大型石化企业蒸汽动力系统运营优化

蒸汽系统优化和节能降耗措施摘要：某炼厂通过提高中压蒸汽压力、减低低压蒸汽压力、提高催化原料残炭、优化换热流程、优化塔的工艺参数等措施，停运了运动力站锅炉，实现了零锅炉运行。

关键词：提质增效；停运锅炉；催化；优化节能某大型炼厂现有20多套主体炼油装置，自投产以来，通过不断优化生产技术和管理措施，生产经营取得了良好的效果。

目前，炼厂紧盯“管理增效、优化增效、经营增效”三大重点开展提质增效行动，在蒸汽优化方面，专门成立了蒸汽系统优化攻关小组，对蒸汽系统的优化运行工作进行总体部署，优化装置产汽能力，降低蒸汽消耗量，节能效果明显，成功地将唯一运行的一台锅炉停下来，实现了零锅炉运行的良好模式。

1蒸汽系统构成该炼厂动力部设有3台130t•h-1的锅炉，和一台最大耗汽量100t•h-1的汽轮发电机，优化前是一炉一机运行模式，正常生产中锅炉负荷维持在40~50t•h-1左右。

动力站、催化、硫磺回收分别设有减温减压器。

蒸汽管网分为3个等级，分别是：中压蒸汽管网，压力3.5MPa；低压蒸汽管网，压力1.0MPa；低低压蒸汽管网，压力0.45MPa。

中压蒸汽产汽用汽示意图见图1，低压蒸汽产汽用汽示意图见图2，低低压蒸汽产汽用汽示意图见图3。

2蒸汽系统优化节能措施2.1中压蒸汽系统的优化节能措施。

某炼厂中压蒸汽主要供各加氢装置汽轮机、塔底加热及常减压装置炉管注汽使用。

对全厂每个汽轮机的进汽量进行统计后发现，在同样的功率、不同的蒸汽参数下，汽轮机的进汽量不一样，蒸汽参数越高，蒸汽可利用的能量越大，蒸汽汽轮机的做工能力越强，因此决定将中压蒸汽压力尽量控制得高一些，使汽轮机的做工效率更高。

与全厂蒸汽用户对接后，将全厂中压蒸汽压力由原来的3.25~3.45MPa，调整到3.47~3.5MPa，中压蒸汽压力平均提高了0.22MPa，节约蒸汽用量约8t•h-1，保障了全厂蒸汽更优的工况。

为了让催化能够多产蒸汽，炼厂决定改变催化原料的性质，通过调整渣油加氢装置反应器的反应条件，进行催化原料重质化生产，逐步将催化原料的残炭由5.5%提至6.6%左右，催化装置可增产中压蒸汽40t•h-1。

石油学报(石油加工)2010年6月 ACT A PET ROLEI SINICA(PET ROLEU M PROCE SSING S ECTION) 第26卷第3期 文章编号:1001 8719(2010)03 0448 08引入环境成本的石油化工企业蒸汽动力系统多周期运行优化戴文智,尹洪超(大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室,辽宁大连116023)摘要:石油化工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。

为了满足石油化工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(M I NL P)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。

关 键 词:蒸汽动力系统;混合整数非线性规划(M IN L P);环境成本;PSO算法中图分类号:T Q021.8 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001 8719.2010.03.023OPTIMAL MULTI PERIOD OPERATIONAL PLANNING FOR S TEAMPOWER SYSTEM OF PETROCHEMICAL INDUSTRY WITHC ONSIDERATION OF ENVIRONMENTAL C OSTSDA I Wenzhi,YIN H ongchao(K ey L aboratory of Oce an E nerg y Utiliz ation and Ener gy Conserv ation of M inistr y of Ed ucation,Dalian Univ er sity of T ec hnology,Dalian116023,Ch ina)Abstract:Steam pow er sy stem(SPS)is no t o nly a major energy consuming enterprises but also a major source of po llutants.The steam pow er sy stem should be o perated under the optimal schem e to m eet the vary ing demand and pow er from pro cess,to reduce cost and save energ y for petrochemical industr y.Consider ing the impact of steam pow er system to hum an env ironment,a mixed integer nonlinear pr ogramm ing(M INLP)model including the m aintenance of equipment, chang eo ver costs and environmental co sts w as established.By using particle sw arm optimizatio n (PSO)calculatio n metho d to solve this m odel,reasonable optim al operation plan can be obtained.Altho ug h consider ing environmental costs as part of the total cost incr eases the to tal business operating costs,to resolv e the issue of environmental pro tection and co ordinated and sustainable economic and social developm ent has very impo rtant significance.Key words:steam pow er sy stem;mixed integer no rlinear prog ramming(M INLP);environmental cost;particle sw arm optimizatio n(PSO)收稿日期:2009 03 20通讯联系人:戴文智,T el:0411 ********;E mail:dwz5470@石油化工企业的蒸汽动力系统为企业提供所需要的工艺蒸汽、热能和动力。

