1、节能原理、方法和能耗计算与评价中国石化集团公司节能技术中心 郭文豪29目 录1石化工业用能特点及潜力2能耗计算与评价3 节能原理与方法4 能量平衡5 节能新技术、新设备6 石化工业的节能方向7 基准能耗1 石化工业用能特点及潜力1.1 用能量大，占加工成本比例大以乙烯装置为例，国内装置能耗大部分在750kg标准油/t，2003年国内乙烯总产量约600万吨，总能耗450万吨标准油，能耗费用近60亿元（2007年国内乙烯总产量将达1100万吨，总能耗达825万吨标准油）。炼油工业综合能耗量占原油加工量的8%10%。2003年全国原油加工量为2.6亿吨，耗能量约2100万吨标油，费用约320亿元。平
2、均能耗成本(包括自产燃料等)占总加工成本的40%60%。但目前加工成本计算中，将自产燃料形成的能耗未计入成本，造成了能耗成本占总加工成本比例不高的假象，将能耗成本淹没在巨大的产品销售中，大大弱化了能耗的影响及其节能工作的开展。表1 某炼油厂加工每吨原油的完全能耗费用项 目每吨原油的能源消耗量能源价格每吨原油能耗费用/元燃料35kg1371元/t48.0催化烧焦25kg1371元/t34.3电67kWh0.5元/kWh33.51.0Mpa蒸汽0.086t80元/t6.9新鲜水7.2t1.8元/t13.0合计135.7 表2 计入自用燃料与动力后的炼油加工费项 目 分项加工费 元/吨占百分比，%辅
3、助材料费18.56.7能耗费135.749.0工资及附加费6.02.2折旧费57.620.8修理费24.38.8其它制造费7.92.9管理费用12.54.5财务费用4.81.7销售费用9.53.4合计276.8100表3 不计自用燃料与动力费用的现状炼油加工费项 目分项加工费 元/t占百分比，%辅助材料费18.510.7能耗费31.218.1工资及附加费6.03.5折旧费57.633.4修理费24.314.1其它制造费7.94.6管理费用12.57.3财务费用4.82.8销售费用9.55.5合计172.3100表4 2002年中国石化集团公司炼油专业达标指标序号企业名称轻油收率%综合商品率，%
4、加工损失%综合能耗kgEo/t原油途耗%完全费用元/t集团公司72.5692.551.1079.600.41股份公司72.592.451.0879.400.40196 1燕山70.0092.401.1594.000.40193 2天津79.0093.001.2068.000.34185 3石家庄76.0090.501.0588.000.35192 4沧州71.0090.651.1587.500.40190 5上海79.596.000.9056.000.26115 6高桥67.592.501.0098.000.28230 7金陵75.592.601.2082.000.42188 8扬子72.19
5、4.500.9557.000.19123 9镇海72.0093.801.0071.000.2015310安庆71.5093.501.1086.000.7020011福建78.2091.601.1577.000.2224812九江64.2090.501.1081.000.7518813济南71.0090.001.1095.000.4525714齐鲁74.1093.101.1585.000.4018815洛阳76.590.601.0387.000.5016416武汉68.293.000.9573.000.5522017荆门68.0091.501.20120.000.4827018长岭69.0091
6、.701.0081.000.3621419广州78.0094.000.9564.500.1717020茂名74.0092.001.2076.000.1915521胜利71.0090.001.25110.000.0031522河南52.0089.151.20100.000.0040023中原79.9590.251.2093.000.0722024北海76.5090.651.20100.000.38220 存续企业25巴陵72.2092.451.0089.000.9526扬州70.0090.001.0094.000.5027清江73.0091.001.2092.0028杭州72.5092.001.
