1、節(jié)能技術(shù)講座,中國石化集團公司節(jié)能技術(shù)中心 郭文豪,主要內(nèi)容,1. 石化工業(yè)用能特點及潛力 2. 能耗計算與評價 3. 節(jié)能原理、方法與途徑 4. 窄點技術(shù) 5. 能量平衡 6. 節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備 7. 石化工業(yè)的節(jié)能方向,1.石化工業(yè)用能特點及潛力,1.1 用能量大,占加工成本比例大 以乙烯裝置為例，國內(nèi)裝置能耗大部分在750kg標(biāo)準(zhǔn)油/t，2003年國內(nèi)乙烯總產(chǎn)量約600萬噸，總能耗450萬噸標(biāo)準(zhǔn)油，能耗費用近60億元（2007年國內(nèi)乙烯總產(chǎn)量將達(dá)1100萬噸，總能耗達(dá)825萬噸標(biāo)準(zhǔn)油）。 以煉油工業(yè)為例，綜合能耗量占原油加工量的8%10%。2001年全國原油加工量達(dá)1.98億噸，耗能量

2、約1700萬噸標(biāo)油，費用約220億元。平均能耗成本(包括自產(chǎn)燃料等)占總加工成本的50%60%。 但目前加工成本計算中，將自產(chǎn)燃料形成的能耗未計入成本，造成了能耗成本占總加工成本比例不高的假象，將能耗成本淹沒在巨大的產(chǎn)品銷售中，大大弱化了能耗的影響及其節(jié)能工作的開展。,某煉油廠加工每噸原油的完全能耗費用,國內(nèi)某煉油廠的煉油加工費對比,現(xiàn)狀加工費 計入自用燃料后的煉油加工費,該煉油廠綜合能耗為86.8kg標(biāo)油/t,平均每kg標(biāo)油能耗的費用為1.56元，全廠能量因數(shù)為6.626，單位能量因數(shù)能耗為13.1 kg標(biāo)油/(t.Ef)。從最具可比性的單位能量因數(shù)能耗來看，該煉油廠與國內(nèi)能耗先進(jìn)值(11k

3、g標(biāo)油/(t.Ef)相比有較大的差距。若該煉油廠能耗達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，綜合能耗將下降13.9kg標(biāo)油/t，使每噸原油的加工費下降21.7元，下降幅度幾乎達(dá)到了每年修理費的水平。 由于該廠的單位能量因數(shù)能耗是全國平均水平，因此煉油企業(yè)的平均節(jié)能潛力為20元/噸原油。 修正后的煉油加工費指標(biāo)合理地反映了各項影響因素，能耗費用成為煉油加工成本的第一影響因素。因此節(jié)能永遠(yuǎn)是石化企業(yè)挖潛增效，增強競爭力的一個主題。,2002年中國石化集團公司煉油專業(yè)達(dá)標(biāo)指標(biāo),1.2 加熱冷卻過程多,石化工業(yè)加工過程中，有非常多的冷、熱物流（過程物流、公用工程物流等）需要換熱。如乙烯裝置、煉油過程主要是通過物理的辦法，按

4、照各油品沸點的差別進(jìn)行分離，即通過冷冷熱熱，就完成了加工過程。 以冷熱物流相聯(lián)系的換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（廣義）技術(shù)，在石化工業(yè)大有用武之地。,1.3 節(jié)能涉及全過程,石化生產(chǎn)是連續(xù)、多工序、多層次的加工過程，從全廠發(fā)展規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)運行、維護等過程均涉及能量的利用，可以說，加工全過程就是能量流的過程,節(jié)能絕不是一個部門或幾個部門的事情。 能耗指標(biāo)是一個高度綜合性的指標(biāo)，如果一個石化企業(yè)的能耗指標(biāo)是先進(jìn)的，則必然意味著規(guī)劃、設(shè)計、運行、維護、管理等所有環(huán)節(jié)的高水平，缺一不可。 國內(nèi)節(jié)能工作存在的一個重要問題是：重技術(shù)輕管理 。必須加強管理，提高所有人員的節(jié)能意識，激發(fā)節(jié)能積極性，才能真正將節(jié)能工作落到