浅析石化装置蒸汽管网的优化和节能技术石化装置是石油化工行业的重要组成部分，是炼油厂和化工厂生产原料和产品的核心设备。

在石化装置中，蒸汽管网是一个至关重要的系统，它提供了供能、加热、冷却、压力和其他功能，是整个石化装置运行的动力源。

蒸汽管网的优化和节能技术对于石化装置的运行效率和生产成本具有重要意义。

一、蒸汽管网的优化1. 管网布局优化蒸汽管网的布局是影响其运行效率的关键因素之一。

合理的管网布局可以降低管道的阻力，减少能量损耗，提高管网的运行效率。

在设计蒸汽管网时，应该充分考虑设备位置、管道直径和长度等因素，合理规划管网的布局，减少管道弯头和支架的使用，使蒸汽流动更加顺畅。

2. 管道材质优化蒸汽管网的管道材质直接影响其运行效率和使用寿命。

选择合适的管道材质可以减少管道的阻力和损耗，降低维护成本。

在选择管道材质时，应该考虑其耐压性能、耐腐蚀性能和导热性能，根据具体的运行条件和要求选择合适的材质。

蒸汽管网中的管道系统包括管道、阀门、附件、管道支架等组成部分。

合理设计和选择这些组成部分可以降低管道的阻力和损耗，提高管网的运行效率。

在设计管道系统时，应该充分考虑流体的流动特性和运行要求，选择合适的阀门和附件，设计合理的支架结构，减少管道的挠曲和变形。

二、蒸汽管网的节能技术1. 蒸汽回收技术蒸汽回收技术是一种有效的节能技术，通过回收蒸汽的热量，将其用于加热和其他用途，可以降低蒸汽的消耗量，减少能源的浪费。

在蒸汽管网中，可以通过安装蒸汽回收装置，将冷凝后的蒸汽重新利用，提高能源利用率，降低生产成本。

2. 蒸汽动力系统优化蒸汽动力系统是石化装置中的重要能源消耗设备，通过优化蒸汽动力系统的设计和运行参数，可以降低蒸汽的消耗量，提高能源利用率。

在蒸汽动力系统中，可以通过优化锅炉燃烧控制、提高锅炉热效率、优化蒸汽轮机运行参数等方式，实现节能减排的目标。

3. 蒸汽管网智能控制蒸汽管网智能控制技术是一种先进的节能技术，通过实时监测和控制管网的运行参数，可以有效地提高管网的运行效率和稳定性，降低能源消耗。

科技成果——蒸汽系统运行优化与节能技术适用范围石化行业炼油、石化、钢铁等企业的动力车间，工业开发区与城市的热电企业行业现状一般热电系统（考虑到热电联产）的热能利用率约为65%，比世界先进水平约低10%左右，蒸汽管网的热损率约为5%-20%。

目前该技术可实现节能量95万tce/a，减排约251万tCO2/a。

成果简介1、技术原理基于能量平衡的锅炉、汽轮机、除氧器等热电系统设备数学模型；基于基尔霍夫定律的管网水力学模型，以联立模块法表示热电系统的运行状况。

2、关键技术（1）模拟技术：以专用软件PROSS经二次开发，将蒸汽动力系统和蒸汽管网系统的运行状态以精确的数学模型表示；（2）工程化方法：将上述数学模型作实时应用，对蒸汽动力系统和蒸汽管网系统实际工况作出评估，提出可行的优化措施，达到节能降耗的效果；（3）IT技术：将技术集成到企业调度指挥系统，形成能源（蒸汽）管控子系统。