7、1085.000.4529青岛78.0091.501.0581.000.5030泰州35.4091.851.3031西安40.2092.801.3032塔里木44.5083.701.30某炼油厂的完全能耗费用及占炼油加工费的比例见表13。该炼油厂综合能耗为86.8kg标油/t,平均每kg标油能耗的费用为1.56元，全厂能量因数为6.626，单位能量因数能耗为13.1 kg标油/(t.Ef)。从最具可比性的单位能量因数能耗来看，该炼油厂与国内能耗先进值(11kg标油/(t.Ef)相比有较大的差距。若该炼油厂能耗达到国内先进水平，综合能耗将下降13.9kg标油/t，使每吨原油的加工费下降21.7元
8、，下降幅度几乎达到了每年修理费的水平。由于该厂的单位能量因数能耗是全国平均水平，因此炼油企业的平均节能潜力为20元/吨原油。修正后的炼油加工费指标合理地反映了各项影响因素，能耗费用成为炼油加工成本的第一影响因素。因此节能永远是石化企业挖潜增效，增强竞争力的一个主题。1.2 加热冷却过程多石化工业加工过程中，有非常多的冷、热物流（过程物流、公用工程物流等）需要换热。如乙烯装置、炼油过程主要是通过物理的办法，按照各油品沸点的差别进行分离，即通过冷冷热热，就完成了加工过程。 以冷热物流相联系的换热网络优化（广义）技术，在石化工业大有用武之地。 1.3 涉及全过程，需要加强管理，需要全体人员参加石化生
9、产是连续、多工序、多层次的加工过程，从全厂发展规划、设计、生产运行、维护等过程均涉及能量的利用，可以说，加工全过程就是能量流的过程,节能绝不是一个部门或几个部门的事情。从反例来说明：如规划时不把一些可过程优化组合的装置放在一起，丧失了许多好的机会。如FCC过程有大量的低温余热，而气体分馏装置可使用，如果把此二种装置布置很远，就难以实施该措施。有些厂的这二种装置相距2公里远。能耗指标是一个高度综合性的指标，如果一个石化企业的能耗指标是先进的，则必然意味着规划、设计、运行、维护、管理等所有环节的高水平，缺一不可。国内节能工作存在的一个重要问题是：重技术轻管理 。必须加强管理，提高所有人员的节能意识
10、，激发节能积极性，才能真正将节能工作落到实处。另外，企业不同的部门对能源的要求也不一样：技术部门为了生产高质量产品，有时在探讨工艺过程中反而会提出增加能耗的建议；生产部门重点是放在生产方面，始终努力采用高生产效率的方式，而提高生产性的效果，几乎均与节能直接关连；生产计划部门为将库存压于最小程度，根据适时生产的方式而制定频繁更换作业内容的生产计划，而这种生产方式不利于节能的；动力设备高效运转是动力管理部门的工作任务，但有时因过度追求节能，也会提出妨碍生产效率的要求。日本节能的观点：生产工厂的使命是制造产品，因而努力推进能量有效利用的工作人员是难能可贵的后勤部队。与生产部门相比，推进节能的工作是种
11、不显眼的苦差事，因而需要“厂领导的节能意识”，即应该针对节能作出的努力表示敬意并对所取得的成果给予高度评价和鼓励。1.4 本质上存在三环节过程(a)过程用能的主要形式是热、流动功和蒸汽，它们一般是通过转换设备（如炉、机泵）等转换过来的。此环节称为能量转换环节。(b)转换设备提供的热、功、蒸汽等形式的能量进入工艺核心环节（塔、反应器），连同回收循环能量一起推动工艺过程完成后，除部分能量转入到产品中外，其余均进入能量回收系统。此环节称为工艺利用环节。 (c)能量在工艺核心环节完成其使命后，质量下降，但仍具有较高的压力和温度，可以通过换热设备、换功设备（液力透平）等回收利用。但受工程和经济条件约束，
