一个基于流程模拟的换热网络优化方法

结合工程设计，借助流程模拟软件HYSYS（2.2版），用夹点方法对某常减压蒸馏装置的换热网络进行分析和优化；同时采用STX，ACX软件进行带汽化、冷凝及无相变的冷换设备选型和振动分析计算，避免振动引起冷换设备的损坏，避免了多数夹点分析软件不能严格计算带相变冷换设备而引起的计算偏差。     

变物性热图法优化换热网络

在分析换热网络优化的热力学方法和数学规划法基础上,针对热图法在优化过程中不考虑物性变化的缺陷,对其进行了改进,提出了优化换热网络的变物性热图法.该方法通过热焓图上变物性流股的标绘后,以直接切割图形来实现换热的匹配,在保证优化效率的前提下,提高了换热网络的优化精度.采用此方法对炼油厂常减压蒸馏装置换热网络进行优化,得到了较好的结果.     

常压塔常二中抽出/返回位置对换热网络的影响分析

以某千万吨级炼油厂的常压塔为研究对象,使用PROⅡ和i-HEAT软件,考察常压塔中段抽出位置对换热网络的影响。结果表明:常二中的抽出/返回位置下移至与常三线相同的抽出位置时,取热温度提高了12℃,取热量增加了9.3 MW,经济夹点温差下的换热终温升高了1.2℃,加热炉热负荷降低了0.9 MW,冷却水消耗降低了0.5 MW。原富余热量可产中压蒸汽11.7 MW、低温热水4.4 MW,方案调整后,富余热量可产高压蒸汽10.6 MW、中压蒸汽5.6 MW,产汽量明显增加,经济效益显著。对于高压蒸汽供给不足的炼油厂,常二中抽出/返回位置下移方案的优势更为明显。     

常减压蒸馏装置换热网络优化与改进

对影响常减压蒸馏装置换热网络运行效果的因素进行了分析，对常减压蒸馏装置换热网络的设计和改进方法提供了一些思路，增加了对换热网络优化运行效果的评判条件。     

基于蒙特卡罗遗传算法的换热网络优化问题

在换热网络超结构及其数学模型的基础上,提出了换热网络优化的蒙特卡罗遗传混合算法,利用蒙特卡罗方法在解空间进行全局搜索,得到最佳换热匹配,由此引入遗传算法对网络优化问题中的连续性变量进一步优化,降低换热网络年综合费用。实例表明,应用蒙特卡罗遗传混合策略能在保证算法的全局搜索能力的前提下,提高换热网络优化效率,并能使换热匹配更加合理,减少加热器和冷却器的投入,降低网络的综合费用。     

克拉玛依石化Ⅰ套蒸馏装置换热网络优化

介绍了中国石油克拉玛依石化公司Ⅰ套蒸馏装置换热网络优化方案及实施情况。通过利用国外先进的模拟优化软件和技术,并采用夹点技术对换热网络进行了优化分析,从而形成了投资效益比较高的优化方案。通过优化方案的实施,装置未新增任何设备,只调整了运行工艺参数,使装置0.6 MPa蒸汽增产2 t/h,降低电负荷17.5 k W,降低热负荷895.5 k W,每年节能效益44.20万元,约占改造前成本的1.03%,节能效果显著。     

基于分馏系统换热量优化的换热网络改进

针对常减压蒸馏装置原油换热终温低,常压炉燃料消耗过高问题。对分馏系统及换热网络进行了模拟和设备核算,优化了分馏系统中段回流取热分配,基于夹点技术改善了换热网络结构,提出了优化改进方案。改进后原油换热终温由266℃提高到281℃,直接节省燃料油3146 t/a,装置加工能耗下降1.1个单位,年节能效益达到427.8×104RMB$。     

芳烃歧化装置换热网络的用能诊断与优化

利用夹点技术对某芳烃歧化装置换热网络进行了分析,并提出优化改造方案.采用操作型夹点分析法表明,现行换热网络夹点温差偏大(73.6 ℃).优选夹点温差为15 ℃,可得最小冷却和加热用能分别为54.096 MW和59.146 MW,而现行换热网络中冷却和加热用能分别为73.970 MW和79.020 MW,存在较大节能潜力.进一步分析表明,现行换热网络存在违背夹点设计原则的现象,导致用能不合理.考虑换热网络变动的复杂程度和经济性,提出了两种优化改造方案,可明显的减少公用工程的使用量.     

换热网络操作夹点优化控制设计方案

换热网络的夹点法设计是针对某一特定的工艺条件而进行的,投入运行以后,当流量或温度波动时,换热网络的操作夹点就不同于优化设计值,最小温差也不再是设计时根据设备费用和操作费用优化得到的最小温差.利用空间离散化的动态模型,对某炼油厂常减压蒸馏装置的换热网络进行操作分析,并提出了操作夹点优化控制设计方案,对换热网络进行动态优化...     