3、工艺流程图1 蒸汽系统运行优化流程图主要技术指标1、数学模型准确可靠，模拟计算结果与实测值偏差小于5%；2、模拟计算速度快，每次计算不超过10s；3、数学模型可扩展性强，能适应企业改扩建。

技术水平该技术于2005年11月通过浙江省科技厅组织的技术鉴定，并已获得国家版权局的计算机软件著作权登记证书。

目前，现已在中国石化济南分公司、中国石化广州分公司等20个大型企业和5个小型热电厂得到应用，技术成熟可靠。

典型案例典型用户：中国石化济南分公司、中国石化广州分公司典型案例1建设规模：蒸汽量200t/h，蒸汽管网总长14km。

主要技改内容：蒸汽管网智能化管理系统，管线保温改造等，主要设备包括服务器、客户端和保温材料等。

节能技改投资额500万元，建设期8个月。

每年可节能1.16万tce，年节能经济效益为2360万元，投资回收期约3个月。

典型案例2建设规模：蒸汽量1500t/h，蒸汽管网总长80km。

主要技改内容：开发建立蒸汽动力系统运行优化系统和蒸汽管网智能监测系统，并集成入公司MES，形成能源（蒸汽）调度系统，主要设备包括服务器、客户端和保温材料等。

浅析石化装置蒸汽管网的优化和节能技术石化装置蒸汽管网的优化和节能技术是指通过对蒸汽管网系统进行改造、优化和提升，以实现对石化装置能源的有效利用和节约消耗。

随着我国石化工业的快速发展，石化装置的能耗问题也逐渐凸显出来，蒸汽管网的优化和节能成为当前石化行业急需解决的问题。

本文将就石化装置蒸汽管网的优化和节能技术进行浅析。

一、蒸汽管网的优化1.管网结构优化对于石化装置的蒸汽管网系统，首先需要对其结构进行优化。

通过对管网的设计、布局、分布等方面进行合理调整，可以实现蒸汽管网系统的紧凑化、简化化，减少多余的管道和设备，提高管网的运行效率，降低能耗。

还可以采用热平衡分析技术，对管网进行热力学计算，确保蒸汽的稳定传输和供应。

2.管道材质优化在蒸汽管网的建设中，选择合适的管道材质也是至关重要的。

合理选择管道材质可以减少管道的摩擦阻力，提高蒸汽输送的效率，降低管网系统的能耗。

目前，常用的管道材质有碳钢、不锈钢、铝塑复合管等，根据蒸汽管网的具体使用环境和工艺要求，选择合适的管道材质进行优化。

3.运行参数优化蒸汽管网系统的运行参数也是需要进行优化的一个方面。

通过合理调整和优化管网的供热参数、压力等运行参数，可以降低蒸汽的能耗，实现对蒸汽管网系统的能源利用的最大化。

二、蒸汽管网的节能技术1.余热回收技术在石化装置的生产过程中，产生大量的余热，如果能够有效地回收利用这些余热，就可以实现对蒸汽管网的节能。

通过安装余热回收装置，将废热转化为热能，用于加热水或生产蒸汽，从而减少对外部能源的依赖，降低能耗。

2.蒸汽再循环技术蒸汽再循环技术是指将部分废蒸汽再次压缩、加热，再次利用于生产过程中。

通过蒸汽再循环技术，可以减少二次蒸汽的消耗，提高热效率，降低系统的热耗，从而实现对蒸汽管网系统的节能。

3.管道绝热技术管道绝热是一种有效的节能措施，可以减少管道传热损失，提高管网系统的热效率。

通过采用优质的绝热材料对管道进行绝热处理，可以降低热损失，减少供热能力，实现对管网的节能。

呼石化减压蒸汽系统优化运行改造节能项
目按期开工
由中国石油工程建设公司大连设计分公司总承包中油一公司施工承建的呼和浩特石化公司减压系统优化运行改造节能项目按照公司节点要求的时间于8月5日顺利开工。