12、回收不能到底，最终通过冷却、散热等排弃到环境中。此环节称为能量回收环节。从三环节理论的节能：首先应选用或改进工艺过程，减少工艺用能；再考虑经济合理地回收；其不足部分再由转换设备提供。1.5 目前还存在较大的节能潜力目前有些装置的能耗水分较大，装置实际能耗与统计能耗不一致，有时差别还比较大。如某企业相距一年的装置能耗相差一倍，而却没有采用过任何节能措施。先进装置与落后装置的差距即是装置的节能潜力（见表5）。表5 国内外主要炼油装置能耗对比 (不包括小企业)序号装置名称先进能耗国内一般或平均国际先进1常减压10.411.89.32FCC4756法国东日（1992）37.23RFCC55684延迟焦
13、化21275加氢裂化264638（全循环）6炼厂单因能耗1113国际先进9.5-10.07乙烯585750-800400-450相对来说，过程组合即系统节能的潜力更大。 热联合 蒸汽动力系统 储运系统 低温余热的回收和利用根据节能中心掌握的有关资料：目前对于30万吨/年的乙烯装置或500万吨年的炼油厂，设定投资回收期为年时，年节能效益一般在5000万元以上。对某300万吨/年炼油厂所做的节能规划，仅气体分馏装置和储运系统用低温余热代替1.0MPa蒸汽就达40t/h,年效益2500万元。 2 能耗计算与评价2.1 能耗计算2.1.1综合能耗量综合能耗量是统计对象(炼油装置、辅助系统或全厂)在统计
14、期内,消耗的各种能源的总和。其计算通式如下：E=MiRi+Q式中：E统计对象综合能耗量，kg/年（月、季）； Mi某种能源或耗能工质的实物消耗或输出量，t（kWh）/年（月、季）； Ri对应某种能源或耗能工质的能量换算系数，kg/t（kWh）； Q与外界交换的有效能量折为一次能源的代数和，kg/年（月、季）。向统计对象输入的实物消耗量和有效热量计为正值，输出时为负值。实际上，此式数据单位还有其它形式，如kg/h。有效热量主要指不同统计对象之间的热进出料热量、烟气热量和低温余热的回收利用。燃料消耗指生产过程消耗的各种燃料之和。如果原料或产品的一部分（如PSA尾气、分馏塔顶油气等）作为燃料提供能量
15、，则必须计入能耗。 有关详细计算及规定见新修订的炼油厂能耗计算与评价方法2003年版。2.1.2单位综合能耗单位综合能耗是统计对象在统计期内，以单位原油、原料油加工量或产品产量所表示的能耗量。单位综合能耗的计算通式如下：e=E/G式中：e统计对象的单位综合能耗，kg/t； E统计对象综合能耗量，kg/年（月、季）； G统计对象的原油加工量（或原料加工量、产品产量），t/年（月、季）。2.1.3 能耗大小对比需要注意的问题从能耗计算公式可以看出，能耗计算结果取决于计入能耗的能耗工质种类与能量换算系数。不同的国家有不同的标准和方法，因此，不同国家之间的同类装置、单元或全厂的实物消耗相同（国外，甚至
16、一个公司有2种方法），但能耗可能差别较大，不能直接对比。从今年开始，国内能耗对比时，将有三类不同的标准的能耗结果：（1）炼油厂能量消耗计算方法修订前；（2）炼油厂能量消耗计算方法修订后，从今年开始试运行；（3）石油化工设计能量消耗计算方法SH/T3110-2001已于2002年5月1日开始执行 。2.1.4 能耗计算例题某炼油装置的实物消耗及与装置界区外的物流关系见图1。设蜡油、顶循、柴油、油浆的比热分别为0.55,0.6,0.55,0.7 kcal/(kg.)，热损失为5%。此题仅为说明能耗的计算，能耗数值无实际意义。 能耗计算见表6。图1 某 装置实物消耗及装置界区外的关系表6 某装置能耗