5、實處。,生產(chǎn)企業(yè)各部門對能源的要求不一樣,技術(shù)部門為了生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品，有時在探討工藝過程中反而會提出增加能耗的建議； 生產(chǎn)部門重點是放在生產(chǎn)方面，始終努力采用高生產(chǎn)效率的方式，而提高生產(chǎn)性的效果，幾乎均與節(jié)能直接關(guān)連。 生產(chǎn)計劃部門為將庫存壓于最小程度，根據(jù)適時生產(chǎn)的方式而制定頻繁更換作業(yè)內(nèi)容的生產(chǎn)計劃，而這種生產(chǎn)方式不利于節(jié)能的； 動力設(shè)備高效運轉(zhuǎn)是動力管理部門的工作任務(wù)，但有時因過度追求節(jié)能，也會提出妨礙生產(chǎn)效率的要求。,日本節(jié)能的觀點,生產(chǎn)工廠的使命是制造產(chǎn)品，因而努力推進(jìn)能量有效利用的工作人員是難能可貴的后勤部隊。與生產(chǎn)部門相比，推進(jìn)節(jié)能的工作是種不顯眼的苦差事，因而需要“廠領(lǐng)導(dǎo)的節(jié)能

6、意識”，即應(yīng)該針對節(jié)能作出的努力表示敬意并對所取得的成果給予高度評價和鼓勵。,能源管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程 工廠等單位的節(jié)能推廣體制、機構(gòu)圖,廠長長,副廠長,節(jié)能委員會,節(jié)能專門部會,委 員 長：廠長 副委員長：副廠長 委 員：總務(wù)部長 ：環(huán)境安全部長 ：工務(wù)部長 ：動力部長 ：制造部長 ：生產(chǎn)管理部長,部會長：生產(chǎn)管理部長 ：能源管理者 ：熱能管理員 ：電能管理員 ：工務(wù)課 課長 ：環(huán)境安全課 課長 ：事務(wù)局 ：質(zhì)量管理課 課長,總務(wù)部,生產(chǎn)管理部,制造部,工務(wù)部,環(huán)境安全部,動力部,質(zhì)量管理部,各課,各課,各課,各課,各課,各課,各課,事例,1.4 本質(zhì)上存在用能三環(huán)節(jié)過程,（1）過程用能的主要形式是

7、熱、流動功和蒸汽，它們一般是通過轉(zhuǎn)換設(shè)備（如爐、機泵）等轉(zhuǎn)換過來的； （2）轉(zhuǎn)換設(shè)備提供的熱、功、蒸汽等形式的能量進(jìn)入工藝核心環(huán)節(jié)（塔、反應(yīng)器），連同回收循環(huán)能量一起推動工藝過程完成后，除部分能量轉(zhuǎn)入到產(chǎn)品中外，其余均進(jìn)入能量回收系統(tǒng)； （3）能量在工藝核心環(huán)節(jié)完成其使命后，質(zhì)量下降，但仍具有較高的壓力和溫度，可以通過換熱設(shè)備、換功設(shè)備（液力透平）等回收利用。但受工程和經(jīng)濟條件約束，回收不能到底，最終通過冷卻、散熱等排棄到環(huán)境中。 從三環(huán)節(jié)理論的節(jié)能：首先應(yīng)選用或改進(jìn)工藝過程，減少工藝用能；再考慮經(jīng)濟合理地回收；其不足部分再由轉(zhuǎn)換設(shè)備提供。,1.5 目前還存在較大的節(jié)能潛力,裝置的節(jié)能潛力 先

8、進(jìn)裝置與落后裝置的差距即是節(jié)能潛力. 裝置名稱 國內(nèi)先進(jìn) 國內(nèi)一般或平均 國際先進(jìn) - 乙 烯 585 750-800 400-450 煉廠單因能耗 11 13 9.5-10 常減壓 10.4 11.8 9.3(大連規(guī)劃) 餾分油催化 47 56 37(法國東日) 重油催化 55 68 延遲焦化 21 27 加氫裂化 26 46 38(全循環(huán)，規(guī)劃) -,系統(tǒng)存在更大的節(jié)能潛力,相對來說，過程組合即系統(tǒng)節(jié)能的潛力更大。 熱聯(lián)合 蒸汽動力系統(tǒng) 儲運系統(tǒng) 低溫余熱的回收和利用。 根據(jù)節(jié)能中心掌握的有關(guān)資料：目前對于30萬噸/年的乙烯裝置或500萬噸年的煉油廠，設(shè)定投資回收期為年時，年節(jié)能效益一般在

