《原油提馏装置工艺过程用能分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原油提馏装置工艺过程用能分析（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大庆石油学院 硕士学位论文 原油提馏装置工艺过程用能分析 姓名：吴立国 申请学位级别：硕士 专业：热能工程 指导教师：刘晓燕 20030702 ：=：= 查垦至鎏篓璧矍圭至至竺兰娑篓耋= ： ；： 赫妻 箍嚣驹使耀簧嚣标恚饕丸凳社会羟济茇袋的囊筷窝天民辩熊港寒平。蠡扶第一攮工监鼙赍A 粕 歼魏夫燕搂熊使露藐滚菇絮，天们逐渐试谈麓的本质莛建立超关于麓添熟识转理论舔系+ 辩熬鸯 学第一定律平“热力学第二窳樽，同时也为我们评价能源指明了方向。现在，能源危机已经戚为世界 性问题，备国的科学家都柱研究如何更好地利用能源并密切燕注着它的发展幼向。文中首先舟熠了 能源分析技术桎国内外豹发糕瑷状积发展前景。
2、箍势糖宥掰器重要韵蠢法，鼯建癸撰和斓分耩。建努褥蹙莲子熬力学攀一定律骢努氍煮法；蔼 瘸分轿女4 是罄予燕力学簿二患德雏分析方法。焓分辑方法愚种的传统势橱方法，它更多赞蔗荧注 能量在数爨上被有效利用的情况。而炯分析方法是近年来才燃渐彼人们重视起来的方法，它爨多关 注的是能量拄质量上使用的情况。本文着薰舟绍了娴的概念、煳分析的基本艨则和方法。对于单元 设备豹分辑靛用静是黑禧模型鞫邕籍摸塑，爨籍模型炙运用于对燕单翦设备璇过程赦出租略的分析， 但是，对于复杂瓣寝备裁耍用戮鑫藉势褥模型。进行蕤蒸魏分褥霸最婺雾酌靛燕辩学毒蓑蟪舞展苇 能工作。僚憝带雏工作奉癖静涉及范匿狠广这里仅就他Z 工芑方面的节髓律了一
3、些探讨。分析化 工工业中能濑浪费的症结所在、怎样合理利用能源及在节臆时应该注意的热问题。 本文以萨巾提馏装置为例，迳用蛤分析和蜊分析理论建立了分析模型，分析了各个设备单党的用 靛 妻提，我委g 髑箍熬薄嚣黪带，进孬提壅套毽鹩教造方案。搿舞工艺过程不楚套个设备魏簿攀庭拓， 霹琏搴文痤孀能褥裂曩三环节静骥羹理论 ( I - 1 0 ) E 。，供给系统的蒽爝， ( 2 ) 各子系统的煳效率： ：挈 i ) 2 毒 。 给班 由煳分析结果可以找出系统中炯效率最大的薄弱环带线酆分并以斓娥举为基础对按个系统的用能 大庚石滴学貌磋圭硬究生攀证论变 情况进行评价 1 z2 。2 + 2 蝌分摄鳇基本蠼娩“q
4、 ： 爝势辑燕瑰熄努辑更为续黢的努爹薅法，势j 暖毙磺穗n 玲概念： 内帮爝损失( E x l i n ) ：出于过程的不可遵性，能量在传递构过程中蛹醚之黼减少的现象。 外部蜩损失( E x l o u t ) 与内部娴损失相对废，是指系统与外界氍自强的交换过黜中散失到环境中的炯， 若不加以利用而失去了做功能力最终全都焱成炳的部分。 供绘溺( E s u p ) ：枣薅灞竣目套臻源俸爵脖糖器黼系统豹媾( 熟懋糕援、蒸汽爝、邀爝等) 。 固豢 溺( E b r ) ：豫灞繇鞋静静耪囊蒂 系统鲢甥( 舞炉内翡燃静空气矮、燕产设备蘸甄辩臻等X 有效焖( 黻e f ) ：被设备青散利用的媚或有设铸输出
5、可以有蝴的炯。对于动力村缃啪输出的机槭能、 对于工芑设备为为达到z 麓栗求产品离开系娆时的娴( 如锅炉嫩产的蒸气、原油加热炉输出的原油炯、 水泵出承日的压耀、动爝簿) 。 煮效搴毳圭( E f c X 篷产凝籍将蒙祺熬王残尚暴鹣工艺莲程中，疆连盛须繇赞躲爝，它毁岛王酱蓬 程有荚。 炯平槲原理与娴平镬i 筒糕是我们进行娴分析的理论基础，锻指在能量的博瑚潮晕中，过程物系坍 的减少值锦乎过程物系的蠕增加。同时原理也指出了任何实际热力过程发生的剿牛即焖减或t 增，下面 授据燥的夔零概念，导出各种燥瀛的关系。翔睡卜l 所示： 髑1 - I 娟平衡圈 F i g 卜I 融e r g ye q u i l
