煉油工藝裝置綜合能源消費量計算研究與應(yīng)用

祖超 時海濤 魏志強（中國石化工程建設(shè)有限公司）

煉油工藝裝置綜合能源消費量計算研究與應(yīng)用

祖超 時海濤 魏志強（中國石化工程建設(shè)有限公司）

通過提出煉油工藝裝置綜合能源消費量的計算方法，將綜合能源消費量劃分為原料購進能源、消耗購進能源、產(chǎn)品產(chǎn)出能源、外輸產(chǎn)出能源4個部分。指出煉油工藝裝置的原料購進能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源為煉廠中間產(chǎn)品時，其折標(biāo)系數(shù)應(yīng)按照其他石油制品取值。考察新建、改擴建工藝裝置對項目所在地影響時，需要扣除企業(yè)因新建、改擴建該工藝裝置而關(guān)停的其他工藝裝置，或由于原料用途發(fā)生改變，導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所減少的能源消費量。以某新建工藝裝置為例計算了項目綜合能源消費量，綜合能源消費量當(dāng)量值3.4×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤），等價值3.95×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤）；綜合能源消費量增量的當(dāng)量值1.82×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤），等價值為2.17×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤）。

煉油工藝裝置；綜合能源消費量；計算方法

引言

為促進固定資產(chǎn)投資項目科學(xué)合理利用能源，從源頭上杜絕能源浪費，提高能源利用效率，加強能源消費總量管理，根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《中華人民共和國行政許可法》和《公共機構(gòu)節(jié)能條例》，國家發(fā)改委2016年11月發(fā)布了《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查辦法》。與《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估與審查暫行辦法》相比，《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查辦法》更加強調(diào)[1-3]“加強能源消費總量管理”，且基于項目綜合能源消費量，可以考察項目對所在地能源消費的影響，使得項目綜合能源消費量在固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查中的重要性更為突出。

近年來，煉油企業(yè)為實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品質(zhì)量升級與提質(zhì)增效，出現(xiàn)特別多的工藝裝置新建、改擴建項目，這些項目多數(shù)在節(jié)能審查的范圍內(nèi)，因此，需要單獨計算新建、改擴建工藝裝置項目的綜合能源消費量。工藝裝置項目與全廠項目的綜合能源消費量計算存在差異。首先，全廠項目的原料、產(chǎn)品能源多為典型的能源，如汽油、柴油等，而工藝裝置項目的原料、產(chǎn)品能源多為中間產(chǎn)品；其次，新建全廠項目的綜合能源消費量全部是新增的綜合能源消費量，而新建工藝裝置項目的綜合能源消費量，需要扣除因新建該工藝裝置，而關(guān)停的其他工藝裝置，或由于原料用途發(fā)生改變，導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所降低的能源消費量。以某新建工藝裝置為例，提出工藝裝置項目綜合能源消費量的計算方法，并結(jié)合實例計算和應(yīng)用，嘗試為工藝裝置項目綜合能源消費量的計算和節(jié)能審查工作提供技術(shù)支持。

1 概念與計算方法

綜合能源消費量[4]是指行業(yè)、企業(yè)范圍內(nèi)所消費的各種能源的總量，稱作綜合能源消費量或能源消費量。計算綜合能源消費量時，需要先將消費的各種能源折標(biāo)成標(biāo)準(zhǔn)燃料后再進行計算，一般折標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)煤。煉油綜合能源消費量計算方法為[5]

工業(yè)生產(chǎn)消費能源包括購進能源和回收利用能源，由此，上式可簡化為

對于煉油工藝裝置，工業(yè)購進能源包括原料購進能源和、消耗購進能源和，加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出能源和包括產(chǎn)品產(chǎn)出能源和、外輸產(chǎn)出能源和。由此，煉油工藝裝置綜合能源消費量計算式為

