ICS27.010 F01 中华人民共和国国家标准 GB/T31343—2014 炼油生产过程能量系统优化实施指南 Guidelinesforenergysystemoptimizationofrefiningprocess 2014-12-31发布 2015-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由全国能量系统标准化技术委员会(SAC/TC459)提出并归口。 本标准起草单位:中国石油天然气股份有限公司规划总院、中国标准化研究院、中国海洋石油总公 司、中国化工集团公司、中国石油和化学工业联合会、华南理工大学。 本标准主要起草人:王广河、刘猛、王如强、龚燕、李宇龙、黄明富、杨树林、杨勇、李晋敏、李永亮、 段伟、李国庆、余绩庆。 ⅠGB/T31343—2014 炼油生产过程能量系统优化实施指南 1 范围 本标准规定了炼油生产过程能量系统优化的基本原则、技术路线和实施步骤。 本标准适用于炼油生产过程的能量系统优化。新建和改扩建炼油项目设计阶段的能量系统优化可 参照本标准执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB30251 炼油单位产品能源消耗限额 GB/T30716 能量系统绩效评价通则 GB/T50441 石油化工设计能耗计算标准 SY/T6473 石油企业节能技措项目经济效益评价方法 3 术语和定义 GB/T30716界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 炼油生产过程 refiningprocess 从原油储运、炼制到产品调和以及与之配套的公用工程和辅助系统的整个加工过程。 3.2 炼油生产过程能量系统优化 energysystemsoptimizationofrefiningprocess 通过用能现状评价和过程模拟,并对炼油生产过程能源利用状况进行系统分析,结合先进工艺和节 能技术的应用,在满足生产需求的条件下,提出能量系统优化方案并实施,实现炼油生产过程整体能源 利用效率和经济效益的提高。 4 基本原则 炼油生产过程能量系统优化应遵循以下基本原则: a) 在满足生产需求的情况下,统筹考虑经济效益和节能效果,力求以较小的能源投入实现较大的 经济效益; b) 在能量系统优化全过程中,尤其是优化方案制定和实施环节,应充分考虑产品质量、安全生 产、环境保护和职业卫生要求; c) 以全局最优为目标,局部优化服从全局优化; d) 应与发展规划紧密结合; e) 应充分考虑与周边企业、社区的物料和能量联合优化。 1GB/T31343—2014 5 技术路线 炼油生产过程能量系统优化宜按照如图1所示技术路线开展。首先进行工艺流程的优化,包括流 程结构与炼油厂加工方案优化等,再对装置内部的工艺操作参数和主要耗能设备能效进行优化,然后开 展装置内部换热网络优化并协同进行装置间热联合,在此基础上综合优化利用低温热,最后根据用能需 求对公用工程系统配置方式和操作运行进行优化。在各优化阶段,应考虑与周边区域的物料和能量联 合优化。 图1 炼油生产过程能量系统优化技术路线 6 实施步骤 炼油生产过程能量系统优化工作宜包括以下主要步骤: a) 现状调研与数据收集; b)用能现状评价; c)过程模拟; d)用能分析及节能增效机会识别; e)优化方案制定; f)优化方案实施。 7 现状调研与数据收集 7.1 现状调研和数据收集应能满足过程模拟、用能分析、节能增效机会识别和优化方案制定的需求,包 含但不限于以下内容: a) 炼油厂、生产装置及公用工程系统设计能力、实际加工负荷,炼油厂加工流程与平面布置、生产 方案、原料类别和数量、主要产品种类和数量等; b)生产运行数据,包括生产装置、公用工程及辅助系统物料平衡、操作参数、产品调和方案等; 2GB/T31343—2014 c)生产控制与约束数据,包括操作参数、原料和产品质量的控制指标,生产装置、公用工程系统加 工负荷上下限等; d)炼油厂、生产装置、公用工程及辅助系统以及主要耗能设备的近年能耗数据,包括单位原料或 产品综合能耗、单位能量因数耗能、能源实物消耗量等; e)分析化验数据,包括原料、中间产品和最终产品以及催化剂的分析化验数据等; f)主要设备数据,包括加热炉、蒸汽锅炉、余热锅炉、反应器、塔器、汽轮机、烟机、压缩机、换热器 和机泵等设备的规格、结构、材料、性能曲线和操作参数上下限等; g)自产和外购能源、原料、中间产品和最终产品以及催化剂、助剂的价格; h)环境温度、大气压力和空气湿度等; i)生产装置、公用工程及辅助系统的生产瓶颈,以及用能主要问题; j)企业发展规划; k)与周边区域物料和能量互供的可能性。 