石化行业公用工程资源的集成管理与优化案例-炼化企业公用工程系统智能优化技术

炼化企业公用工程系统智能优化技术
技术适用范围
适用于石化行业炼化企业、石化基地、化工园区公用工程资源的集成管理与优化。

技术原理及工艺
本技术包括氢气系统智能优化技术和蒸汽动力系统智能优化技术。

氢气系统分为供需子系统和回收子系统，通过分步建模及协同优化，建立氢气全系统优化模型，解决模型求解难的问题，形成了集成反应动力学供需子系统建模技术、氢气-轻烃-瓦斯三元协同优化技术等，并在此基础上结合数据采集处理技术和管网模拟优化技术开发了氢气系统智能优化平台，实现氢气资源的梯级利用，提高系统氢气利用效率，减少产氢装置供氢，节省燃料消耗及电耗，减少CO2排放；蒸汽动力系统智能优化技术是开发动力站锅炉、汽轮机、辅机等主要装置模型，通过联立方程法对系统进行计算求解，实现动力站系统的模拟。

同时，采用联立方程法对动力站与蒸汽管网进行系统集成，实现蒸汽产-输-用集成建模与优化。

在线模拟与优化平台建设技术原理图：
技术指标
（1）软件计算结果误差＜3%；
（2）提高企业氢气系统氢气利用效率5~15%；
（3）降低企业蒸汽动力系统能耗3%。

技术功能特性
开发了大型复杂多源多阱蒸汽管网、热力系统及大机组数学建模及求解方法，开发了集成热电单元和蒸汽输送管网单元的蒸汽动力系统模拟优化软件（F-SET），实现了全厂蒸汽动力系统建模与集成优化。

与国内外同类软件相比，一是实现动力站-管网-装置整体建模与集成优化；二是区别于其他建模软件虚拟流股，创新性地采用管网的概念，更加贴合现场实际情况；三是实现系统的实时模拟与诊断，对企业优化操作、精益化管理提供支持。

应用案例
金陵石化分公司氢气系统智能优化项目。

技术提供单位
为中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院。

（1）用户用能情况简单说明
金陵公司1#PSA装置用来提浓1#、2#重整装置产氢及部分加氢装置废氢，装置操作压力 1.2MPa，产品氢压
力1.1MPa，由于耗氢装置需求，配置产品氢压机将压力升至2.6MPa，另外配置解吸气压缩机回收解吸废气，装置能耗高。

1#PSA下游装置为柴油加氢，对氢气纯度要求并不高。

过量提纯重整氢，不仅造成氢气浪费，同时使得装置能耗居高不下。

（2）实施内容及周期
结合金陵石化要求制定不同投资力度下的氢气系统改
造方案，并模拟计算。

针对投资方案中涉及的新增设备、改造设备等，进行经济核算，确定投资费用，并对氢网系统
优化方案进行校核。

实施周期12个月。

（3）节能减排效果及投资回收期
改造后，通过利用氢气系统智能优化技术对金陵公司氢
气系统开展梯级利用及加氢装置用氢优化，节约氢气2057.5Nm3/h，与优化前相比，电功耗增加238kW，减少供氢带来的节能量=氢气体积流量×密度×运行时间×氢
气标煤转换系数=2219.6tce；电耗增加带来的能耗折算标
煤为971.1tce，系统节能量为1248.5tce/a。

投资回收期约4个月。

未来五年推广前景及节能减排潜力
预计未来5年，推广应用比例可达到30%，可形成节能37.5万tce/a，减排CO2101.25万t/a。