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煉油工藝裝置綜合能源消費(fèi)量計(jì)算研究與應(yīng)用

2017-06-19 18:22祖超時(shí)海濤魏志強(qiáng)中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司
石油石化節(jié)能 2017年5期
關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)煤煉油消費(fèi)量

祖超 時(shí)海濤 魏志強(qiáng)(中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司)

煉油工藝裝置綜合能源消費(fèi)量計(jì)算研究與應(yīng)用

祖超 時(shí)海濤 魏志強(qiáng)(中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司)

通過(guò)提出煉油工藝裝置綜合能源消費(fèi)量的計(jì)算方法,將綜合能源消費(fèi)量劃分為原料購(gòu)進(jìn)能源、消耗購(gòu)進(jìn)能源、產(chǎn)品產(chǎn)出能源、外輸產(chǎn)出能源4個(gè)部分。指出煉油工藝裝置的原料購(gòu)進(jìn)能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源為煉廠中間產(chǎn)品時(shí),其折標(biāo)系數(shù)應(yīng)按照其他石油制品取值??疾煨陆ā⒏臄U(kuò)建工藝裝置對(duì)項(xiàng)目所在地影響時(shí),需要扣除企業(yè)因新建、改擴(kuò)建該工藝裝置而關(guān)停的其他工藝裝置,或由于原料用途發(fā)生改變,導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所減少的能源消費(fèi)量。以某新建工藝裝置為例計(jì)算了項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量,綜合能源消費(fèi)量當(dāng)量值3.4×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤),等價(jià)值3.95×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤);綜合能源消費(fèi)量增量的當(dāng)量值1.82×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤),等價(jià)值為2.17×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤)。

煉油工藝裝置;綜合能源消費(fèi)量;計(jì)算方法

引言

為促進(jìn)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目科學(xué)合理利用能源,從源頭上杜絕能源浪費(fèi),提高能源利用效率,加強(qiáng)能源消費(fèi)總量管理,根據(jù)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》、《中華人民共和國(guó)行政許可法》和《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》,國(guó)家發(fā)改委2016年11月發(fā)布了《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能審查辦法》。與《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估與審查暫行辦法》相比,《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能審查辦法》更加強(qiáng)調(diào)[1-3]“加強(qiáng)能源消費(fèi)總量管理”,且基于項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量,可以考察項(xiàng)目對(duì)所在地能源消費(fèi)的影響,使得項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量在固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能審查中的重要性更為突出。

近年來(lái),煉油企業(yè)為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)與提質(zhì)增效,出現(xiàn)特別多的工藝裝置新建、改擴(kuò)建項(xiàng)目,這些項(xiàng)目多數(shù)在節(jié)能審查的范圍內(nèi),因此,需要單獨(dú)計(jì)算新建、改擴(kuò)建工藝裝置項(xiàng)目的綜合能源消費(fèi)量。工藝裝置項(xiàng)目與全廠項(xiàng)目的綜合能源消費(fèi)量計(jì)算存在差異。首先,全廠項(xiàng)目的原料、產(chǎn)品能源多為典型的能源,如汽油、柴油等,而工藝裝置項(xiàng)目的原料、產(chǎn)品能源多為中間產(chǎn)品;其次,新建全廠項(xiàng)目的綜合能源消費(fèi)量全部是新增的綜合能源消費(fèi)量,而新建工藝裝置項(xiàng)目的綜合能源消費(fèi)量,需要扣除因新建該工藝裝置,而關(guān)停的其他工藝裝置,或由于原料用途發(fā)生改變,導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所降低的能源消費(fèi)量。以某新建工藝裝置為例,提出工藝裝置項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量的計(jì)算方法,并結(jié)合實(shí)例計(jì)算和應(yīng)用,嘗試為工藝裝置項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量的計(jì)算和節(jié)能審查工作提供技術(shù)支持。

1 概念與計(jì)算方法

綜合能源消費(fèi)量[4]是指行業(yè)、企業(yè)范圍內(nèi)所消費(fèi)的各種能源的總量,稱(chēng)作綜合能源消費(fèi)量或能源消費(fèi)量。計(jì)算綜合能源消費(fèi)量時(shí),需要先將消費(fèi)的各種能源折標(biāo)成標(biāo)準(zhǔn)燃料后再進(jìn)行計(jì)算,一般折標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)煤。煉油綜合能源消費(fèi)量計(jì)算方法為[5]

工業(yè)生產(chǎn)消費(fèi)能源包括購(gòu)進(jìn)能源和回收利用能源,由此,上式可簡(jiǎn)化為

對(duì)于煉油工藝裝置,工業(yè)購(gòu)進(jìn)能源包括原料購(gòu)進(jìn)能源和、消耗購(gòu)進(jìn)能源和,加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出能源和包括產(chǎn)品產(chǎn)出能源和、外輸產(chǎn)出能源和。由此,煉油工藝裝置綜合能源消費(fèi)量計(jì)算式為