綜合能源消費量=原料購進能源和+消耗購進能源和-產(chǎn)品產(chǎn)出能源和-外輸產(chǎn)出能源和（3）

煉油工藝裝置的項目綜合能源消費量，是指該裝置界區(qū)范圍內(nèi)的能源消費總量，可根據(jù)式（2）計算得到。其構(gòu)成示意見圖1。

圖1 煉油工藝裝置綜合能源消費量構(gòu)成

煉油工藝裝置的原料購進能源和是作為裝置原料的能源，如原油、天然氣、石腦油、甲醇、氫氣等。生產(chǎn)過程消耗購進能源和是裝置生產(chǎn)過程消耗的能源，如燃料、電、蒸汽、循環(huán)水、凈化風(fēng)等，但不包括裝置回收利用的能源，如裝置內(nèi)副產(chǎn)自用的蒸汽、裝置內(nèi)部換熱消耗的熱力。加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出能源和也由兩部分組成，一部分是產(chǎn)品產(chǎn)出能源和，如汽油、柴油、煤油、液化石油氣、煉廠干氣等；另一部分是外輸產(chǎn)出能源和，如煉油裝置副產(chǎn)，不作為產(chǎn)品，但可出供其他工藝裝置、單元使用的燃料、電、蒸汽、循環(huán)水、凈化風(fēng)等。對于工藝裝置，裝置的原料購進能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源多為煉廠中間產(chǎn)品，他們屬于能源，但不是成品的汽油、柴油，可將其視為其他石油制品。

2 應(yīng)用效果

2.1 新建工藝裝置能源構(gòu)成

國內(nèi)某煉廠新建工藝裝置以原油蒸餾裝置生產(chǎn)的重質(zhì)餾分油和減壓渣油為原料，經(jīng)加氫處理生產(chǎn)多種潤滑油。工藝裝置原料購進能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源數(shù)據(jù)見表1，年消耗購進能源數(shù)據(jù)見表2，該工藝裝置不存在外輸產(chǎn)出能源。

表1 年原料購進能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源

表2 某工藝裝置年消耗購進能源

2.2 折標(biāo)系數(shù)的選取

準(zhǔn)確界定能源類別，正確選擇折標(biāo)系數(shù)，是保證工藝裝置能源消費量核算準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。當(dāng)前能源品種包括[5]原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、焦炭、其他焦化產(chǎn)品、焦?fàn)t煤氣、高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣、其他煤氣、天然氣、液化天然氣、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、其他石油制品、電力、熱力、其他燃料，折標(biāo)系數(shù)根據(jù)GB/T 2589—2008《綜合能耗計算通則》選取[6]。

根據(jù)能源統(tǒng)計報表制度，工藝裝置的原料油主要是來自原油蒸餾裝置的重質(zhì)餾分油和減壓渣油，屬于中間產(chǎn)品，其折標(biāo)系數(shù)按照其他石油制品取值；工藝裝置的產(chǎn)品輕潤滑油、中潤滑油、重潤滑油屬于其他石油制品，其折標(biāo)系數(shù)也按照其他石油制品取值。根據(jù)《綜合能耗計算通則》[6]，氫氣的折標(biāo)系數(shù)可直接取值：3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽按照熱力取值。循環(huán)水、除鹽水、凈化風(fēng)、氮氣是企業(yè)自己制備的耗能工質(zhì)，其生產(chǎn)過程主要消耗電能，可以按照企業(yè)實際情況折標(biāo)成電能。

2.3 新建裝置綜合能源消費量計算

表3～表5分別給出了年原料購進能源和、消耗購進能源和、產(chǎn)品產(chǎn)出能源和的計算結(jié)果。表5中，裝置自用電28 000 MW，循環(huán)水、除鹽水、凈化風(fēng)、氮氣按照企業(yè)實際情況折標(biāo)消耗電約4000 MW。根據(jù)《綜合能耗計算通則》，3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽均為熱力，其消耗值是3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽的加和。基于式（3），計算工藝裝置項目綜合能源消費量（表6）。由表6可知，該新建工藝裝置項目綜合能源消費量當(dāng)量值3.4×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤），等價值3.95×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤）。