本项目采用炼化板块节能专项技术——通过在厂内新增两套螺杆机膨胀发电机组，在冬季实现将 3.5MPa 蒸汽转换为 1.0MPa 蒸汽的同时驱动螺杆膨胀发电机组发电，取代现在通过减温减压而得到 1.0MPa 蒸汽的方式，减少蒸汽能量浪费，实现节能的目的。

此项目有效解决了呼和浩特石化公司冬季工况下蒸汽采用减温减压器的方式存在蒸汽能量的巨大浪费，利用能量梯级利用的原则，优化生产过程能量使用，有效利用蒸汽的能量，提高能源效率，避免高品位蒸汽能源的浪费，达到节能、降耗、增效的目的，同时符合国家节能法以及石化行业相关标准的要求。

工程管理部针对此在线施工项目，组建了以朱午正副主任牵头各专业人员协助的项目管理团队，对项目的施工组织设计、“两书一表”、施工临时用电方案、施工质量计划、施工进度计划等方案精细审批，对参加施工建设的单位和人员资质严格审核，并协同总承包单位共同完成开工前的所有准备工作，为项目的准点、合规开工创造了条件。

浅析石化装置蒸汽管网的优化和节能技术石化装置蒸汽管网是石油化工企业中重要的能源系统，它负责向各个装置和设备提供所需的蒸汽能源。

蒸汽管网的优化和节能技术对于提高整个生产系统的能效和经济效益具有重要意义。

本文将从蒸汽管网的改进和优化入手，探讨如何通过技术手段实现蒸汽管网的节能和能效提升。

我们来看一下蒸汽管网的结构和特点。

蒸汽管网通常由蒸汽发生装置、蒸汽管道、疏水装置、疏水管道、阀门和附件等组成。

在石化装置中，蒸汽管网常常需要满足多种工艺条件，包括不同温度、压力和流量要求。

蒸汽管网的设计和运行管理显得尤为重要。

在传统蒸汽管网系统中，存在着诸多能源利用效率低下的问题，比如蒸汽泄漏、疏水不畅、过度压缩等，这些问题导致了大量的能源浪费和运行成本的增加。

为了解决这些问题，提高蒸汽管网的能效和节能水平，石化企业在实践中积累了一系列有效的技术手段和管理方法。

改进蒸汽管网的设计和操作是关键的一环。

在设计阶段，应充分考虑各工艺装置的需求和管网的输送能力，合理设置管道的直径和长度，减小管网的阻力和能耗。

在运行管理方面，需要严格执行蒸汽管网的操作规程，避免过度压缩和过度放散蒸汽，提高管网的运行效率。

蒸汽管网上的疏水系统也是影响蒸汽能效的重要因素。

疏水系统的合理设计和维护对于减少疏水阻力、保证蒸汽传热和控制管网的能效具有重要作用。

通过改进疏水排放装置和管道布置，采用高效的疏水排放设备和自动控制技术，可以有效提高疏水系统的运行效率和减少能源的浪费。

在蒸汽管网中，阀门和附件的选择和运行也对蒸汽能源的利用效率产生重要影响。

采用低阻力、高可靠性的阀门和附件，合理布置和控制阀门的开闭程度，不仅可以提高管网的运行效率，还可以减少能源的损失和运行成本的增加。

除了改进管网本身的设计和运行管理外，石化企业还可以通过引入先进的节能技术和装备来提升蒸汽管网的能效。

利用换热器对蒸汽进行预热和再生利用，采用能效更高的蒸汽发生装置和蒸汽传输设备，安装蒸汽轮机余热利用系统等。

吉林石化公司西部蒸汽管网优化运行研究摘要：炼化企业的火力发电厂是蒸汽的耗能大户，在装置的优化节能减排工作中，一定要科学合理利用的开展节能降耗工作，在保证炼化企业火力发电厂蒸汽管网运行的科学性、合理性的前提下，对蒸汽系统管线的运行效率进行不断提高，这样才能更好促进热电厂的稳定的运行，实现高效益与安全双丰收。