綜合能源消費(fèi)量=原料購(gòu)進(jìn)能源和+消耗購(gòu)進(jìn)能源和-產(chǎn)品產(chǎn)出能源和-外輸產(chǎn)出能源和(3)

煉油工藝裝置的項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量,是指該裝置界區(qū)范圍內(nèi)的能源消費(fèi)總量,可根據(jù)式(2)計(jì)算得到。其構(gòu)成示意見(jiàn)圖1。

圖1 煉油工藝裝置綜合能源消費(fèi)量構(gòu)成

煉油工藝裝置的原料購(gòu)進(jìn)能源和是作為裝置原料的能源,如原油、天然氣、石腦油、甲醇、氫氣等。生產(chǎn)過(guò)程消耗購(gòu)進(jìn)能源和是裝置生產(chǎn)過(guò)程消耗的能源,如燃料、電、蒸汽、循環(huán)水、凈化風(fēng)等,但不包括裝置回收利用的能源,如裝置內(nèi)副產(chǎn)自用的蒸汽、裝置內(nèi)部換熱消耗的熱力。加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出能源和也由兩部分組成,一部分是產(chǎn)品產(chǎn)出能源和,如汽油、柴油、煤油、液化石油氣、煉廠干氣等;另一部分是外輸產(chǎn)出能源和,如煉油裝置副產(chǎn),不作為產(chǎn)品,但可出供其他工藝裝置、單元使用的燃料、電、蒸汽、循環(huán)水、凈化風(fēng)等。對(duì)于工藝裝置,裝置的原料購(gòu)進(jìn)能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源多為煉廠中間產(chǎn)品,他們屬于能源,但不是成品的汽油、柴油,可將其視為其他石油制品。

2 應(yīng)用效果

2.1 新建工藝裝置能源構(gòu)成

國(guó)內(nèi)某煉廠新建工藝裝置以原油蒸餾裝置生產(chǎn)的重質(zhì)餾分油和減壓渣油為原料,經(jīng)加氫處理生產(chǎn)多種潤(rùn)滑油。工藝裝置原料購(gòu)進(jìn)能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源數(shù)據(jù)見(jiàn)表1,年消耗購(gòu)進(jìn)能源數(shù)據(jù)見(jiàn)表2,該工藝裝置不存在外輸產(chǎn)出能源。

表1 年原料購(gòu)進(jìn)能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源

表2 某工藝裝置年消耗購(gòu)進(jìn)能源

2.2 折標(biāo)系數(shù)的選取

準(zhǔn)確界定能源類(lèi)別,正確選擇折標(biāo)系數(shù),是保證工藝裝置能源消費(fèi)量核算準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。當(dāng)前能源品種包括[5]原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、焦炭、其他焦化產(chǎn)品、焦?fàn)t煤氣、高爐(轉(zhuǎn)爐)煤氣、其他煤氣、天然氣、液化天然氣、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、其他石油制品、電力、熱力、其他燃料,折標(biāo)系數(shù)根據(jù)GB/T 2589—2008《綜合能耗計(jì)算通則》選取[6]。

根據(jù)能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度,工藝裝置的原料油主要是來(lái)自原油蒸餾裝置的重質(zhì)餾分油和減壓渣油,屬于中間產(chǎn)品,其折標(biāo)系數(shù)按照其他石油制品取值;工藝裝置的產(chǎn)品輕潤(rùn)滑油、中潤(rùn)滑油、重潤(rùn)滑油屬于其他石油制品,其折標(biāo)系數(shù)也按照其他石油制品取值。根據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》[6],氫氣的折標(biāo)系數(shù)可直接取值:3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽按照熱力取值。循環(huán)水、除鹽水、凈化風(fēng)、氮?dú)馐瞧髽I(yè)自己制備的耗能工質(zhì),其生產(chǎn)過(guò)程主要消耗電能,可以按照企業(yè)實(shí)際情況折標(biāo)成電能。

2.3 新建裝置綜合能源消費(fèi)量計(jì)算

表3~表5分別給出了年原料購(gòu)進(jìn)能源和、消耗購(gòu)進(jìn)能源和、產(chǎn)品產(chǎn)出能源和的計(jì)算結(jié)果。表5中,裝置自用電28 000 MW,循環(huán)水、除鹽水、凈化風(fēng)、氮?dú)獍凑掌髽I(yè)實(shí)際情況折標(biāo)消耗電約4000 MW。根據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》,3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽均為熱力,其消耗值是3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽的加和?;谑剑?),計(jì)算工藝裝置項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量(表6)。由表6可知,該新建工藝裝置項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量當(dāng)量值3.4×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤),等價(jià)值3.95×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤)。

