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促进石化企业信息化节能减排的探讨

发布时间:2011-10-14 14:26:00 来源:比特网 作者:国际石油网
关键字:节能减排 能源 石油 信息化

  石化企业消耗的能源介质主要包括水、电、蒸汽、风、燃料油等,排放主要包括废水、废气、废渣等“三废”(见图1)。在油价高企的情况下,石化企业的生产成本不断增加,而且环境保护与可持续发展受到各界的广泛关注。因此,节能减排已成为企业面临的重要挑战,直接关系到企业的生存和发展。

  石化产业属于高耗能产业,需结合国家节能减排的总目标和石化行业特点,做好节能减排工作。要对照国际先进水平,寻找每家企业的差距;对比能源消耗高低,找准产业结构的差距。

  1 利用信息化促进节能减排的应用概述

  在大型石化企业,节能减排是日常工作的一个重点,而信息技术作为助力节能减排的重要措施和手段,可为节能减排提供信息技术平台,实现能耗、排放数据及时、准确、完整的采集,为优化生产方案,动态跟踪生产运行,监控生产能耗,及时发现和解决问题提供支撑,并将节能减排列入考核指标,使其与企业的发展战略目标相结合。

  在炼化生产企业层面,流程模拟、先进控制、管网优化、生产执行等系统在炼化企业的全面推进,正逐步形成包括计划优化、用能模拟、在线控制、实时监控、统计评价等功能在内的能源管理体系框架,并逐步形成闭环的能源管理模式:①计划优化,实现编制最优的用能计划;②用能模拟,通过模拟测算,得出可执行、可操作的用能方案;③在线控制,通过先进控制,使节能方案得以执行,并进行实时优化;④实时监控,对用能执行情况进行实时监控;⑤统计评价,对用能结果进行统计和评价,提出改进方向。

  流程模拟已在多家炼化生产企业的主要装置上进行了建模和优化,涉及的领域包括:炼油、化工、塑料、化纤、橡胶、化肥等,实现为企业降本增效。例如,某企业焦化装置通过提高蜡油循环量,充分利用高温位热源加热原料渣油,经过逐级换热,原料渣油进入分馏塔的温度可由280℃提升至300℃,进入分馏塔温度升高,循环比下降,降低了加热炉瓦斯消耗,瓦斯单耗下降1.54标准立方米/吨,降低能耗58.2兆焦/吨。通过模拟优化调整后,蜡油回流和柴油回流取热比例有较大变化,分别上升5.43个百分点及下降5.69个百分点。蜡油及中段回流增加后,自产的1.0MPa蒸汽由平均8.8吨/小时上升559.8吨/小时,全年可节约蒸汽8760吨,能耗可降低27.87兆焦/吨。

  先进控制技术的应用是信息化技术在生产装置级的应用,目前大部分炼化企业的主要装置实施了先进控制(如APC)。例如某企业2#焦化先进控制器投用以后,加热炉氧含量指标的标准偏差得到有效降低,控制器可将烟气氧含量控制在工艺指标下限附近,并降低了烟气换热后温度,从而降低了加热炉的能耗,提高了加热炉热效率。控制器投用前后炉效率对比结果为:加热炉热效率增加0.66%,相应瓦斯耗量下降0.66%。根据装置瓦斯正常单耗0.20千克/吨原料测算,投用后每年可节省瓦斯158吨。

  2 信息化促进节能减排的方案

  “十二五”期间,石化企业应该继续坚持“两化融合”的方针,引进吸收国内外利用信息化促进节能减排的成功经验,利用数采、优化、模拟、监控等信息技术,分层次建立上、中、下游一体化的节能减排信息系统,具体参见图2。

  对于大型石化企业,建议在集团总部层面基于现有的信息平台建立能源管理中心;在集团总部建立集团化的专业管理体系,利用能耗对标、统计分析及系统优化持续降低能源成本,集中高效地提升能源管理水平;在企业生产执行层面,完善集团总部对企业用能网络的在线监管,有效监控、提高能源系统安全稳定运行水平。

  1)总部级能源管理中心

  在大型石化企业建设总部级的能源管理中心是为了加快推进工业化和信息化的融合,进一步提高石化企业能源管理水平及能源利用效率,促使石化企业用能由粗放型向集约型转变,为深入开展工业领域节能减排工作奠定基础。

  在大型石化企业集团总部层面,结合目前的信息化系统,可以建立面向油田勘探开发、原油采购、炼化生产、原油和成品油管输配送等业务的总部级能源管理中心,实现能源计划、能源运行监控、能源统计分析、能源评价考核对标、能源设施仪表健康管理、节能项目管理、能源审计监察、HSE管理等功能,实现对所有企事业单位的能源产(购)耗(销)数据和能源设施数据的集成采集管理,为集团总部的能源管理、监控、预警、分析和评价提供支持。

  2)集团专业管理

  吸收引进国内外先进的数采、优化、模拟、监控等信息技术,构建集团级的公用工程专业管理系统,涵盖能耗的指标体系和考核体系指标管理、能耗计划、能耗统计分析、用能点跟踪监测等功能,完善总部对企业用能网络的在线监管,加强对异常状况的预报警;实现能源集中管控、能源趋势的科学预测、能源高效利用以及能量运行的可视化管理,为总部各部门能源管理提供支撑。

  3)生产执行层面

  在生产企业层面,许多企业已建立了完善的企业生产信息平台,如实时数据库、蒸汽管网及生产执行等系统,这些系统可以提供较为丰富及实时的能源消耗数据,因此可以基于已有的信息平台建立企业能源管理系统。系统可以包括能源需求管理、能源计划管理、用能综合优化利用、能源生产管理、能源系统运行实时监控、能源采购销售管理、能源消耗管理、能源平衡统计分析、评价考核对标、能源设施仪表健康管理、节能项目管理、能源审计监察、HSE和应急管理等功能,实现对本企业的能源产(购)耗(销)数据和能源设施数据集成采集管理,为企业的能源管理、优化、监控、预警、分析和评价提供支持。

  企业能源管理系统基础之上,可以进一步实现用能设备的评价分析,由宏观用能评价向微观用能指导迈进;利用构建的水资源优化、蒸汽管网系统和换热网络优化、热电联产优化等模型,优化调配能量生产和消耗;进一步完善节能减排基础设施的建设,加大污水、废气、能源工质方面在线仪表的投入,做好基础数据采集工作,对用能点的数据通过各种不同的方式进行采集、跟踪,提升监控水平;通过在线数据及离线数据的获取,对用能超差进行预报警,强化企业层面能源管理应用系统的集成,通过管控一体化实现能量运行的可视化管理。

  3 结语

  1)石化企业节能减排是一个大型系统工程,涉及油气勘探、炼油生产、化工生产、成品油销售等多个板块,人盯人防的方式已不适应现阶段节能减排的工作要求,信息技术是支撑节能减排工作的有效途径。因此,石化企业必须利用信息化与工业化融合,紧密围绕“资源、市场、一体化、国际化”发展战略,建立起石化特色突出、集中集成、一体化的信息系统,在节能减排的同时提升企业效益。

  2)借鉴国外先进石油化工企业在能源优化、节能减排等方面的最佳实践,优化提升管理模式,通过引进国外专业技术、建立联合实验室、在业务模式和集成技术方面自主创新,确保系统的先进性和适用性。


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