17、计算举例序号项目原方法结果kg/h新方法结果kg/h说明1新鲜水10t/h10*0.18=1.810*0.17=1.7折算系数变化2除盐水30t/h30*2.3=6930*2.3=693循环水2500t/h2500*0.1=2502500*0.1=2504凝结水50t/h50*7.4=37050*7.65=382.5折算系数变化53.5MPa蒸汽-10t/h-10*88=-880-10*88=-88061.0MPa蒸汽-40t/h-40*76=-3040-40*76=-304070.5MPa蒸汽4t/h4*66=2644*66=2648电1500kW1500*0.3=4501500*0.26=
18、390折算系数变化9焦炭10t/h5000*1=50005000*0.95=4750折算系数变化10热进料400t/h40*(200-90)*0.55=2420400*(200-90)*0.55=242011热出料120t/h-12*(140-80)*0.55*0.95=-376-12*(140-80)*0.55*0.95=-376柴油为热出料12热联合-催化油浆-20*(330-300)*0.7*0.95=-399-20*(330-300)*0.7*0.95=-39913热联合-顶循-20*(130-100)*0.6*0.95=-342-20*(130-100)*0.6*0.95*0.5=-
19、171温度低，按低温余热输出14低温余热输出-20*(90-25)*1*0.6=-780-20*(90-60)*1*0.5=-300只计算60以上热量，且折算系数变化合计装置合计消耗(括号内为能耗)3007.8kg标油/h(7.52kg标油/t进料)3361.2kg /h(8.40k g标油/t进料)主要由焦炭和低温余热的变化引起2.2能耗评价2.2.1 能耗评价指标 工艺装置：（1）单位进料或产品的综合能耗；（2）单位能量因数能耗（对联合装置）;（3）基准能耗。 全厂：（1）加工每吨原油的综合能耗；（2）单位能量因数能耗；（3）能源密度指数。2.2.2 单位能量因数能耗及能源密度指数2.2.
20、2.1 单位能量因数能耗的意义设一个炼油厂共有n套工艺装置，同一时期的加工量分别为A1，A2An;实际能耗(对各自装置的进料或产品)分别为E1,E2En, 评价体系中确定的每套装置应可达到的先进标准能耗(国内称为能耗定额，下称标准能耗)分别为C1,C2Cn,其中只有编号为1的装置为常减压蒸馏装置，相应的加工量就是该炼油厂的原油加工量。则此炼油厂工艺装置作为一个整体来讲，单位能量因数能耗U的定义为： U= (1)式(1)中分母称为能量因数， 可以看出的是：其中的是该炼油厂应达到的能源消耗总量，A1.C1是常减压装置应达到的标准能源消耗量，二者的比值即能量因数，直接意义则是炼油厂应达到的标准能源消
21、耗总量折算成具有标准能耗的常减压装置的套数。由于在一定的评价体系中，标准能耗C1,C2Cn是不变的，因此，能量因数就是标准能耗常减压装置的套数。显然，高能耗的装置琥多或加工流程越长，折成的常减压装置套数越多，所以是炼油厂加工复杂程度的体现。式(1)中的分子项是该炼油厂的单位综合能耗，即加工每吨原油的综合能源消耗量，除以能量因数后，就是单位能量因数能耗，意义就是标准能耗常减压装置的实际能耗。在上述定义中，为讨论方便起见，设常减压蒸馏仅有1套，且没有考虑公用工程部分。实际上，储运、蒸汽动力系统、给排水等公用工程系统很容易按工艺装置同样的方法进行处理。2.2.2.2 单位能量因数能耗与能源密度指数的
22、关系将式(1)分子分母的A1约去，并整理成下式：U=C1 (2)令EII=，则式(2)变成下式： U=C1.EII (3)EII为炼油厂实际能耗消耗总量与应达到的标准能耗消耗总量的比值，这就是国外一些公司所采用的能源密度指数。此概念意义很容易直接理解，若该比值为1，说明炼油厂总体上已达到了先进能耗指标；若比值大于1，如为1.2，实际能耗比先进能耗指标高20%。如果一个评价体系中，规定的各装置标准能耗不是很先进，则EII将会小于1，这时统计分析的炼油厂中EII最小者则是最先进者，并且可能如EII低至0.8时，才达到了较先进的能耗指标。从式(3)看出，单位能量因数能耗是在能源密度指数的基础上乘以常
