摘""""" 要： 為了保障煉油廠加氫煉化裝置的有效運行，、解決資源浪費現象，要基于現有的換熱網絡，利用夾點技術完成分析。通過數據換算以及模擬，可以了解夾點技術加氫電化裝置換熱網節(jié)能效果較佳，將夾點溫差設置為20 ℃，可以計算出該裝置的換熱網絡夾點溫度為125 ℃。最小的工程計算量以“kW”為單位，為10 449 kW。，最小冷公用工程量以“kW”為單位，為49 193 kW。由此可見，換熱網絡不合理情況執(zhí)行的對應節(jié)能改造方案，可節(jié)能約57.89%的熱公用工程，以及27.76%的冷公用工程，有極佳的經濟效益。

關" 鍵" 詞：夾點技術；加油加氫裝置；換熱網絡；節(jié)能研究

中圖分類號：TQ051.5 TQ××"""" 文獻標識碼： A"""" 文章編號： 1004-0935（20202024）0×3-00000481-0×4

前隨著科學技術的發(fā)展以及工業(yè)領域的成長，要求執(zhí)行“節(jié)能”、“可持續(xù)循環(huán)”戰(zhàn)略措施。加夾點技術的出現，是由傳統的節(jié)能概念發(fā)展為來的一項系統、科學、成熟的一項設計技術，由英國提出，對石化煉油企業(yè)有較高的節(jié)能效益。我國近年來在上海、北京、廣州、深圳等一線城市推廣運行了夾點技術，其夾點技術能夠對煉油廠的加氫裂化裝置換熱網絡產生獨特的節(jié)能優(yōu)勢。

與傳統的節(jié)能方法相比，這種新型的節(jié)能方式效果更具參考性?？山Y合各城市的實際情況，設置針對性的行動方案。加氫液化的過程是一個強放熱以及高壓的反應，最終的產品需要降熱至常溫，換熱裝置將影響到整個加氫液化過程的能耗以及對應的經濟指標。通過加點夾點技術，可以突破目前存在的技術瓶頸，實現綜合優(yōu)化，提出對應的改進策略。應用新型的換熱網絡，設計加夾點技術較為完善。我國雖然作出做出較多研究，但由于對應的束縛條件至今尚未有成熟有效的理論方法。要結合夾點技術，對加氫裂化裝置特征進行分析，在此基礎上提出行之有效的節(jié)能改進方案。

1" 加氫裂化裝置基礎數據

加氫裂化裝置的基礎數據，要了解某加氫裂化裝置原料包含直餾減壓柴油以及輕柴油、重柴油。其中，直餾減壓柴油為VOG、新柴油為LOG、重柴油為HOG。三者混合油為原料，要保障生產能力達179.4萬t·/a-1，具體數據以及操作參考提取數據見表1、表2。

2" 數據分析

化工工藝過程中存在多股冷、熱物流，冷、熱物流間的換熱量與公用工程耗量的關系可用溫- 焓（（ T -- H）） 圖表示。溫-焓圖以溫度T為縱軸，以熱焓H為橫軸。熱物流線的走向是從高溫向低溫，冷物流線的走向是從低溫到高溫。物流的熱量用橫坐標兩點之間的距離（即焓差ΔH）表示，因此物流線左右平移，并不影響其物流的溫位和熱量[1]。多股冷、熱物流在T - H 圖上可分別合并為冷、熱物流復合曲線，，兩曲線在H 軸上投影的重疊即為冷、熱物流間的換熱量，，不重疊的即為冷熱公用工程耗量[2]。

換熱網絡最小溫差比，如若最小溫差為8 ℃，夾點的溫差為8 ℃。經過二者之間的綜合計算，就可以了解到夾點出現在平均溫度295 ℃， 熱物流263 ℃、冷物流250 ℃。對目前的換熱網絡夾點分析，最小的加熱公用量保持在21 147 kW·/h-1，而最小冷卻公用工程量為58 957 kW·h-1kW/H[3]。換算在實際換熱網絡中，加熱公用工程量為52 470 kW·h-1kW/h，冷卻公用工程量為90 280 kW·h-1kW/h。這表明二者之間的節(jié)能潛力為31 323 kW·h-1kW/h，實際加熱公用工程量的59.7%[4]。根據夾點分析對應的原則，既表明夾點上下以及夾點現行換熱網絡與公用工程加熱器關聯。例如，根據換熱器中的原料，將原料設為“C1”，將其由190 ℃升至393 ℃。其中190℃～255 ℃為跨越夾點換熱，該換熱量保持在6 371.9 kW·h-1kW/H。根據換熱器中的一系列循環(huán)氫，可以將其由190 ℃轉換為298 ℃。跨越夾點換熱也有可能會出現一定的不合理換熱量，不合理換熱量為479.4 kW·h-1kW/H。換熱器“3”中的加氫生成油單位為“H1”，將其由301 ℃降至249 ℃，要保障二者之間有明顯的跨越夾點換熱。合理對換熱器中的加氫生成油設置單位為“H3”將，其由298 ℃降至253 ℃。由此通過數據值換算，可以了解到不同換熱器中的分流塔尾油有差異。根據不同加熱爐中的循環(huán)以及不同加熱爐中的循環(huán)氫，二者之間的溫度差異有顯著變化[5]。