9、5000萬元以上。 對某30萬噸/年煉油廠所做的節(jié)能規(guī)劃，僅氣體分餾裝置和儲運系統(tǒng)用低溫余熱代替1.0Mpa蒸汽就達(dá)40t/h,年效益2500萬元。,2.能耗計算與評價,2.1 能耗計算 （1） 綜合能耗量 綜合能耗量是統(tǒng)計對象(煉油裝置、輔助系統(tǒng)或全廠)在統(tǒng)計期內(nèi),消耗的各種能源的總和。其計算通式為： E=MiRi+Q 式中：E統(tǒng)計對象綜合能耗量，kg/年（月、季）； Mi某種能源或耗能工質(zhì)的實物消耗或輸出量，t（kWh）/年（月、季）； Ri對應(yīng)某種能源或耗能工質(zhì)的能量換算系數(shù)，kg/t（kWh）； Q與外界交換的有效能量折為一次能源的代數(shù)和，kg/年（月、季）。 向統(tǒng)計對象輸入的實物消耗

10、量和有效熱量計為正值，輸出時為負(fù)值。 實際上，此式數(shù)據(jù)單位還有其它形式，如kg/h。 有效熱量主要指不同統(tǒng)計對象之間的熱進(jìn)出料熱量、煙氣熱量和低溫余熱的回收利用。 燃料消耗指生產(chǎn)過程消耗的各種燃料之和。如果原料或產(chǎn)品的一部分（如PSA尾氣、分餾塔頂油氣等）作為燃料提供能量，則必須計入能耗。,（2）單位綜合能耗 單位綜合能耗是統(tǒng)計對象在統(tǒng)計期內(nèi)，以單位原油、原料油加工量或產(chǎn)品產(chǎn)量所表示的能耗量。工藝裝置的單位綜合能耗的簡單叫法就是裝置能耗。 單位綜合能耗的計算通式如下： e=E/G 式中：e統(tǒng)計對象的單位綜合能耗，kg/t； E統(tǒng)計對象綜合能耗量，kg/年（月、季）； G統(tǒng)計對象的原油加工量（或

11、原料加工量、產(chǎn)品產(chǎn)量），t/年（月、季）。,（3）能耗大小對比需要注意的問題 從能耗計算公式可以看出，能耗計算結(jié)果取決于計入能耗的能耗工質(zhì)種類與能量換算系數(shù)。不同的國家有不同的標(biāo)準(zhǔn)和方法，因此，不同國家之間的同類裝置、單元或全廠的實物消耗相同（國外，甚至一個公司有2種方法），但能耗可能差別較大，不能直接對比。 從今年開始，國內(nèi)能耗對比時，將有三類不同的標(biāo)準(zhǔn)的能耗結(jié)果： （1）煉油廠能量消耗計算方法修訂前； （2）煉油廠能量消耗計算方法修訂后，從今年開始試運行； （3）石油化工設(shè)計能量消耗計算方法SH/T3110-2001已于2002年5月1日開始執(zhí)行 。,（4）能耗計算例題 設(shè)蠟油、頂循、柴油

12、、油漿的比熱分別為0.55,0.6,0.55,0.7 kcal/(kg.)，熱損失為5%。此題僅為說明能耗的計算，數(shù)值大小無意義。,能耗計算示例表,2.2能耗評價 2.2.1 能耗評價指標(biāo) 工藝裝置： （1）單位進(jìn)料或產(chǎn)品的綜合能耗； （2）單位能量因數(shù)能耗（對聯(lián)合裝置）; （3）基準(zhǔn)能耗。 全廠： （1）加工每噸原油的綜合能耗； （2）單位能量因數(shù)能耗； （3）能源密度指數(shù)。,2.2.2 單位能量因數(shù)能耗及能源密度指數(shù) 設(shè)一個煉油廠共有n套工藝裝置，同一時期的加工量分別為A1，A2.An;實際能耗(對各自裝置的進(jìn)料或產(chǎn)品)分別為E1,E2.En, 評價體系中確定的每套裝置應(yīng)可達(dá)到的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)能

