大型石化企业蒸汽动力系统运营优化剖析

大型石化企业蒸汽动力系统运营优化.txt如果有来生，要做一棵树，站成永恒，没有悲伤的姿势。一半在土里安详，一半在风里飞扬，一半洒落阴凉，一半沐浴阳光，非常沉默非常骄傲，从不依靠从不寻找。大型石化企业蒸汽动力系统运营优化.txt人永远不知道谁哪次不经意的跟你说了再见之后就真的再也不见了。一分钟有多长？这要看你是蹲在厕所里面，还是等在厕所外面…… 本文由tiant0928贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 2009 年 5 月石油炼制与化工 PET RO L EU M PRO CESSIN G A N D PET R OCH EM ICA L S 第 40 卷第 5 期大型石化企业蒸汽动力系统运营优化罗向龙 , 张高博 , 王 1 2 智 , 华 3 贲 2 ( 1. 广东工业大学材料与能源学院, 广州 510006;

2. 华南理工大学强化传热与过程节能教育部重点实验室;

3. 中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司摘要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、动力产汽点各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( M IL P 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%。关键词: 蒸汽动力系统优化运营 1 前言营费用最小为目标, 目标函数见式( 1 , 其中总费用包括全公司所有动力产汽锅炉燃料消耗费用、SPS 水处理费用、全公司所有动力产供汽设备维护费用、外购电费用。 M in QB J = t T ( i Et BUY 蒸汽动力系统( SP S 作为过程工业的重要组成部分, 在为企业提供保质保量的蒸汽和动力的同时, 本身也是耗能大户, 它的安全、稳定、高效运行是企业长周期、经济运行的基础。大型石化企业 SPS 除了具有多工艺产汽点、多工艺用汽点、多压力等级外, 还具有多动力产汽点。工艺产汽点、工艺用汽点、动力产汽点之间形成了错综复杂的产供汽网络。SP S 运营优化一直是研究的热点, 包括 SPS 的多周期运营优化 [ 1 3] 、集成管网模拟考虑管线损失的运营优化

[ 4] 、优化运营软件的开发 [ 5 6] 等。然而这些研究主要侧重于能量转换环节的优化, 很少同传输环节集成考虑。大型石化企业一般由炼油分厂及几个大的化工分厂组成, 各分厂之间距离较远, 各分厂动力产汽设备的型号、

燃料、水系统循环类型不同, 产供汽成本有较大差异, 各厂的蒸汽互供和互备存在很大的优化潜力。然而各厂之间的长距离和管道的输送能力限制了各厂之间

的蒸汽和动力的互供和互备潜力的发挥。因此大型石化企业蒸汽动力的优化应该从全局出发, 在安全稳定的前提下, 以 SPS 的转换环节的转换经济性和传输环节的

传输损失的综合最优为目标实施运营优化, 以提高整个 SPS 的经济性。本课题在以往 SPS 能量转换环节优化工作的基础上, 建立 SPS 能量转换环节和能量传输环节

集成优化模型, 并进行详细案例分析。 2 SPS 优化运营模型 2. 1 目标函数大型企业SPS 运营优化以全公司 SP S 年总运 I b B k K F i bkt f k + n N W nt w + ( 1 e P t + t T n N On Y nt + S n ( 1- Yn t 式中, OBJ 为目标函数值, 即年总运营费用; T 为周期集合;

I 为分厂集合; B 为锅炉集合; K 为燃料集合; N 为 SPS 设备集合; F 为燃料消耗量, t / h; f 为燃料单价, 元/ t; W 为 SPS 设备耗水量, t / h; w 为给水单价, 元/ t ; E 为电量, M W ! h; e 为电单价, 元/ ( MW ! h ; 上标 BU Y 表示外购; P 为周期时间, h; O 为设

备运行时的维护费用, 元; S 为设备停运时的维护费用, 元; Y 为表征设备是否运行

的二元变量。 2. 2 工艺需求能耗模型工艺装置对 SPS 的蒸汽和动力的需求会随着工艺装置的生产计划和生产规模的变化而变化, 因此必须从工艺装置变工况能耗模型出发才能更准确地确定各种工况下各分厂蒸汽和动力的需求。 D iur t = ( iur + iurt Z iut + iur Yi ut i I , u U, r R, t T DEM ( 2 收稿日期: 2008 11 10; 修改稿收到日期: 2009 01 08。作者简介: 罗向龙, 讲师, 博士。主要从事过程工业能量系统集成建模优化及应用的研究工作。基金项目: 广东工业大学博士基金( 083009 。第5期

罗向龙等. 大型石化企业蒸汽动力系统运营优化 49 E DEM = ( ! + ? Z iut + # Y iut iut iu iut iu i I, u U, t T ( 3 和互备的最主要制约因素便是各厂之间的连接管道参数, 即

要保证供汽参数满足用户的要求。式( 10 表示管道流量的范围。 D M rIN ? D ij r t ?

D MAX ij ij r i、 j I, i # j D MIN ? D j irt ? D M AX j ir j ir ( 10 式中, 上标 DEM 表示

需求; U 为工艺设备集合; R 为蒸汽等级集合; D 为蒸汽量, t / h; 为工艺装置固定蒸

汽单耗, t/ t ; 为工艺装置蒸汽单耗变化量, t/ t; U 为工艺设备集合; Z 为工艺装置运行负荷, t/ h; 为工艺装置蒸汽能耗模型常数项, t / h; !为工艺装置固定动力单耗, ( M W !

h / t ; ?为工艺装置驱动单耗变化量, ( MW ! h / t ; #为工艺装置驱动能耗模型常数项, MW ! h。 2. 3 锅炉