3" 現行裝置用能不合理之處

現行裝置應用不合理之處，結合換熱網絡最小公用工程目標，遵循以下三項設計原則：

1.誤勿通過夾點傳熱傳遞熱量原則。

2.加點上方不設冷公用工程原則。

3.加點下方不設熱公用工程結合換熱網絡最小公用工程目標，遵循以下"" 3項設計原則：勿通過夾點傳熱傳遞熱量原則、夾點上方不設冷公用工程原則、夾點下方不設熱公用工程原則。

若未遵循這三3項設計原則，必然會出現用能不合理以及遠離能量既定指標的現象。對于已有的換熱網絡，以圖1、圖2的形式顯示。通過圖1、圖2，可以清晰的了解到物流“3”、“5”、“10”在對應的夾點處都使用了冷卻器，但夾點以上違背了不設置任何冷公用工程原則[6]。圖中的換熱器1、3、11以及15也存在跨越夾點傳熱現象。對于13的物流18，溫度從～80℃加熱至150℃。而11將物流19，從97℃加熱至105℃。通過一系列的加熱流程以及數據值變化，可以了解到該系統的換熱網絡存在用能不合理的現象，急需對換熱網絡進行優(yōu)化設計。

由圖1、圖2可以看出，物流“3”“5”“10”在對應的夾點處都使用了冷卻器，但夾點以上違背了不設置任何冷公用工程原則[6]。圖中的換熱器1、3、11以及15也存在跨越夾點傳熱現象。對于13的物流“18”，溫度從80 ℃加熱至150 ℃。而11將物流“19”，從97 ℃加熱至105 ℃。通過一系列的加熱流程以及數據值變化，可以了解到該系統的換熱網絡存在用能不合理的現象，亟須對換熱網絡進行優(yōu)化設計。

4" 現行裝置的換熱網絡改造分析

4.1" 現行裝置的換熱網絡改造

在根據現行的換熱裝置的換熱網絡改造需求，要充分利用已有的換熱器對裝置進行換熱網絡改造。盡量解決傳統跨越夾點換熱以及冷卻器錯誤擺放的問題，滿足實際需求。因此，在改造流程中，要通過物流“11”11以及物流“3”3完成換熱，達到換熱標準。將傳統溫度由122 ℃加熱到123 ℃，能夠抵消傳統出現的能量失衡問題，其能量失衡抵銷量為" 12 326 kW[7]。此外，物流“15”15以及物流“3”3通過換熱，將其溫度由240 ℃加至254 ℃，能夠消除2 846 kW的能量失衡。而物流“5”5以及物流“14”14，通過E8進行換熱，其目標冷卻為151 ℃，能夠消除4 647 kW能量失衡。物流“10”10與物流“19”19通過E15完成換熱，冷卻溫度為115 ℃，能夠消除""" 1 039 kW能量失衡。通過以上分析，可以清晰的地了解到18 819 kW能量失衡[8]。能夠消除清除傳統在加熱過程中出現的能量浪費現象，保障高壓控制器以及冷卻器的有效使用，詳見如圖3所示。