13、耗(國內(nèi)稱為能耗定額，下稱標(biāo)準(zhǔn)能耗)分別為C1,C2.Cn,其中只有編號為1的裝置為常減壓蒸餾裝置，相應(yīng)的加工量就是該煉油廠的原油加工量。 則此煉油廠工藝裝置作為一個整體來講，單位能量因數(shù)能耗U的定義為： 上式中分母稱為能量因數(shù)， 可以看出的是：其中的是該煉油廠應(yīng)達(dá)到的能源消耗總量，A1.C1是常減壓裝置應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)能源消耗量，二者的比值即能量因數(shù)，直接意義則是煉油廠應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)能源消耗總量折算成具有標(biāo)準(zhǔn)能耗的常減壓裝置的套數(shù)。由于在一定的評價體系中，標(biāo)準(zhǔn)能耗C1,C2Cn是不變的，因此，能量因數(shù)就是標(biāo)準(zhǔn)能耗常減壓裝置的套數(shù)。顯然，高能耗的裝置琥多或加工流程越長，折成的常減壓裝置套數(shù)越多，所以

14、是煉油廠加工復(fù)雜程度的體現(xiàn)。 式(1)中的分子項是該煉油廠的單位綜合能耗，即加工每噸原油的綜合能源消耗量，除以能量因數(shù)后，就是單位能量因數(shù)能耗，意義就是標(biāo)準(zhǔn)能耗常減壓裝置的實際能耗。,2.2.3 煉油廠能量消耗計算方法的修訂 主要修訂內(nèi)容 （1）將現(xiàn)有的計算方法改為計算與評價方法，規(guī)定了全廠、煉油裝置和輔助系統(tǒng)的評價指標(biāo)。 （2）對所有工藝裝置能耗定額修訂，補充了新型煉油工藝裝置的能耗定額;對輔助系統(tǒng)的能耗定額作了部分修訂。 （3）修改完善了統(tǒng)一能量換算系數(shù)，如燃料氣、電、催化焦炭、低溫余熱等。 （4）修訂了能耗計算中的有關(guān)規(guī)定，如能耗計算范圍。,修訂后最主要的影響： 工藝裝置能耗定額： 修訂

15、后的工藝裝置能耗大幅下降，劃分檔次更加合理，這將使單位能量因數(shù)能耗指標(biāo)的評價合理性大大增加，有助于挖掘節(jié)能潛力。 統(tǒng)一能量換算系數(shù)： 主要修改了燃料氣、電、催化焦炭、低溫余熱的統(tǒng)一換算系數(shù)，這將對使用這幾種能耗工質(zhì)為主要消耗的裝置能耗帶來較大或很大的影響。,3.節(jié)能原理與方法,3.1 熱力學(xué)第一定律分析法 3.2 熱力學(xué)第二定律分析法 3.3 熱經(jīng)濟學(xué) 3.4 用能的本質(zhì)認(rèn)識 3.5 節(jié)能方法,掌握節(jié)能原理 科學(xué)找出節(jié)能潛力與部位 制定節(jié)能措施的指導(dǎo)原則 規(guī)劃長短期節(jié)能目標(biāo),不掌握節(jié)能原理 提出不恰當(dāng)?shù)墓?jié)能指標(biāo) 制定出不合理的節(jié)能決策 批準(zhǔn)不合理的節(jié)能方案,3.1 第一定律分析法,熱力學(xué)第一定