23、减压装置的标准能耗C1，因C1一般是不变的，所以比较U的高低实际是在比较EII的大小。如果U等于C1，说明炼油厂总体上达到了先进能耗指标；如果U大于C1，它们的差值就是每套标准常减压装置的节能潜力。2.2.2.3 单位能量因数能耗的特性与使用综合上述单位能量因数能耗的意义与分析，可以得出它的如下特性：(1) 单位能量因数能耗与常减压装置标准能耗的比值即能源密度指数，故它实际上表示炼油厂所有工艺装置的实际能耗总量与应该达到的先进能耗总量相比的平均节能潜力，是一个高度综合性的指标，用于整体上评价不同炼油厂的能耗是科学合理的。(2) 使用国内外不同的评价体系时，所规定的能耗计算方法不同，各工艺装置的
24、标准能耗不同，单位能量因数能耗结果不一样，差别可能较大。所以对比时，必须使用同一个评价体系。(3) 从式(2)中看出，单位能量因数能耗与原油加工量无关，完全适合于二次加工装置有外购原料的炼油厂能耗评价。(4) 对于越来越多的联合装置，由于其中的各装置实物消耗量难于分开，故难于评价单个装置能耗，可使用单位能量因数能耗进行整体评价。(5) 单位能量因数能耗中，已经考虑了加工流程的复杂程度，故不再与其有关。单位能量因数能耗评价的缺点是，评价的准确性取决于标准能耗的确定。随着技术的发展，一些工艺装置的先进能耗下降的幅度较大，则必须及时调整标准能耗，以增强可比性。另一方面，尽管对某类工艺装置可能制定许多
25、档次的标准先进能耗，甚至采用考虑主要影响因素后的拟合公式表达标准能耗，以大大增强其可比性，评价结果已经足以从宏观上表明能耗水平的高低，但毕竟制定的标准先进能耗还是有局限性的，所以不可能在细微的程度上分析对比能耗的高低。2.2.3 炼油厂能量消耗计算方法的修订 主要修订内容（1）将现有的计算方法改为计算与评价方法，规定了全厂、炼油装置和辅助系统的评价指标。 （2）对所有工艺装置能耗定额修订，补充了新型炼油工艺装置的能耗定额;对辅助系统的能耗定额作了部分修订。 （3）修改完善了统一能量换算系数，如燃料气、电、催化焦炭、低温余热等。 （4）修订了能耗计算中的有关规定，如能耗计算范围。 修订后最主要的
26、影响：工艺装置能耗定额：修订后的工艺装置能耗大幅下降，划分档次更加合理，这将使单位能量因数能耗指标的评价合理性大大增加，有助于挖掘节能潜力。统一能量换算系数：主要修改了燃料气、电、催化焦炭、低温余热的统一换算系数，这将对使用这几种能耗工质为主要消耗的装置能耗带来较大或很大的影响。表7 修订前后统一能量换算系数的变化序号类 别数量与单位能源折算值对比kg(标油)改变情况修订前修订后1电1 kWh0.30.26减少13.3%2新鲜水1 t0.180.17减少5.5%3循环水1 t0.100.10不变4软化水1 t0.250.25不变5除盐水1 t2.32.30不变6除氧水1 t9.29.20不变7
27、凝汽式蒸汽轮机凝结水1 t3.43.65增大3.4%8加热设备凝结水1 t7.47.65增大3.4%9燃料油1 t10001000不变10燃料气1 t1000950减少5%11催化烧焦1 t1000950减少5%12工业焦炭1 t800800不变1310.0MPa级蒸汽1 t无92新增项目143.5MPa级蒸汽1 t8888不变151.0MPa级蒸汽1 t7676不变160.3MPa级蒸汽1 t6666不变170.3MPa级蒸汽1 t无55新增项目18低温余热无有新增项目19直接交换的热量无有新增项目表8 修订前后部分炼油装置能耗定额的变化序号装置名称1995年能耗定额2003年能耗定额200