表3 年原料購(gòu)進(jìn)能源計(jì)算

表4 年產(chǎn)品產(chǎn)出能源計(jì)算

表5 年消耗購(gòu)進(jìn)能源計(jì)算

表6 綜合能源消費(fèi)量計(jì)算

由表6可知,工藝裝置的原料購(gòu)進(jìn)能源和與產(chǎn)品產(chǎn)出能源和數(shù)值相近,這是由于工藝裝置的原料和產(chǎn)品一般是中間產(chǎn)品,計(jì)算綜合能源消費(fèi)量時(shí)其折標(biāo)系數(shù)按照其他石油制品取值,使得二者數(shù)值相近。對(duì)于這類(lèi)工藝裝置,原料購(gòu)進(jìn)能源和、產(chǎn)品產(chǎn)出能源和對(duì)裝置綜合能源消費(fèi)量的影響不大,影響工藝裝置綜合能源消費(fèi)量的關(guān)鍵是消耗購(gòu)進(jìn)能源和與外輸產(chǎn)出能源和。

此外,需要指出上述計(jì)算得到的工藝裝置綜合能源消費(fèi)量,用于考察新建、改擴(kuò)建工藝裝置對(duì)項(xiàng)目所在地影響時(shí),要扣除因新建、改擴(kuò)建該工藝裝置,而關(guān)停的其他工藝裝置,或由于原料用途發(fā)生改變,導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所減少的能源消費(fèi)量??疾煨陆?、改擴(kuò)建工藝裝置對(duì)項(xiàng)目所在地影響時(shí)所用的綜合能源消費(fèi)量,采用的是新建、改擴(kuò)建該工藝裝置導(dǎo)致企業(yè)綜合能源消費(fèi)量增加的量。

本案例中,為新建工藝裝置,關(guān)停了企業(yè)原有的某加氫裝置,關(guān)停裝置的氫氣2000 t/a,消耗購(gòu)進(jìn)能源3.5 MPa蒸汽10 000 t/a,10 000 MW/a可供新建工藝裝置使用。因新建工藝裝置,企業(yè)綜合能源消費(fèi)量增量計(jì)算見(jiàn)如表7,企業(yè)最終上報(bào)的綜合能源消費(fèi)量增量的當(dāng)量值為1.82×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤),等價(jià)值為2.17×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤)。

表7 綜合能源消費(fèi)量計(jì)算表(企業(yè)增量)

3 結(jié)論

1)煉油工藝裝置的原料購(gòu)進(jìn)能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源多為煉廠中間產(chǎn)品,屬于能源,但不是成品能源,其折標(biāo)系數(shù)應(yīng)按照其他石油制品取值。

2)計(jì)算得到的工藝裝置綜合能源消費(fèi)量,不能直接用于考察新建、改擴(kuò)建工藝裝置對(duì)項(xiàng)目所在地影響,需要扣除因新建、改擴(kuò)建該工藝裝置,而關(guān)停的其他工藝裝置,或由于原料用途發(fā)生改變,導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所減少的能源消費(fèi)量。

3)實(shí)例演示某新建工藝裝置項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量的計(jì)算過(guò)程,計(jì)算得到的新建工藝裝置項(xiàng)目綜合能源消費(fèi)量當(dāng)量值為3.4×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤),等價(jià)值為3.95×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤)??紤]利用該企業(yè)關(guān)停裝置氫氣、3.5 MPa蒸汽、電耗后,企業(yè)最終上報(bào)的綜合能源消費(fèi)量增量的當(dāng)量值為1.82×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤),等價(jià)值為2.17×104t(標(biāo)準(zhǔn)煤)。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委.固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能審查辦法[Z],2016:1-5.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委.固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查暫行辦法[Z],2010:1-14.

[3]國(guó)家發(fā)展和改革委資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)司,國(guó)家節(jié)能中心.固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查工作指南[M].2014年本.北京:中國(guó)市場(chǎng)出版社,2014:128-168.

[4]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局能源司.能源統(tǒng)計(jì)工作手冊(cè)[M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,2010:2-21.

[5]魏志強(qiáng),蔣榮興,陳清林.煉油企業(yè)綜合能源消費(fèi)量與綜合能源消耗量概念分析與實(shí)例應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能,2014,4(12):1-3.

[6]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).綜合能耗計(jì)算通則:GB/T 2589—2008[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008:1-8.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.05.001

2017-02-21

(編輯 王古月)

祖超,高級(jí)工程師,1985年畢業(yè)于清華大學(xué)(化學(xué)與化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)),從事煉油工廠設(shè)計(jì)工作,E-mail:zuchao@sei. com.cn,地址:北京市朝陽(yáng)區(qū)安慧北里安園21號(hào),100101。

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