16、律即能量守恒定律：能量是物質(zhì)運動的量度，當(dāng)任何一種形式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量時，數(shù)量不變。 該分析法得到了廣泛應(yīng)用，它主要是用熱效率的高低來估計節(jié)能潛力，熱效率越高說明節(jié)能潛力越大。 能量平衡工作正是基于這一定律，把能量的來龍去脈搞清楚，確定多少能量被利用，多少能量損失掉。 優(yōu)點：簡單直觀，容易理解和掌握，運用得當(dāng)對節(jié)能工作能起到重要作用。 缺點：由于它所依據(jù)的僅是能量數(shù)量上的守恒性，在挖掘節(jié)能潛力時有較大的局限性和不合理性。,3.2 第二定律分析法,20世紀(jì)50年代以后，熱力學(xué)第二定律的理論開始在節(jié)能實踐中廣泛應(yīng)用。它的表述方法很多，其中之一是：當(dāng)任何一種形式的能量被轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化

17、為另一種形式的能量時，其品位只可能降低或來變，絕不可能提高。這樣能量在數(shù)量的守恒性和質(zhì)量上的貶值性，就構(gòu)成了能量的全面本性。 現(xiàn)代節(jié)能原理是同時依據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律，并通過直觀實用的方式，來體現(xiàn)能的全面本性，由此建立的節(jié)能理論和方法，稱為第二定律分析法。這種方法有兩大類，熵分析法和火用分析法。由于熵分析法比較抽象，不能評價能量的使用價值，且本身也不是一種能量，現(xiàn)在已被火用分析法取代。 火用分析法認(rèn)為：能量=火用+火無 火用是這樣一種能，在給定環(huán)境的作用下，可以完全連續(xù)地轉(zhuǎn)化為任何一種其它形式的能量，而火無是一種不可能轉(zhuǎn)化的能量形式。 火用主要是針對熱提出的，即熱量中最大能轉(zhuǎn)化為功的部分。

18、采用火用分析法，能從本質(zhì)上找出能量損失。,3.3 熱經(jīng)濟學(xué),20世紀(jì)60年代以來，在節(jié)能領(lǐng)域產(chǎn)生了將火用分析法與經(jīng)濟因素及優(yōu)化理論有機結(jié)合的熱經(jīng)濟學(xué)，即除了研究體系與自然環(huán)境之間的相互作用外，還要研究一個體系內(nèi)部的經(jīng)濟參量與環(huán)境經(jīng)濟參量之間的相互作用。 一般來說，第一定律和第二定律分析法，在方案比較中僅能給出一個參考方向，而不能得出具體結(jié)論。而熱經(jīng)濟學(xué)分析法可以直接給出結(jié)果，這種方法特別適用于解決大型、復(fù)雜的能量系統(tǒng)分析、設(shè)計和優(yōu)化。,3.4 用能的本質(zhì)認(rèn)識,按能量的作功能力，將其分為三大類： 高級能量：理論上可以完全轉(zhuǎn)化為功的能量，如機械功、電能、 水能等； 低級能量：理論上不能全部轉(zhuǎn)化為功

19、的能量，主要是熱能； 僵態(tài)能量：完全不能轉(zhuǎn)化為功的能量。 可逆過程是熱力學(xué)中的一種理想過程，在這個過程中，如為機械運動則沒有摩擦阻力，如為傳熱過程則沒有溫差，如對常減壓蒸餾裝置，如達(dá)到可逆過程，其能耗就可能僅為23的程度。因此可以看出：真正的可逆過程是不存在的，事實上，自然界的任何過程都不是可逆過程。節(jié)能工作就是要在現(xiàn)有的經(jīng)濟合理條件下，接近可逆過程。 用能的本質(zhì)： 大部分能量是過客； 能量是完成過程中不發(fā)生化學(xué)變化的“催化劑”； 能量是完成過程的推動力。,3.5 節(jié)能方法,（1）使用用能量小的先進(jìn)工藝過程和高效設(shè)備； （2）減少過程。由于凡有過程，就有不可逆性，因此應(yīng)盡可能減少過程，減少不可

20、逆性。如裝置之間的熱進(jìn)出料；從整個系統(tǒng)的角度使用能量，抓住優(yōu)化匹配的機會，減少不可逆性。 （3）多次使用能量。如對傳熱過程，就是要減少傳熱溫差，目前的經(jīng)濟傳熱平均溫差（不包括加熱爐）已經(jīng)達(dá)到達(dá)2030 ，隨著強化傳熱技術(shù)的發(fā)展，傳熱系數(shù)提高后，經(jīng)濟傳熱過程可能進(jìn)一步減小。煉油過程中，最常見最典型的過程為傳熱過程，各個裝置均有大量的換熱器。凡是傳熱溫差很大或較大的地方，也即是用不合理的地方。 （4）高級高用，低能低用。,燒開水的例子,將100kg水從15 加熱到100 ，需能量8500kcal，按數(shù)量折為0.85kg標(biāo)油。 （1）用電加熱 ：2.5kg標(biāo)油； （2）LPG加熱： 1kg標(biāo)油； （