7.2 收集的生产运行数据应具有代表性、时效性和一致性,公用工程系统应至少选取冬季、夏季两个基 准工况。 7.3 应依据物料平衡、能量平衡和相互间关联关系,结合过程模拟技术,对所收集数据进行核实及校 正,必要时对缺乏或存有疑问的重要数据进行实测。 8 用能现状评价 8.1 应从炼油厂全厂角度出发,以主要耗能设备(包括加热炉、锅炉、大型机组等)、生产装置和公用工 程系统为基础单元,开展用能现状评价。 8.2 应对照现行能耗限额或设计标准等,对全厂综合能耗指标、能源实物消耗结构的合理性以及主要 耗能设备、生产装置和公用工程系统的用能水平进行评价,结合能耗占比,明确能量系统优化重点方向。 缺乏相关标准时,应选取与所评价对象的规模、结构、原料和产品方案等相近的炼油厂、生产装置、公用 工程系统等进行对比分析。 9 过程模拟 9.1 对8.2中明确的能量系统优化重点方向涉及的主要生产装置或公用工程系统宜开展过程模拟。 9.2 在用能分析及节能增效机会识别与优化方案制定过程中,根据需要建立设备、装置、公用工程系 统、换热网络或炼油生产过程全流程模型。 9.3 过程模拟应符合以下要求: a) 根据模拟装置或公用工程系统的不同,结合计算机处理能力,合理确定原料(含原油)虚拟组分 数目; b)选取与模拟物系相适应的热力学计算方法; c)模拟流程应体现物料流和能量流主要走向,包含主要生产单元及其之间的联接等; d)不同生产方案下的反应过程模拟,应采用与之对应的典型工况数据对模型进行参数校正; e)塔的模拟应根据塔内部流程模拟方式、物料的相态选择合适的计算收敛方法; f)公用工程系统应选取冬季、夏季两个典型工况分别开展模拟; g)过程模拟模型准确度应满足系统优化的要求,主要的控制参数和质量参数应准确、可靠。 10 用能分析及节能增效机会识别 10.1 利用指标对比、最佳实践对照、专家经验判断等方法,结合过程模拟结果,诊断装置、公用工程系 3GB/T31343—2014 统内部及相互间的用能问题,提出改进方向,找出节能增效机会。 10.2 用能分析及节能增效机会识别宜包含以下内容: a) 加工流程合理性分析及节能增效机会识别; b)装置内部用能合理性分析及节能增效机会识别; c)主要耗能设备效率提升机会识别; d)装置间热联合机会识别; e)低温热利用合理性分析及优化机会识别; f)公用工程及辅助系统用能分析及节能增效机会识别; g)工艺与公用工程系统间优化机会识别; h)与周边企业、社区区域优化机会识别。 11 优化方案制定 11.1 应在用能分析和节能增效机会识别基础上,结合专家经验,通过过程模拟开展定量分析和优化计 算,配套应用成熟、先进的节能技术,综合考虑系统用能规律和合理性,在满足装置可操作性要求下,分 析对相关系统的影响及优化方案间的相互影响,制定优化方案。 11.2 优化方案制定应符合以下技术规定: a) 装置操作参数优化应结合限定条件、最佳案例、专家经验和模拟模型,并考虑变化对相关单元 的影响,通过优化计算找到最优值; b)换热网络优化应采用夹点技术进行系统分析,从技术经济的角度选择合理的传热温差,同时综 合考虑现场位置和操作等因素,制定最佳换热网络改造方案; c)装置间热联合应考虑热联合装置的温位与热量的匹配性、运行的同步性、操作稳定性和距离等 因素,确定最佳热联合方案; d)低温热利用应在全面分析炼油生产过程及周边区域的热源和热阱的基础上,在技术经济可行 条件下确定适宜的低温热利用方案; e)蒸汽动力系统的优化应根据冬夏季生产需求,研究提出锅炉与汽轮机配置方式和蒸汽管网设 置等结构优化方案,并基于蒸汽动力系统模型优化计算得到系统最佳运行方案。 11.3 制定的优化方案应包括现状及存在的主要问题、方案描述、节能效果和经济效益估算、实施建议、 风险分析及对策建议等内容,涉及工程改造的优化方案还应包括改造工程量和工程投资估算。 11.4 优化方案制定过程中应与现场工艺技术人员的反馈意见及现场实际相结合。 11.5 优化方案制定后应组织论证。对于论证通过的投资项目,由具有资质的单位编制相应的可行性 研究报告。 11.6 应按照方案间影响关系和轻重缓急以及检修计划等对优化方案综合优化排序,确定最佳实施 路线。 12 优化方案实施 12.1 优化方案实施前应编制具体实施方案,简单操作优化调整可适当从简。 12.2 应按照实施方案规定的步骤和程序实施优化方案,及时记录相关数据。实施过程不应影响安全 平稳生产,发现异常及时处理。 12.3 优化方案实施后,应持续跟踪方案的节能增效效果,