陳東偉 祁海祥 趙顯達

摘要：就當前來講，熱力系統(tǒng)方面對于污染問題依舊沿用的是“治理為主”的方式。此種方式屬于事后控制，是在污染產生后的一種補救措施，防治效率是比較低的。在工業(yè)污染問題日漸突出的現在，此種治污模式很顯然已經不適應時代的要求。出于環(huán)保和高效的考慮，有必要對當下的熱能動力聯產系統(tǒng)進行合理優(yōu)化。本文在對多聯產系統(tǒng)和熱能動力系統(tǒng)設計進行詳細分析的基礎上，探討了熱能動力聯產系統(tǒng)的優(yōu)化。

關鍵詞：熱能動力系統(tǒng)；多聯產系統(tǒng)；優(yōu)化

中圖分類號：TK11 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—159—02

前言

在科技持續(xù)進步的同時，工業(yè)生產也得到了大發(fā)展。以往生產中的熱系統(tǒng)往往是獨立的循環(huán)系統(tǒng)，對于此種系統(tǒng)來講，組分配比是需要格外重視的問題。此種模式的弊端在于能耗高、污染嚴重，與當今的環(huán)保節(jié)能理念相違背。因此，為了促進工業(yè)的健康發(fā)展，有必要開發(fā)新的聯產系統(tǒng)，以實現產品聯合與能源互補。多聯產系統(tǒng)可結合生產流程與動力系統(tǒng)，在實際應用中，該系統(tǒng)能夠在完成生產的同時進行供電發(fā)熱，對于提高能源利用率具有重要意義。

1多聯產系統(tǒng)分析

1.1集成理論

通過“階梯法”實現綜合能與化學能的有效利用，并對CO₂一體化進行控制，就是該系統(tǒng)的原理，也是其理論支撐。（1）物理、化學能的利用。以往應用的熱力循環(huán)系統(tǒng)以卡諾定理為基礎，側重于燃料品味向熱能品味的轉化，忽視了化學能的合理利用。對于這種情況，相關專家和資深學者在慎重分析、仔細研究后，提出了一種新的集成機理，即化學能可控轉換聯產，明確了組成轉化與動力能量轉化之間存在相互作用、二者能夠實現相互整合、階梯能量共用是可行的。（2）CO₂控制一體化。以往采用的熱力系統(tǒng)基本上都是以治理為主，也就是在污染發(fā)生后再采取行動。此種處理方式會造成不必要的能量浪費，且除污效果也經常達不到預期，存在很大的弊端。為了彌補這個缺陷，現實中可考慮以能量轉化的方式降低能耗。對CO₂進行一體化控制，能夠通過將CO₂能耗分離與能量利用的有效結合，起到兩方面的積極作用：①使能量被更充分的利用。②減少CO₂排量，保護生態(tài)環(huán)境。此種分離理念與傳統(tǒng)思想存在很大差異，不僅促進了聯產系統(tǒng)的創(chuàng)新，還使得CO₂排量過多問題得到了緩解。但其最大優(yōu)點還是在于能夠從CO₂中分離出清潔燃料，有助于資源的充分利用。

1.2系統(tǒng)類型

該系統(tǒng)囊括的過程有很多個，但不同進程的實現方式是存在差別的。也正是因為如此，該系統(tǒng)的類型與分類方式均比較多。當前，對其的分類中，比較常用的分類依據為流程結構以及系統(tǒng)特征。以此為據，可將該系統(tǒng)分為下述幾個種類：（1）并聯系統(tǒng)。并聯系統(tǒng)實際上包括簡單并聯與綜合并聯兩種。其中，前者能夠借助并聯結合動力系統(tǒng)與化工流程，較為獨立，對原有結構的保留程度較高，故經常用于循環(huán)流程，通常以合成氣為原料，在能源節(jié)約方面具有顯著優(yōu)勢；后者是在前者的基礎上改進和發(fā)展而來的，能量系統(tǒng)實現了優(yōu)化，生產耗能可由對口熱能供給，但熱能需求的滿足需要進行廢氣回收，故此種系統(tǒng)具有較好的節(jié)能效果，可顯著降低能耗。（2）串聯系統(tǒng)。與并聯系統(tǒng)一樣，此種系統(tǒng)也同樣分為簡單串聯與綜合串聯兩種。前者能夠借助串聯結合生產系統(tǒng)與動力系統(tǒng)，二者的組合方式為上、下串聯，無需合成氣，可有效防止耗能過高的情況出現，具有不錯的節(jié)能效果；后者由前者優(yōu)化而來，可將組分轉化與能量轉化有效結合起來，有助于降低合成氣的不必要消耗、提高能量轉化的效率，在節(jié)能方面表現十分出色。（3）串并聯聯合系統(tǒng)。此種系統(tǒng)是上述兩種系統(tǒng)的結合形式，屬于新型系統(tǒng)。該系統(tǒng)可將上述兩種系統(tǒng)各自的優(yōu)勢綜合起來，因而也就具有更明顯的優(yōu)越性。其優(yōu)勢體現在：①能源轉化效率高。②化工與動力系統(tǒng)的結合更充分和緊密。③負荷承擔能力更強。此種系統(tǒng)集合了上述兩種系統(tǒng)的所有優(yōu)勢，在應用中無論是節(jié)能表現，還是效率表現，都會更杰出。此種系統(tǒng)的不足在于靈活度不太高、不太穩(wěn)定，但整體來講，這些不足產生的影響并不算太大。2熱能動力系統(tǒng)的優(yōu)化