21、3）用燃料發(fā)生中壓蒸汽，通過凝汽機的排汽加熱：0.7kg標(biāo)油。此時，所需的一次能源已小于水本身升溫所需的熱量0.85kg標(biāo)油。,減少過程節(jié)能的例子,某熱水泵房的改前流程為：來自自來水管網(wǎng)的水進(jìn)入緩沖罐后由泵升壓供出至工藝裝置換熱后至生活區(qū)。來自工藝裝置的熱媒水進(jìn)入緩沖罐后由泵升壓送至工藝裝置先換熱升溫后加熱新鮮水降溫后返回。 由于設(shè)置了緩沖罐，并且加之原選 用的泵揚程較高(125m),需要開二臺75kW的泵。 改造后流程： 來自自來水管見的新鮮水不進(jìn)緩沖罐直接(流量較小，大部分時間)或經(jīng)1臺15kW的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺75kW的泵電耗。 來自工藝裝置的熱媒水也不進(jìn)入緩沖罐直接由1

22、臺15kW的管道泵升壓送至工藝裝置。 上述改造，投資僅3萬元，年節(jié)電費用就達(dá)30多萬元。,能量多次使用的例子,如有八個物理過程，分別從起始溫度加熱至終止溫度后，即需將熱量排掉，每個過程的需熱量為10kg標(biāo)油。 （1）12001400 （2）8001000 （3）400600 （4）200300 （5）150200 （6）110130 （7）80100 （8）5070 如果每一個過程單獨進(jìn)行，至少需要8*10=80 kg標(biāo)油。 如果將前一個過程完成后的熱量回收用于下一個過程，則總需能量僅為10 kg標(biāo)油，是單獨過程用能的八分之一。由此可以看出能量多次使用的本質(zhì)和系統(tǒng)優(yōu)化的極大優(yōu)越性。,如果真有上

23、述好的條件，一定要抓住機會，充分利用； 可能有類似上述的良好條件，但是隱蔽的，應(yīng)讓其顯露出來，并充分利用。（系統(tǒng)越大越復(fù)雜，則越接近優(yōu)化匹配的條件） 如果沒有這么多的溫度與負(fù)荷匹配良好的過程，要創(chuàng)造條件，創(chuàng)造過程（尤其是公用工程），使工藝過程之間及與公用工程之間實現(xiàn)良好的匹配。,4. 窄點技術(shù),4.1窄點技術(shù)的起源、特點及應(yīng)用范圍 4.2窄點技術(shù)的概念及術(shù)語 4.3窄點技術(shù)超目標(biāo)方法 4.4窄點設(shè)計法 4.5公用工程能級優(yōu)選法 4.6加熱爐在過程組合中的適宜布局 4.7易污垢換熱的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計法 4.8用于裝置改造 4.9全廠性能量組合設(shè)計 4.10 例題,4.1窄點技術(shù)的起源、特點及應(yīng)用范圍,窄

24、點技術(shù)的原理1978年由英國曼徹斯特大學(xué)的B.Linnhoff教授提出，經(jīng)過多年的應(yīng)用研究，已成為過程工業(yè)節(jié)能的一種先進(jìn)且特別實用的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于煉油、石油化工、造紙、制藥等幾乎所有過程工業(yè)部門。據(jù)一項1994年的統(tǒng)計資料，窄點技術(shù)在全世界的工業(yè)應(yīng)用項目在2500個以上。曾有人對此項技術(shù)的評價是可以代替20年的的工程經(jīng)驗，在最流行此技術(shù)的時候，世界上的一些大公司專門成立了窄點技術(shù)組，日本三菱化學(xué)公司曾專門請B.Linnhoff的博士進(jìn)行輔導(dǎo)學(xué)習(xí)和應(yīng)用。 傳統(tǒng)方法及數(shù)學(xué)法的缺點： （1）第一定律：不能真正說明能量損失的原因； （2）第二定律：很抽象，實際過程中難以應(yīng)用； （3）純粹數(shù)學(xué)意義上的