6、i b r i u mf i g u r e 酝i n 为竣久系统嚣斓，其采靛祷号掘习 # 赢 炯平衡关紧戒为： E x i n = 妇e f 豫l i n + 敷1 ：( I - 1 2 ) 秀糕袋明蟪磁鲍髓捶薹莓于系统有黼爨螅鼹释鍪辩嘲攒先乏稻，这删警察暴理。著霄参段 穗天爝糨多种肉， 爨援袈，隽程式氇霉表述海： 5 “ E i nw E x c f + 荨E x l i n , j + B x 性( 1 - 1 3 ) I J K 女麟韵隧难塑凝，些g 球鼹定凌氰辩湖能糍髦燃与否麴撩善耩器t 窀主要葭；l 下舞痔磐 磊： 1 、用能过橼的评价准则 热力学过糕的完善度( e ) ；过程中输
7、入j ：| 鞫流予输出的娴流芝比，即 。 e = 输趣煺瀛，输入斓溉 ( 1 1 4 ) 筻一章霪裁分辑糍运 它艇映内部不可逆擞失的大小，sJ b t ：，则不可逆健越小。 2 、单元设备的评嫩准则 设备爝效奉：出焖源供给豹蜩被罄 籀番效列用的稷嶷，鄞 掰丽瑶灏，燃辩髓灞( 1 - 1 5 ) 设备的热力学究替艘 。设备输出娴设畚输入斓( 卜1 6 ) 设罄过程戆甥擐宰；渡过程爝擐驽疑蚤慧矮损之嫩，帮 E e 椰= 挚 ( 1 一1 7 ) u 对 式串：E ，E d 癸爨境设备麴i 过l 呈斓接和搜蒜蕊娥损。 嘲为E 瑚2 E “- 所以。蛳m l i i 蛹凝系数：过稳的攥攘与设各供给熵捏
8、翁搬篷，那 艇掣衡斓损率： 茏，：叠 E 。 e l 1 8 ) = l 一- 峨j ( t - 1 9 ) i j 唰问效率的偏差： ， 节：整：型( 礤) q 张 淀：，越小计算髂柴的可靠性越太。 有了上面的标准，便可以判断设备中的用能薄弱鞲节，至于定义拽中鼬分子、分坶的学簧应根 耀戮 释曩潮粉i 孬定t1 爨镕嫌t 轹隹m ， 赛巍赣l 囊娥嘲鞴 ，餐霞髓意朝珏赘 辩| 不一定就翮怖能潜力的环节。判断悄黝能潜力除了根据e d ie ，X ) F 还应 考辔以下H 玲穷豫，该过程的斓糖失毙委簿羝；耐能嚣多丈戆降瓣瞧熬簿经凌过黜爝换失# g 否 菇嗣酸曦蠢抟娲擎；! 跨惑瓣渤礁露撬莪巍垮囊要
9、瓣静喇罐娃寒经萝黔爨，考纛i 釜 的改造费，视投瓷及运行赞焉。慧乏要权衡利熬垒面考瘩。 1 。2 22 3 单元设备的炯分析模烈： 黑箱分拼横型：借助于输入，输i ：l ：l 设t i t 的蜷蟹流来分析设备的耀能过程，这怒种裟麓分析 方法。茬熊努耩审，麓罄章辫豳设备鬟潆l 羲率。韵两掣受凄藿蠡 l 霉裁不麓瑟葬爨设备串内帮套过 程豹爝爨搴，斑既蒸禧瀵璧器懑罐予箍荦静漆器躐b 壤l 霰出 豳咯鹣分耩，模壁如溪l 幢旁舔：莲 中实线代表边界带箭头的炯流线袭稠乱 莉喻出J 镕| 流，虚线表i 礅洛中所荐1 涧她的过程的巢 6 器l 嚣辕模墼 F i g t - 2M o d e lo fb l a
10、 c kb o x 自箱分析模型：对于圳勺设备，黑箱分析模型显然是刁 够的。因为我们想剡口细致地了角翠设锝内 部的情巩j 袁时就要用到自藕持析模型。它最太的特点是不汉对外部的垌损失而目对设备内部各种不W 逆 斓擐失郡麴戡努辑，歇蕊整瞄嫩各内的各种年霹逆灞援失一嚣了然，其基拳模墼掘匿1 - 3 嚣 承； 翻1 喝白箱模型 F i g 1 - 3 e lo f 呐i r eb o x 围巾：癌线表示系统的边糕，带毓头的实线褒示输入输出的燃濂，对其中的麟粉 帮的燧擐失，在燃 蔑缝上标强爨囊，丽对内部不可遂瀵揍，在媾瀛凌标注空圆黼。 2 2 2 4 稍损失最4 、辩寿；蠹 l 、尽量减少加工单元的流饿
11、疆力降； 2 、用膨胀机代替节流阀； 3 ，在压耋| 舞王穗中疑数越多舞湖擐失越枣； 4 、辱量躐疹麴热妒、按燕嚣亵疑妒孛匏瓣数平缘温差，嚣藏豢藏乡燕曩换热秣麴蓰热溢差； 5 、尽量潞挠不同状态的物流斑接掘合； 6 、在传热谢积，给热物流避、出温度给定时，逆流换热器的堋损失比顺流换热器小； 7 、如果系婉黎要输入热羹麟出热量，应当烂倦热尽景在接避特输热量的温酝檄 蠢 8 、势襄绦撵率尽量采藤较少涉及热量辍 输融，不可逆缝，l 、韵壳法代替籍绫豹熬骥方鞋l 吼蔽热赢斑髓温度应尽哥雠高。爱之，壤热反应静温壅寂群对能盼糕； 1 0 、无论1 驶热反应还是撒谍l 麟虑，均应尽量减：晰削生j 黼分。阂为
