特色业务

氢气网络夹点分析及优化系统解决方案

1.方案概述

   炼厂氢气的优化包括优化网络本身、改造现有氢气提纯装置或新增提纯能力和改进工艺,提高氢气产出和利用率,增加炼厂经济效益。 网络优化方法的主要能是应用每个耗氢和产氢装置与氢有关的现场数据绘制成复合曲线和氢气纯度余量曲线(夹点图),并建立现有炼厂的氢气网络模型。余量曲线用于确定氢气消耗目标。通过摸清氢网络结构,进行氢平衡分析,并利用氢气系统夹点分析软件,建立氢夹点计算模型,确定节氢潜力,再应用数学规划法,对全厂氢气系统进行优化分析,提出优化方案。

2.主要内容

  氢网络夹点优化主要包括以下功能模块:流量单位管理、杂质定义管理、氢源、氢阱组合曲线计算、剩余氢量计算、潜力分析、氢源氢阱匹配管理、氢网络优化方案分析
 
(1)氢源、氢阱组合曲线的计算和绘制;
(2)氢气网络剩余氢量的计算和剩余氢量图绘制;
(3)利用氢夹点原理计算公用工程氢的最小用量;或者固定公用工程氢用量,计算其最低浓度要求,从而得到氢气网络优化潜力;
(4)对不考虑杂质、考虑单杂质或多杂质的氢气网络进行优化计算,得到最优的氢源、氢阱匹配方式。
  氢源、氢阱组合曲线示意图
   现行氢气系统剩余氢量图
 
潜力分析界面如下图所示,可计算出夹点处的浓度以及节氢潜力。
  潜力分析界面
 
氢气网络优化匹配计算结果如下图所示,可求解出氢气网络匹配方案。
  氢气网络优化匹配计算结果图

3.主要特点

既可定量分析氢气网络节氢潜力,又可系统优化氢源、氢阱匹配;
采用氢夹点技术既可计算氢过剩量,又可计算氢过剩浓度;
采用单纯型算法求解氢气网络优化问题,能够准确、快捷地确定最优解。

4.经济效益分析

   经过全厂氢气系统的优化分析及优化方案设计,使得企业最小化用氢、减少废氢排放,实现企业节氢量8%以上。以加拿大石油产品公司为例,通过完善制氢厂和Montreal炼厂供氢网的控制,降低了能耗,每天节约4500加元,回收氢由原占总产量的23%增加到38%。采用控制方案后使单位氢气的蒸汽用量减少25.1%,循环氢纯度降低1.6%,炉管出口温度增加1.7%,过氧量减少35.0%,给企业带来巨大的经济效益。
 
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