25、優(yōu)化，到目前還僅限于換熱物流數(shù)目較少的網(wǎng)絡(luò)，對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，數(shù)學(xué)方法還很不成熟，不僅經(jīng)常得不到答案，而且合成的網(wǎng)絡(luò)很復(fù)雜，難于實際應(yīng)用。,窄點技術(shù)的顯著特點：簡單實用,使用簡單的圖表加上一定的經(jīng)驗即可對復(fù)雜的裝置和系統(tǒng)，同時優(yōu)化權(quán)衡能量與投資； 特別強調(diào)技術(shù)人員對問題和目標(biāo)的理解，所有的決定由技術(shù)人員自己做出，因為技術(shù)人員始終了解發(fā)生的所有事情。 能在具體設(shè)計之前，就可提出很好的實用解決方案,窄點技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,窄點技術(shù)主要是優(yōu)化廣義的換熱網(wǎng)絡(luò)，也即是以冷熱物流相聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)，如裝置內(nèi)、裝置間及裝置與蒸汽動力系統(tǒng)的冷熱物流，當(dāng)然也包括加熱爐煙氣、熱機、熱泵等。據(jù)此，石化工業(yè)是窄點技術(shù)大有作為的一個

26、工業(yè)。 窄點技術(shù)的發(fā)展主要在20世紀(jì)8090年代，不僅可用于換熱網(wǎng)絡(luò)，也可用于水處理即水處理窄點方法，減少水耗。國內(nèi)窄點技術(shù)也得到了一些應(yīng)用，但還較少，有許多應(yīng)用，還僅限于窄點計算。應(yīng)該說明，國內(nèi)窄點技術(shù)的應(yīng)用還大有潛力可挖。,4.2窄點技術(shù)的概念及術(shù)語,冷熱綜合曲線 窄點及意義 窄點溫差 吸熱部分 放熱部分 公用工程目標(biāo),解題表（或叫問題表格） B.Linnhoff的解題表是窄點技術(shù)的基石。如下例： 窄點溫差選20 ，熱公用工程目標(biāo)為107.5,冷公用工程目標(biāo)為40 , 窄點溫度為對應(yīng)SN3子網(wǎng)絡(luò)，即熱物流溫度為90 ，冷物流溫度為70 。SN1子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流150145 ，冷物

27、流僅125 ；SN2子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流145120 ，冷物流125120 ；SN5子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流僅60 ，冷物流為4025 ；SN6子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的溫度為：熱物流僅60 ，冷物流為2520 。,總綜合曲線,總綜合曲線的兩個示例 第一個圖形，窄點溫度180 ，可發(fā)生低壓蒸汽及供出低溫余熱； 第二個圖形，第一個窄點溫度260 ，第二個窄點溫度120 ，中間可發(fā)生中壓蒸汽，背壓發(fā)電后，再供出0.5Mpa蒸汽，利用中間富裕的溫差作功。,窄點技術(shù)中的金法則,（1）不通過窄點傳遞熱量； （2）窄點以上吸熱部分不使用冷公用工程； （3）窄點以下放熱部分不使用熱公用工程 。 實際意義是：盡量使冷熱綜合曲線平行，溫差均衡分配，使在合理回收能量的前提下，使投資最小，實際上是節(jié)能基本原則的應(yīng)用 。 冷熱綜合曲線、解題表和總綜合曲線是來自于同一熱力學(xué)分析的三種表示方式，其中冷熱綜合曲線和總綜合曲線可以從解題表中的數(shù)據(jù)推出來。解題表易于尋找能量目標(biāo)和熱級流動情況，冷熱綜合曲線更便于對窄點技術(shù)的基本概念進(jìn)行理解，而總綜合曲線特別適用于選擇公用工程的適當(dāng)配置方案。,43 窄點技術(shù)超目標(biāo)方法,確定了窄點溫差，就確定了冷、熱公用