敛性，可用来求解大规模的复杂管网系统问题。     

乙烯装置蒸汽系统的优化

针对抚顺石油化工公司乙烯装置扩容改造后,蒸汽系统失去操作弹性,工况无法进行调整,造成能耗和生产成本偏高,运行可靠性下降等问题,利用有效的优化调度方法,建立了蒸汽系统热平衡优化计算的数学模型,通过优化计算分析蒸汽系统变工况的性能和诊断系统能耗高的症结所在,提出节能改造方案,并对改造后的蒸汽系统实施优化调度和管理。实施结果表明：蒸汽系统恢复了操作弹性,可节省高压蒸汽8t/h,每年节约经费1000万元,实现了节能减耗、提效的目的。     

基于(火用)概念的炼油厂蒸汽系统优化分析

炼油厂在蒸汽平衡中只重视数量概念,不重视质量概念,使蒸汽平衡工作走入误区,无法使节能工作走上新台阶.分析了炼油厂蒸汽系统存在的问题和平衡的原则.用(火用)概念计算分析了几个造成能量损失的过程,探讨了优化方向并进行了实例分析.     

石化企业自备电厂热动系统节能优化研究

归纳了适用于石油化工自备热电站的优化建模方法,并以某石化自备热电厂热动系统为对象进行优化计算与分析,给出了推荐的管道改造与锅炉、汽轮机系统优化运行方案。该优化方法可使石化企业中小型自备热电厂的热动系统获得较好的经济效益。     

石化企业供电系统经济运行方式的优化

根据大型石油化工企业供配电特点,对优化供电系统的经济运行方式进行分析,推导出择优运行及节电计算式,并结合所选供电系统实际,提出了降低运行成本的技术措施。