因此本文主要对中国石油吉林石化公司动力二厂蒸汽系统管网的精细化管理以及优化节能进行分析与探讨。

关键词：动力二厂；西部装置；蒸汽管网；优化；节能设计；分析1 蒸汽动力系统的全方位优化热电厂蒸汽动力系统的优化是炼化企业热能与电能优化的一个重要组成部分。

蒸汽动力系统的时间优化和与路线优化要与蒸汽动力系统存在的问题相结合，并且统筹考虑工厂的中长期发展规划，对全厂蒸汽动力的产生源头、蒸汽动力传输的全过程、蒸汽动力的末端使用、回收；蒸汽动力系统的管理等环节进行全方位优化。

1.1 蒸汽动力系统的源头优化蒸汽动力的产生环节进行的优化是整个能量优化的起点，本着从源头解决问题的角度去考虑。

优先考虑蒸汽管网的承载能力，充分分析论证热电厂内部蒸汽管线运行的稳定性、可靠性、可行性之后，之后对热电厂的动力锅炉、汽轮机组、减温减压器、煤炭燃烧产生的蒸汽效率等环节开展有的放矢的开展蒸汽动力系统优化工作。

常见的影响蒸汽动力系统的优化配置的因素主要有如下几点：蒸汽动力锅炉的产汽效率偏低、产汽的蒸汽压力达不到标准；产汽锅炉的负荷一致、效率不一致，高效锅炉不能够完全达到其最佳工况；汽轮机组的运行效率偏低；在冬季大量高压蒸汽的减温减压幅度比较大；煤炭等化石燃料燃烧过程中产生的蒸汽偏多等。

我们尤其要注意的是，煤炭等化石燃料虽然燃烧产生的蒸汽偏多，但是这样就会造成燃料消耗，这部分蒸汽看起来是生产出来产品，但是获得能量的投入产出比垫高，或者蒸汽资源的成本比较高。

1.2 蒸汽动力系统的运行过程优化蒸汽动力系统的运行过程优化主要针对动力二厂区内部及西部装置的蒸汽管网来实施。

浅析石化装置蒸汽管网的优化和节能技术随着石化工业的迅速发展，石化装置的蒸汽管网已经成为一个重要的能源设施。

在石化装置的生产过程中，蒸汽是不可或缺的能源，它用于加热和驱动各种工艺设备。

但是，蒸汽管网存在能源浪费、设备老化、安全隐患等问题，需要进行优化和节能，以提高蒸汽产生的效率和降低生产成本。

优化和规划蒸汽管网蒸汽管网在规划和设计时需要合理考虑各个工艺设备的蒸汽需求和产量，以满足对能源的需求和效率的要求。

在管道的设计和敷设方面，需要将蒸汽管道与使用设备的布局相结合，通过缩短管道长度、减少损失带动能源节约，降低能源和运营成本。

此外，需要考虑是否建立“能量回收”系统，通过机械产生的热量或废气产生的热量进行能量回收。

这些举措可以帮助石化企业在长期的运营中节约能源和费用。

加强管网维护管道老化和管道的腐蚀问题对管道的热传递和保温性能造成很大的影响，从而影响整个蒸汽网络的能耗和可靠性。

此外，未来的计划需要考虑到管道的新建和改建，以满足不断变化的能源需求和生产需求。

因此，对于管道的维护和管理也十分重要。

需要在日常的监控和维护过程中，对管道的腐蚀、老化、泄漏等问题进行及时的修复和处理，避免不必要的能源损耗和安全事故的发生。

只有提高管道的维护和管理，才能保证蒸汽管网的运行效率和生产稳定性。

细节和技术创新在管网技术方面，有很多技术解决方案能够提高能源效率和生产效率。

例如在蒸汽的回收和加热方面，采用一些节能技术可以在保证蒸汽质量的同时，节约大量的能源。

此外，还可以采用加热管技术，通过加热管的方式将蒸汽通过管道进行加热，并通过改变管道中的恒温控制来实现蒸汽的恒定温度。

这样的技术创新可以为企业带来较大的节能效果，同时提升生产效率。

总之，对于石化装置的蒸汽管网，需要进行优化和节能措施来提高生产效率和降低生产成本。

从管网规划和设计、管网维护和管理，到细节和技术创新等方面，都需要不断寻求提高能源效率和生产效率的方法，让蒸汽管网更加高效、安全、可靠。