28、3年能量系数计算基准备注（指新修订的内容）1常减压蒸馏18111对处理量不包括电脱盐。该定额为燃料型，润滑油型能耗定额另增加0.5。含轻烃回收时，能耗定额再增加12常压蒸馏159.50.86对处理量3电脱盐无0.2 0.018对处理量4催化裂化没有或不开吸收稳定，能耗定额减少3.5; 有汽油回炼时，能耗定额另增加3FCC70484.36对处理量掺常压渣油20%以下或掺减压渣油10%以下RFCC85555对处理量 ARGG无756.82对处理量 DCC无807.27对处理量若干气加LPG收率在36%以上，能耗定额另增加5。 5延迟焦化35252.27对处理量没有或不开吸收稳定，能耗定额减少5。6
29、催化重整 预处理和重整单元95807.27对重整进料该定额为固定床，组合床为85，连续重整为100。流程仅到重整汽油脱戊烷塔脱重组分塔222对抽提进料溶剂抽提与回收45(对重整进料)403.64对抽提进料也适应于FCC回炼油的芳烃抽提芳烃分离25(对重整进料)201.82对抽提进料适应于苯塔和甲苯塔，若为苯塔、甲苯塔和二甲苯塔，定额为257制氢 原料同时有气体和轻油时，能耗定额取二者的加权平均气体20001300118.18对氢产量不包括原料消耗轻油25001500136.36对氢产量不包括原料消耗8加氢裂化65（1.3-X）34对处理量X为尾油收率，不包括循环氢脱硫、气体和液化气脱硫及溶剂再
30、生3 节能原理与方法通过了解节能原理可以科学地找出节能潜力的大小、部位，指出潜力的限度及制定节能措施的指导原则，规划节能的长短期目标。如果不掌握节能原理，就可能提出不恰当的节能指标，制定出不合理的节能决策，批准不合理的节能方案。3.1 第一定律分析法传统节能原理是以热力学第一定律为依据。热力学第一定律即能量守恒定律：能量是物质运动的量度，当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时，数量不变。该分析法得到了广泛应用，它主要是用热效率的高低来估计节能潜力，热效率越高说明节能潜力越小。能量平衡工作正是基于这一定律，把能量的来龙去脉搞清楚，确定多少能量被利用，多少能量损失掉。优点：简单直观，
31、容易理解和掌握，运用得当对节能工作能起到重要作用。缺点：由于它所依据的仅是能量数量上的守恒性，在挖掘节能潜力时有较大的局限性和不合理性。 3.2 第二定律分析法20世纪50年代以后，热力学第二定律的理论开始在节能实践中广泛应用。它的表述方法很多，其中之一是：当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时，其品位只可能降低或来变，绝不可能提高。这样能量在数量的守恒性和质量上的贬值性，就构成了能量的全面本性。现代节能原理是同时依据热力学第一、第二定律，并通过直观实用的方式，来体现能的全面本性，由此建立的节能理论和方法，称为第二定律分析法。这种方法常用的有两大类，熵分析法和火用分析法。由于熵分
32、析法比较抽象，不能评价能量的使用价值，且本身也不是一种能量，现在已被火用分析法取代。火用分析法认为：能量=火用+火无火用是这样一种能，在给定环境的作用下，可以完全连续地转化为任何一种其它形式能量，而火无是一种不可能转化的能量形式。火用主要是针对热提出的，即热量中最大能转化为功的部分。采用火用分析法，能从本质上找出能量损失。3.3 热经济学20世纪60年代以来，在节能领域产生了将火用分析法与经济因素及优化理论有机结合的热经济学，即除了研究体系与自然环境之间的相互作用外，还要研究一个体系内部的经济参量与环境经济参量之间的相互作用。一般来说，第一定律和第二定律分析法，在方案比较中仅能给出一个参考方向