表3 年原料購進能源計算

表4 年產(chǎn)品產(chǎn)出能源計算

表5 年消耗購進能源計算

表6 綜合能源消費量計算

由表6可知，工藝裝置的原料購進能源和與產(chǎn)品產(chǎn)出能源和數(shù)值相近，這是由于工藝裝置的原料和產(chǎn)品一般是中間產(chǎn)品，計算綜合能源消費量時其折標(biāo)系數(shù)按照其他石油制品取值，使得二者數(shù)值相近。對于這類工藝裝置，原料購進能源和、產(chǎn)品產(chǎn)出能源和對裝置綜合能源消費量的影響不大，影響工藝裝置綜合能源消費量的關(guān)鍵是消耗購進能源和與外輸產(chǎn)出能源和。

此外，需要指出上述計算得到的工藝裝置綜合能源消費量，用于考察新建、改擴建工藝裝置對項目所在地影響時，要扣除因新建、改擴建該工藝裝置，而關(guān)停的其他工藝裝置，或由于原料用途發(fā)生改變，導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所減少的能源消費量。考察新建、改擴建工藝裝置對項目所在地影響時所用的綜合能源消費量，采用的是新建、改擴建該工藝裝置導(dǎo)致企業(yè)綜合能源消費量增加的量。

本案例中，為新建工藝裝置，關(guān)停了企業(yè)原有的某加氫裝置，關(guān)停裝置的氫氣2000 t/a，消耗購進能源3.5 MPa蒸汽10 000 t/a，10 000 MW/a可供新建工藝裝置使用。因新建工藝裝置，企業(yè)綜合能源消費量增量計算見如表7，企業(yè)最終上報的綜合能源消費量增量的當(dāng)量值為1.82×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤），等價值為2.17×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤）。

表7 綜合能源消費量計算表（企業(yè)增量）

3 結(jié)論

1）煉油工藝裝置的原料購進能源和產(chǎn)品產(chǎn)出能源多為煉廠中間產(chǎn)品，屬于能源，但不是成品能源，其折標(biāo)系數(shù)應(yīng)按照其他石油制品取值。

2）計算得到的工藝裝置綜合能源消費量，不能直接用于考察新建、改擴建工藝裝置對項目所在地影響，需要扣除因新建、改擴建該工藝裝置，而關(guān)停的其他工藝裝置，或由于原料用途發(fā)生改變，導(dǎo)致其他工藝裝置負(fù)荷降低所減少的能源消費量。

3）實例演示某新建工藝裝置項目綜合能源消費量的計算過程，計算得到的新建工藝裝置項目綜合能源消費量當(dāng)量值為3.4×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤），等價值為3.95×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤）。考慮利用該企業(yè)關(guān)停裝置氫氣、3.5 MPa蒸汽、電耗后，企業(yè)最終上報的綜合能源消費量增量的當(dāng)量值為1.82×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤），等價值為2.17×104t（標(biāo)準(zhǔn)煤）。

[1]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委.固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查辦法[Z]，2016：1-5.

[2]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委.固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查暫行辦法[Z]，2010：1-14.

[3]國家發(fā)展和改革委資源節(jié)約和環(huán)境保護司，國家節(jié)能中心.固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查工作指南[M].2014年本.北京：中國市場出版社，2014：128-168.

[4]國家統(tǒng)計局能源司.能源統(tǒng)計工作手冊[M].北京:中國統(tǒng)計出版社，2010：2-21.

[5]魏志強，蔣榮興，陳清林.煉油企業(yè)綜合能源消費量與綜合能源消耗量概念分析與實例應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能，2014，4（12）：1-3.

[6]國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.綜合能耗計算通則：GB/T 2589—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008：1-8.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.05.001

2017-02-21

（編輯 王古月）

祖超，高級工程師，1985年畢業(yè)于清華大學(xué)（化學(xué)與化學(xué)工程專業(yè)），從事煉油工廠設(shè)計工作，E-mail：zuchao@sei. com.cn，地址：北京市朝陽區(qū)安慧北里安園21號，100101。