12、对于放热魇麟，情性组分要黟消耗 反应热而对吸热反成磷雾吸收外加热撒 1 1 、在个纯拳反瘟中寂罨囊减少聂应的移t l 氧 1 2 、瑟鐾黼反瘟羲产燕产零，藏多或溃豫黪离、霉霾琢等搽律并簿簸系鞲静满藕： 1 3 、如其他条件相同应避免用高温高压或慨融幡压的过程； 1 4 、减少步骤，缩短流程尽量避免反复的冷却，加热； 7 第一章塌能分斩穰逮 1 23 两种分耩方法的比较” 这廷耪译徐建能效果豹穷法之弼是有区铡的，蕊静来涟第二定律豹势撰方法鬻疆学会理。 始分辑；这是种传统的爝葑盼析法，它酌裱据是能量在转挠和转移t 是数量的守恒关系，也就 是热力学第定律。它的基本方法是已知总共提供能量的数邑还有当前
13、我们工作而有效利用的能量，以 及能量在转化、传递和利用中i i 葡损失掉的能量，假町2 懦出效率，避里我们更多关注的是能在量t 的多 多少少，这种隽糨条理凑晰，分柄起来比较越攀，窀为我 f 磋 明了耀耱懿薄# 环节，对擐导工程实黢蠢 稷夫静帮魏+ 饕对生产发甏起遭篷夫箍；l 偌鬻，辩些耗毙重天的镟蠢进行接藕游辩，# 量势耨掇怒 着不可忽视和代替的作用。 然而能分析也有很大的局限性，它无法揭示出累统内部存在的黼量质的贬值和损耗。更不能揭糸出 能量损耗的本威。而且由于能效率不是用能量的骥的对比，不能科学的表征能量的利用程度。有时甚楚 会发出错溪箍慧，绘& 嚣萋耄黢叫睡罐觉。嚣诧，辍# 穗鬻 - 魏
14、更期垒嚣、富褒的隽法寒嬲藐自鬯 它就是灞分析。撼然早在吾多年l 三i _ 莳整有了媒豹概念，蟹意真蓬l 超人髓的重税，弗黼强大力骄巍。 却是由于七十年代出现了能源纸机。当时的石油价格暴涨，能源短缺，迫使 们不得不认真研究各种彤 式的能量的开发和合理利用，炯作为一种评价能缀价值的参数，从髓与质的结合b 评价了能量的价值。 解决了热力学秘能量科学中长鹅以来没鸯任何岭参数可以单独帮徐能量酌馈值的随题，改变了A 们5 l 幸 鬟藿蛙囊、餐漂螽瀚靛转鹭澉宰攀瞩痨疆毒看法。提出帮疆峨豹i 鸯虢魏鸯垂程焉冀臻鞠了方蠢。筵翔， 我们必须树藏超这样种思戆。能不仅有数量上的多少，而且还霄品质上的高低。 娴分析：送
15、是指耩叻学第= 定律用于工程上的种方法。通过分析揭示出能量的转换、转移、利用 和各种损失中娆量的变化情况。从而确定出该系统或装置炯的利用率。 t 2 ，3 。I 戆分耩毒翅分辨静毙鹱举铡 为了避多翁说磺，举个麓荦的例子： 例1 如表1 - 1 所示为某锅炉的煳能分析” 锅炉髑B 势据结果 r e s u l to f e l l e r g 7a n a l ? s i s 衰1 - 1 蚤玉1 - 1 项圈第一定律分析第二定律分析 能擞K J l ( g占供入的份徘娴K K g占供入的份额 供入3 7 0 4 t l 3 0 7 4 - 11 0 0 辕爨臻 1 2 6 麓4鞋。l1 2 6
16、 3 。43 4 1 锅炉3 7 0 4 1 0 08 3 95 8 3 损 管道 2 2 50 61 8 40 5 汽轮机0 0 o 02 0 8 75 6 失 冷凝器2 0 4 7 。8 5 s ，31 2 9 。73 。5 慧计2 利馥7 岱。92 嫩?6 5 9 从以上的分析结果中可以看出： ( 1 ) 由于两种分析方法都是以输出功量作为装殿的有效 堋部分而功本身就照斓，因而两种隽 去襻 窭的装嚣效率秘慧损失爨是撩霹鳃。 ( 2 ) 对手授必盔番凌釜的势布，两种努耩寿法& 新鑫了完全不弼自结论。黧定律分析中魏能损失以 散失到环糖为标志，它不区分能量的品质。而第= 定律分槲巾的爝损失，则憋 ；I 过程的不可遒牲 为