4.2" 節(jié)能方案的模擬計算、經濟評價

節(jié)能方案的模擬計算以及經濟評估，要考慮節(jié)能方案的模擬指標以及經濟評估指標。例如，計算熱負荷最初可以使用熱熔容率進行表達，研究方案將被假定為熱熔容流率平均值。因此，最終的評定結果不受溫度影響，但熱熔容留流率在實際使用中會隨溫度變化而變化[9]。在一定的溫度范圍內，取幾個常規(guī)數據點，不僅會使計算結果不精準，同時也難以對方案中的換熱網絡數據進行嚴格計算，并檢查新換熱網絡是否能夠達到生產要求。要考慮節(jié)能方案的最終模擬結果，保障節(jié)能方案精準的地實現溫度控制。對新換熱加熱器完成設計分析，經過模擬研究可以得知新型方案的熱公用工程為15 031 kW，冷公用工程達53 783 kW。相較于傳統的節(jié)能裝置，這種新型節(jié)能裝置的潛力為20 670 kW，占熱公用工程的57.89%，冷公用工程的27.602%，節(jié)能效益"""" 極高[10]。

在經濟方案分析中，其燃料器價格為1550元kW，燃料器的燃燒熱曲為44134 kJ·Nm-3。對應的低增壓器160元·t-1，而循環(huán)水的價格為0.33元·t-1。所有設備的運行時間進行計算，設備運行時間為8000a。在提取對應的物流數據中，通過問題表象法，能夠了解能量目標[11]。隨后，結合網格圖實現換熱網絡結構的換算，找出系統中不合理之處，進行改進應用。應用夾點技術，對已有的換熱網絡進行分析，保障節(jié)能方案的設計精準性。設計的不同換熱器，以6臺為例，綜合節(jié)能指標熱公用工程為57.89%，冷公用工程為27.76%，節(jié)能效果極為顯著。考慮節(jié)能方案的經濟評價指標，在投資回收期可達為1.20a年。

4.3" 熱量回收較大的換熱網絡方案

對熱量回收較大的換熱網絡方案進行分析，為了保證達到換熱效果，減少跨越夾點換熱，并縮小冷熱物流的換熱溫差。，要求實現公用工程量以及換熱面積之間的權衡，對于熱量回收的最大方案，可以將加氫裂化生成分支為“H1”、“H2”，以減少跨越夾點出現的換熱率損失。保障最大換熱器2、6、7以及換熱器熱負荷符合要求，要考慮夾點之上的熱負荷量以及生成油溫度。溫度由393 ℃降至203 ℃，可以去掉傳統加熱爐的干擾溫度[12]。同時，生成油的溫度由·393 ℃降到182 ℃，換熱器熱負荷量減少至8 450 kW·/h-1，完全回收空氣冷卻器熱負荷，并節(jié)約加熱爐公用工程量，公用工程量的節(jié)約量為4 808 kW·h-1KW/H。由此，可以表明這種新型的加熱公用工程量與節(jié)約供應工程量之間的對比較優(yōu)。

4" 5" 結 論（結束語）

綜上所述，通過某工廠換熱裝置網絡結構分析，結合夾點分析技術，能夠激發(fā)該裝置的節(jié)能潛力，使其達31 323 kW·h-1kW/h，可占現有加熱公用工程量的59.7%。結合數據分析，能夠清晰的地了解到夾點換熱原則以及換熱網絡結構，提出對應的改造方案。應用該技術能夠縮短工期，同時還可以節(jié)省操作費用，其操作費用平均節(jié)省為2 707.8萬元。在條件允許的情況下，整個投資回收期不超8月，應優(yōu)先予以考慮。

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Research on Energy Saving of Heat Exchange Network of Gasoline Hydrogenation Unit Based on Pinch Technology

HUI Chunyang， ZHANG Chen， LI Qiaoling， CHE Xiaoman

（China Kunlun Contracting amp; Engineering Corporation Shenyang Company ， Shenyang Liaoning Shenyang 110167，， China）

Abstract："" In order to ensure the effective operation of the refinery hydrorefining unit and solve the waste of resources， it is necessary to complete the analysis based on the existing heat exchange network by using pinch technology. Through data conversion and simulation， it can be understood that the energy saving effect of the heat exchange network of the pinch technology hydroelectrochemical device is better. If the pinch point temperature difference is set to 20 ℃， the pinch point temperature of the heat exchange network of the device can be calculated as 125 ℃. The minimum engineering calculation amount is 10， 449 kW， measured in kW. The minimum cold public engineering quantity is 49 193 kW in unit of \"kW\". It can be seen that the corresponding energy-saving transformation scheme implemented under the unreasonable condition of heat exchange network can save about 57.89% of the hot public works and 27.76% of the cold public works， which has excellent economic benefits.

Key words：" Pinch technology; Refueling and Hydrogenating unit; Heat exchange network; Energy conservation research