弹性换热网络的直接合成方法

通过对弹性网络性质的分析，提出了一种直接合成弹性换热网络的方法。该法简单，具有普遍性。在弹性结构基础上，用４种极端条件确定网络中的加热器、冷却器及换热器的最大换热面积，以使换热网络具有足够的弹性。     

加氢裂化装置换热网络节能优化

结合某石化公司加氢裂化装置的用能现状及生产运行问题,利用Petro-SIM模拟软件,以装置换热网络流程模拟为基础,对加氢裂化装置换热网络进行了系统分析,找出换热网络中的不合理点,确立了换热网络节能优化的方向和潜力。针对原料与循环油等几股物流间局部换热网络的优化分析,提出了现行工况下不需增加投资的操作优化方案,并利用模型预测了最优化工艺参数和节能优化效果。通过操作优化调整提高了原料罐温度,从而提高了原料换热终温和分馏进料温度,降低了反应进料加热炉和脱丁烷塔底重沸炉燃料气消耗,可降低能耗74.18 MJ/t,获得效益约230×104RMB$/a。以热进料和热出料为契机,对换热网络的用能进一步优化改进,提出了增加一定投资改造的优化方案和增加热量输出的建议。模型预测改造后装置节能约146.54 MJ/t,增加效益约450×104RMB$/a。     

常减压装置换热网络的改进

利用PROⅡ软件,模拟常减压装置的换热网络工况,采用“夹点“技术对其进行优化改进.结果表明,在原油组成相对接近的情况下,原油电脱盐前温度较调整前提高6℃;原油电脱盐后温度较调整前提高12℃;换热终温达到282℃,较调整前提高16℃;装置年节约费用265.76万元.     

基于加减原理的原油蒸馏装置换热网络优化策略

根据原油蒸馏装置的冷、热物流特点,借助夹点技术将换热网络冷、热物流划分为夹点上方热物流、夹点上方冷物流、夹点下方热物流和夹点下方冷物流等四个部分,分析换热网络冷物流股数少于热物流股数以及夹点上方热物流热量不足而夹点下方热物流热量过剩的瓶颈,探讨基于加减原理的换热网络优化策略。案例研究结果表明,对国内某5 Mt/a原油蒸馏装置换热网络进行优化改造,原油换热终温提高了33 ℃,装置综合能耗下降了26 MJ/t,节能效果显著。     

利用夹点技术优化化工装置换热网络

本文以夹点技术为理论依据和指导方法,对国内某公司化工装置烃化单元的换热网络进行了优化。在已知最小传热温差为10℃的条件下,通过计算得到烃化单元换热网络夹点的平均温度为190℃,其中夹点处热流温度为195℃,冷流温度为185℃,节能潜力为5 213.57 kW。以最大限度回收热量为原则,结合该装置的实际情况提出了换热网络的优化方案,实现了节能降耗、提升企业经济效益的目标。     

炼厂丙烯精制单元换热网络模拟与优化

运用Aspen Plus流程模拟软件对炼厂丙烯精制单元换热网络进行模拟,提取出冷热物流参数,并运用Aspen Energy Analyzer软件对该换热网络进行夹点技术分析和优化设计。结果表明:通过采用增设1台原料与丙烷换热器及增大原料与C_4换热器传热面积的优化方案,使低压蒸汽用量较设计工况降低80.2%,循环冷却水用量降低1.2%。     

运用窄点技术优化ARGG联合装置换热网络

中国石油化工股份有限公司巴陵分公司烯烃厂ARGG装置在实际运行中暴露出能耗高、蒸汽难平衡等问题,通过运用大系统用能综合分析方法,分析装置用能现状,找到了换热流程的“瓶颈”,并运用窄点设计方法,确定最优的热量传递网络,网络换热终温由260℃提高到272．5℃;结合装置扩能改造,考虑装置原有流程布置,充分利用装置原有设备,确定最终的换热流程;两年的实际运行表明,本次换热网络优化取得了显著的经济效益,原油换热终温由改造前不到285℃提高到305℃,节能效果显著。     

流量波动状态下无分流换热网络弹性设计

提出了基于流量波动的无分流换热网络的弹性设计方法。建立了换热网络同步优化的数学模型,并用遗传算法进行求解。最后,通过某个换热网络的弹性设计,说明其有效性和应用前景     

渣油加氢装置换热网络优化

经济环保的渣油加氢技术正受到广泛的关注,其反应过程是高温、高压和临氢操作,是炼油厂中能耗较大的装置之一,渣油加氢装置主要目标是降低能耗。应用夹点技术对某炼厂渣油加氢装置换热网络进行分析,计算出该装置节能潜力为2685.2 kW,占现行加热公用工程量的15.2%;基于夹点分析结果,应用夹点原则对换热网络进行优化,可节约加热公用工程2345.2 kW,年节省费用680.9万元,投资回收期6个月,经济效益明显。     

柴油改质装置能耗分析及优化

利用夹点技术对柴油改质装置的换热网络冷热物流的特点进行了分析,并用Aspen Energy Analyzer V 8.4软件绘制装置的换热网络曲线对装置换热网络存在问题进行分析和优化。结果表明:该装置的换热网络夹点温度为221.5 ℃,换热网络的夹点位于热物流253.5 ℃、冷物流189.5 ℃处;最小传热温差为64.0 ℃,最小热公用工程为22.36 MW,最小冷公用工程为27.67 MW。通过对原料油进料、精制柴油换热流程优化后,可分别节约热、冷公用工程5.53,1.64 MW,节能效率分别为24.70%,5.93%。     

基于网络分割的大规模换热网络温度校正方法

为解决生产过程中换热网络关键参数测量值误差导致的换热网络设计和优化方案不准确的问题,研究针对大规模换热网络,提出了一种基于网络分割的温度校正方法。该方法以换热网络能量平衡方程为基础,构建了换热网络的加权有向图模型;并以此为基础,采用谱聚类算法获得了换热网络的子网络;同时采用分解协调算法和改进的迭代测量检验法等方法,实现了对换热网络中温度变量的精确校正。案例分析结果表明,基于网络分割的数据校正方法可在牺牲一定精度的基础上,显著减少换热网络数据校正问题求解的迭代次数,提高计算效率和资源利用率。与整体数据校正方法相比,基于网络分割的数据校正方法的计算量随着换热网络规模的增大将显著减小。