煉油工藝裝置綜合能源消費量計算研究與應用

祖超 時海濤 魏志強（中國石化工程建設有限公司）

煉油工藝裝置綜合能源消費量計算研究與應用

祖超 時海濤 魏志強（中國石化工程建設有限公司）

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、產品產出能源、外輸產出能源4個部分。指出煉油工藝裝置的原料購進能源和產品產出能源為煉廠中間產品時，其折標系數應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，需要扣除企業因新建、改擴建該工藝裝置而關停的其他工藝裝置，或由于原料用途發生改變，導致其他工藝裝置負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，綜合能源消費量當量值3.4×104t（標準煤），等價值3.95×104t（標準煤）；綜合能源消費量增量的當量值1.82×104t（標準煤），等價值為2.17×104t（標準煤）。

煉油工藝裝置；綜合能源消費量；計算方法

引言

為促進固定資產投資項目科學合理利用能源，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《中華人民共和國節約能源法》、《中華人民共和國行政許可法》和《公共機構節能條例》，國家發改委2016年11月發布了《固定資產投資項目節能審查辦法》。與《固定資產投資項目節能評估與審查暫行辦法》相比，《固定資產投資項目節能審查辦法》更加強調[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投資項目節能審查中的重要性更為突出。

近年來，煉油企業為實現產品結構調整、產品質量升級與提質增效，出現特別多的工藝裝置新建、改擴建項目，這些項目多數在節能審查的范圍內，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、產品能源多為中間產品；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，而關停的其他工藝裝置，或由于原料用途發生改變，導致其他工藝裝置負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，并結合實例計算和應用，嘗試為工藝裝置項目綜合能源消費量的計算和節能審查工作提供技術支持。

1 概念與計算方法

綜合能源消費量[4]是指行業、企業范圍內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成標準燃料后再進行計算，一般折標為標準煤。煉油綜合能源消費量計算方法為[5]

工業生產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，工業購進能源包括原料購進能源和、消耗購進能源和，加工轉換產出能源和包括產品產出能源和、外輸產出能源和。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-產品產出能源和-外輸產出能源和（3）

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

圖1 煉油工藝裝置綜合能源消費量構成

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。生產過程消耗購進能源和是裝置生產過程消耗的能源，如燃料、電、蒸汽、循環水、凈化風等，但不包括裝置回收利用的能源，如裝置內副產自用的蒸汽、裝置內部換熱消耗的熱力。加工轉換產出能源和也由兩部分組成，一部分是產品產出能源和，如汽油、柴油、煤油、液化石油氣、煉廠干氣等；另一部分是外輸產出能源和，如煉油裝置副產，不作為產品，但可出供其他工藝裝置、單元使用的燃料、電、蒸汽、循環水、凈化風等。對于工藝裝置，裝置的原料購進能源和產品產出能源多為煉廠中間產品，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 應用效果

2.1 新建工藝裝置能源構成

國內某煉廠新建工藝裝置以原油蒸餾裝置生產的重質餾分油和減壓渣油為原料，經加氫處理生產多種潤滑油。工藝裝置原料購進能源和產品產出能源數據見表1，年消耗購進能源數據見表2，該工藝裝置不存在外輸產出能源。

表1 年原料購進能源和產品產出能源

表2 某工藝裝置年消耗購進能源

2.2 折標系數的選取

準確界定能源類別，正確選擇折標系數，是保證工藝裝置能源消費量核算準確性的關鍵。當前能源品種包括[5]原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、焦炭、其他焦化產品、焦爐煤氣、高爐（轉爐）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，折標系數根據GB/T 2589—2008《綜合能耗計算通則》選取[6]。

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

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、產品產出能源和的計算結果。表5中，裝置自用電28 000 MW，循環水、除鹽水、凈化風、氮氣按照企業實際情況折標消耗電約4000 MW。根據《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?；谑剑?），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量值3.4×104t（標準煤），等價值3.95×104t（標準煤）。

表3 年原料購進能源計算

表4 年產品產出能源計算

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品產出能源和數值相近，這是由于工藝裝置的原料和產品一般是中間產品，計算綜合能源消費量時其折標系數按照其他石油制品取值，使得二者數值相近。對于這類工藝裝置，原料購進能源和、產品產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鍵是消耗購進能源和與外輸產出能源和。

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，而關停的其他工藝裝置，或由于原料用途發生改變，導致其他工藝裝置負荷降低所減少的能源消費量?？疾煨陆?、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致企業綜合能源消費量增加的量。

本案例中，為新建工藝裝置，關停了企業原有的某加氫裝置，關停裝置的氫氣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，企業綜合能源消費量增量計算見如表7，企業最終上報的綜合能源消費量增量的當量值為1.82×104t（標準煤），等價值為2.17×104t（標準煤）。

表7 綜合能源消費量計算表（企業增量）

3 結論

1）煉油工藝裝置的原料購進能源和產品產出能源多為煉廠中間產品，屬于能源，但不是成品能源，其折標系數應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，而關停的其他工藝裝置，或由于原料用途發生改變，導致其他工藝裝置負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量值為3.4×104t（標準煤），等價值為3.95×104t（標準煤）?？紤]利用該企業關停裝置氫氣、3.5 MPa蒸汽、電耗后，企業最終上報的綜合能源消費量增量的當量值為1.82×104t（標準煤），等價值為2.17×104t（標準煤）。

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

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

[3]國家發展和改革委資源節約和環境保護司，國家節能中心.固定資產投資項目節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]國家統計局能源司.能源統計工作手冊[M].北京:中國統計出版社，2010：2-21.

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

[6]國家標準化管理委員會.綜合能耗計算通則：GB/T 2589—2008[S].北京：中國標準出版社，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年畢業于清華大學（化學與化學工程專業），從事煉油工廠設計工作，E-mail：zuchao@sei. com.cn，地址：北京市朝陽區安慧北里安園21號，100101。