33、，而不能得出具体结论。而热经济学分析法可以直接给出结果，这种方法特别适用于解决大型、复杂的能量系统分析、设计和优化。3.4 用能的本质认识按能量的作功能力，将其分为三大类：高级能量：理论上可以完全转化为功的能量，如机械功、电能、水能等；低级能量：理论上不能全部转化为功的能量，主要是热能；僵态能量：完全不能转化为功的能量。 可逆过程与不可逆过程：可逆过程是热力学中的一种理想过程，在这个过程中，如为机械运动则没有摩擦阻力，如为传热过程则没有温差，如对常减压蒸馏装置，如达到可逆过程，其能耗就可能仅为23的程度。因此可以看出：真正的可逆过程是不存在的，事实上，自然界的任何过程都不是可逆过程。节能工作就
34、是要在现有的经济合理条件下，接近可逆过程。用能的本质：u 大部分能量是过客；u 能量是完成过程中不发生化学变化的“催化剂”；u 能量是完成过程的推动力。3.5 节能方法（1）使用用能量小的先进工艺过程和高效设备；（2）减少过程。由于凡有过程，就有不可逆性，因此应尽可能减少过程，减少不可逆性。如装置之间的热进出料；从整个系统的角度使用能量，抓住优化匹配的机会，减少不可逆性。（3）多次使用能量。如对传热过程，就是要减少传热温差，目前的经济传热平均温差（不包括加热炉）已经达到达2030 ，随着强化传热技术的发展，传热系数提高后，经济传热过程可能进一步减小。炼油过程中，最常见最典型的过程为传热过程，各
35、个装置均有大量的换热器。凡是传热温差很大或较大的地方，也即是用能不合理的地方。 （4）高级高用，低能低用。 例1，烧开水将10000kg水从15 加热到100 ，需能量85万kcal，按数量折为85kg标油。（1）用电加热 ：280kg标油；（2）LPG加热： 94kg标油(加热效率按90%)；（3）用燃料发生高压蒸汽，通过背压机的排汽加热：50.3kg标油。此时，所需的一次能源已大大小于水本身升温所需的热量85kg标油。 同样在工业应用上，只不过是这个例子的扩充而已。图2 背压机排汽加热节能示意图例2 减少过程节能某热水泵房的改前流程为：来自自来水管网的水进入缓冲罐后由泵升压供出至工艺装置换
36、热后至生活区。来自工艺装置的热媒水进入缓冲罐后由泵升压送至工艺装置先换热升温后加热新鲜水降温后返回。由于设置了缓冲罐，并且加之原选 用的泵扬程较高(125m),需要开二台75kW的泵。改造后流程：来自自来水管见的新鲜水不进缓冲罐直接(流量较小，大部分时间)或经1台15kW的管道泵至工艺装置，基本减少了一台75kW的泵电耗。来自工艺装置的热媒水也不进入缓冲罐直接由1台15kW的管道泵升压送至工艺装置。上述改造，投资仅3万元，年节电费用就达30多万元。例3 能量多次使用如有八个物理过程，分别从起始温度加热至终止温度后，即需将热量排掉，每个过程的需热量为10kg标油。 12001400 ; 8001
37、000 ; 400600 ; 200300 ; 150200 ; 110130 ;80100 ; 5070 。如果每一个过程单独进行，至少需要810=80 kg标油。如果将前一个过程完成后的热量回收用于下一个过程，则总需能量仅为10 kg标油，是单独过程用能的八分之一。由此可以看出能量多次使用的本质和系统优化的极大优越性。l 如果真有上述好的条件，一定要抓住机会，充分利用。l 可能有类似上述的良好条件，但是隐蔽的，应让其显露出来，并充分利用。（系统越大越复杂，则越接近优化匹配的条件）l 如果没有这么多的温度与负荷匹配良好的过程，要创造条件，创造过程（尤其是公用工程），使工艺过程之间及与公用工程