熱能動力系統(tǒng)是煉油廠的必要設備，應用在生產中能夠起到供給所需動力的作用。由于該系統(tǒng)的熱量源于蒸汽，在原油冶煉中，此種系統(tǒng)經常被叫做“蒸汽系統(tǒng)”。借助熱能系統(tǒng)，可對能量進行有效轉換和高效傳輸。得益于此項優(yōu)勢，該系統(tǒng)在石化工業(yè)領域有著較高的應用價值，也為相關產業(yè)的迅速發(fā)展做出過巨大貢獻。但在新時期的發(fā)展中，此種系統(tǒng)已經開始顯現出一些不足，對其的完善和改進很有必要。

2.1制約因素

我國石油總儲量大，再加上對其的開發(fā)一直備受重視，煉油廠數量比較多。但在以往的發(fā)展中，由于技術因素和經濟因素的影響，這些企業(yè)使用的蒸汽機大多能耗比較高。在國家和政府大力倡導節(jié)能環(huán)保的當前，蒸汽系統(tǒng)亟待改革。該系統(tǒng)的改革關乎企業(yè)利益，需要以現代化技術為支撐，以低耗、高效為目標。但現實中，該系統(tǒng)的優(yōu)化依舊受制于一些因素，其中包括：①現有系統(tǒng)的特點是用戶分散、壓力使用等級各不相同、燃料來源渠道廣，因此，影響系統(tǒng)運轉的因素比較多。在這樣的情況下，生產流程本就較為復雜，再加上動力系統(tǒng)，復雜性非常高。②企業(yè)管理工作沒有做到位。管理者通常以經驗為工作指導，忽視了技術的更新和變化，導致調度精度長期處于較低水平，生產節(jié)能很難實現。③部分設備已經較為陳舊，老化問題也非常嚴重，不僅生產效率無法滿足現實需求，還限制了規(guī)模擴展。因此，設備更新是個亟待落實的問題。

2.2優(yōu)化建議

2.2.1管網以及熱源廠方面

對于煉油廠來講，熱電廠的功能在于轉化能量。一般而言，企業(yè)的熱源廠往往不止一個，熱用戶也比較多，管道在二者之間起著重要的連接作用。因此，要想將能耗降至最低，就必須重視優(yōu)化管網以及熱源廠的布局效率。另外，這樣做也是減少投資的要求。

具體的優(yōu)化措施為：①對于熱源廠的優(yōu)化，需要以其分布規(guī)律為依據，結合容量情況進行科學配置。②對于管網的優(yōu)化，需要對其供氣量進行調節(jié)，以保障供應與需求能夠維持在平衡狀態(tài)。③對于運行工程的優(yōu)化，需要以生產情況分析為依據，采取相應的優(yōu)化措施，以達到降低能耗的目的。

2.2.2積極引入熱能動力聯產技術

盡管目前多數煉油廠已經在能源節(jié)約方面采取了一些措施，但實際效果尚未達到預期。造成此種情況的原因主要在于改進措施針對的只是某個設備，卻沒有重視流程的聯合改造。設備改造起到的效果比較有限，無法滿足流程優(yōu)化的要求。熱能動力聯產可以實現更充分的資源利用，其逐級利用的能力將使得整個系統(tǒng)都得到優(yōu)化，不僅在能源節(jié)約方面可以起到非常積極的作用，對企業(yè)效益的提升也非常有利。當前，此種技術在現實中的應用，主要體現在蒸汽動力聯產以及燃氣輪機聯產方面，前者在應用中可以在不燒煤的情況下進行生產，后者在節(jié)能方面的表現也非常突出。此類工業(yè)爐可以發(fā)揮出助燃作用，除了有利排氣之外，還可以助燃，使得加熱效率更高。

2.2.3加大新技術的開發(fā)力度

對于煉油廠來講，熱能動力聯產系統(tǒng)無論是在改造之前還是優(yōu)化之后，都有較高的復雜性，其中以優(yōu)化之后為甚。這是因為在經過優(yōu)化之后，系統(tǒng)受環(huán)境影響的可能性更高，僅靠人力控制是很難取得預期效果的。因此，為了提高管理的有效性，現實中就要重視加大對新技術的研究和開發(fā)力度，將計算機系統(tǒng)作為管理輔助，以實現高效的協(xié)調管理。

3結語

綜上所述，對熱能動力聯產進行系統(tǒng)優(yōu)化具有較高的必要性，此項舉措不僅關系到企業(yè)的效益，還影響著社會和環(huán)境。所以，企業(yè)在追求經濟利益之外，還要積極承擔起社會責任，加大投入，對系統(tǒng)進行有效的優(yōu)化，為節(jié)能環(huán)保盡一份力。