38、之间实现良好的匹配。4 能量平衡4.1 企业开展能量平衡的主要目的（1） 摸清企业的用能现状；（2） 分析企业及产品的用能水平；（3） 摸清主要用能设备和工艺装置的效率指标、企业的能源利用率、能量利用率；（4） 查清企业余热资源和回收利用情况；（5） 找出能量损失的原因、潜力，明确节能途径，为节能规划和节能改造提供依据。（6） 能量平衡最好由企业自身来搞，培养出能搞清能量的来龙去脉的队伍，便于开展经常性的节能工作，容易使节能管理工作落到实处。4.2 企业能量平衡的方法均采用测试计算与统计计算相结合的方法。测试计算反映测试状况下的能耗水平，而统计计算反映实际平均水平。企业能量平衡是一项技术性强、
39、涉及面广、工作量很大的一项工作，工作周期较长，除了领导重视、技术力量充足、测试手段完善之外，掌握正确的测试方法非常重要。（1） 测算结合，以测为主对企业进行能量平衡主要靠测试，必须以测为主，不能以计算代替测试。某些设备或数据的可测性是能量平衡现场测试的一大难点。因此在制定能量平衡工作大纲时，必须充分考虑可测量性的问题。对于重点设备、重点参数，要采取各种直接或间接的方法尽可能做到实测；而对于一般情况，测试大困难时，则采用根据日常生产数据或经验数据进行推算。尤其对重点参数，还应采用多种估算方法进行校核性结算，以提高数据的准确性、可靠性。能量平衡测试并不是要对企业的所有设备和装置都完全地进行实测，应
40、该选择主要耗能设备进行实测，其它则只进行统计计算。 （2）先易后难，掌握步骤企业能量平衡工作涉及面宽，设备与装置多样。简单的设备测试的数据比较少，容易掌握。因此开展能平工作时，应先从简单设备和装置开始，掌握原则，“练好兵”。（3）正反结合，抓住重点对设备的能量平衡测试原则上应同时采用效率直接测定法（正平衡法）与效率间接测定法（反平衡法），并确定其中一种方法为主要方法。如对锅炉，规定必须同时使用正反平衡法，且正平衡法为主，反平衡法为校核方法。需要注意的是：两种方法的测试条件与结果的偏差，应根据有关设备及其标准作出明确的规定。在实际能量平衡测试中，对一般用能较少设备，可只进行正平衡测试。（4）分批
41、测试，统一计算对于大型复杂的企业，在同一个时间对所有设备和装置统一测试是不可能的，因此应对所有测试设备分类，按先易后难原则分批测试。但应特别注意的问题是：测试应选在正常生产运行，原料与产品性质、产品方案及操作参数有代表性的条件下进行。而且整个企业的测试阶段不宜拖得太长，以避免测试数据与统计数据严重脱节的现象。全企业能量平衡测试完成后，再进行数据整理，统一计算，以避免先后计算口径的不一致。4.3 能量平衡工作步骤一般分为以下6个步骤。（2） 组织准备工作开展培训教育工作，建立企业能量平衡工作领导小组（全面组织、协调，合理安排生产，推进实施能量平衡结果后的成果实施）、工作小组（实施机构）和有关专业
42、测试小组，明确职责。收集主要耗能设备的设计与运行技术参数、以及测试统计期（截止到能平结束，向前追溯一个整年度）的主要产品品种及数量、能源消耗量。做好计量准备工作，配备、完善（校核）测试仪器，以及现场采样点、测试点的准备。（3） 制定能量平衡测试方案确定加工的原料与产品、处理量，需要遵守的标准和原则，哪些设备与装置是需要测试的，测试时间与进度（石化企业一般能量平衡测试要求在二个月内完成），测试体系的划分， 有关基准（基准温度）、数据单位（包括绝压、表压）的统一、能量平衡采用的计算公式的确定。人为地单独划分出来作为研究分析的对象称为体系，体系具有一定的空间和边界。企业能量平衡中的体系可以划分为设备能量平衡体系、主要生产车间（工艺装置）能量平衡体系、企业能量平衡体系。也可以根据能源品种划分为蒸汽平衡体系、电
