節能增效措施
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節能增效措施范文第1篇
中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）36-0345-01
前言
目前油田進常用的三相異步電動機，在理想情況下的效率為90%左右，且大多功率因數小于0.4，所配的電動機裝機功率較大，而電動機正常運行時都是輕載運行，造成抽油機負載率低，與電動機不匹配，形成“大馬拉小車”的生產狀況，浪費電力嚴重。抽油機使用的電動機工作載荷是帶沖擊的周期變載荷，與按恒定載荷設計制造的通用電動機的工作特征不匹配。通用電動機的機械特征是硬特征，在運行過程中其轉速隨載荷變化不大，而抽油機的交變載荷增加了電動機的電動損耗，再加上選擇的抽油機與實際需要不匹配，降低了整機的地面效率。分析抽油機的用電特征，根據每臺抽油機具體的“癥結”所在，綜合考慮制定出相應的節電措施，實現其經濟運行。
1 電動機帶動抽油機生產存在問題
1.1 電動機負載低
為保證抽油機的啟動要求和在運行時有足夠的過載能力，通常所配的電動機裝機功率較大，而電動機正常運行時都是輕載運行，造成抽油機負載率低，與電動機不匹配，形成“大馬拉小車”的生產狀況，使線路、變壓器、電動機的功率損耗增大；電動機的運行效率取決于負載率，輕載時電動機的效率很低，當負載增加到一定值時，變化則很小，有實驗證明：負載率〈0.4時，效率的變化不大，負載率>0.7時，效率最高。當電動機負荷很低時，電動機仍要從電網吸取較大的無功功率，從而降低了功率因數，這就是目前電機功率因數低的主要原因。
1.2 平衡率低
現場使用的抽油機平衡率低，嚴重的不平衡造成電力的浪費，造成多數電動機電流變化不均勻，使電動機內耗大大增加，影響整個抽汲系統的效率。
1.3 存在發電現象
現有的節電措施大都是針對電機低負荷率下效率低和功率因數低造成的電能浪費的情況，而抽油機浪費電能的另一個重要原因是抽油機拖動電機發電，有實驗證明：目前使用的各種類型的電動機都多少存在這種情況。由于抽油機負載波動很大，在抽油機的正常運轉中會出現抽油機減速箱輸入軸的運轉速度大于電機對它的驅動速度的情況，這時，抽油機就拖動電機發電，其發的電不會完全與電網同步和存在線路損耗，可以肯定電機發的電不能完全被電網利用。在整個電能―機械能―電能的轉換過程中能有很大的一部分能量被浪費掉。
2 游梁式抽油機節能特點和應用
常規型游梁式抽油機工作特點是承受交變載荷，懸點運動速度和加速度的變化使載荷極不均勻，工作能耗偏高，不平衡現象普遍存在，地面系統效率偏低，用電多。異向型游梁式抽油機具有峰值扭矩低、所需電動機功率低等特點，運轉時平衡效果較好。在相同的情況下，其系統效率比常規型高2.5-4%。前置式游梁抽油機具有平衡效果好、光桿最大載荷小、節能效果好等特點。其缺點是懸點載荷低于額定懸點載荷，造成抽油機資源的浪費，工作時前沖力大，影響機架的穩定性，使它的應用受到制約。現場應用的節能電動機主要有：變級調速、電磁調速電機（滑差電機）、變頻調速、高轉差率電機、永磁同步電機、雙功率電機幾種，下面對它們的特性和現場應用情況做一簡單陳述。變頻調速可以低速輕載啟動，抽油機沖次及上下沖程的速比可實現無級調節，可以根據油井井況進行抽空控制，自動調節抽汲參數，有電流保護、過電壓保護等作用，但由于價格昂貴和維修不方便等的原因，在現場應用極少。滑差電機可實現無極調速，電機轉軸與負載之間為軟特征連接，可以平滑啟動，但低速時損耗大、效率低，由于應用調速電機的油井多為供液能力差、需實現低沖次運行的油井，此種電機在現場應用不廣泛。高轉差率電機具有較高的轉差率和軟的機械特征，較高的堵轉轉矩和較小的堵轉電流，較高的效率、功率因數，適用于轉動飛輪轉矩較大和不均勻沖擊載荷，特別是抽油機用沖擊載荷。雙功率電機是油田與石油大學合作研究生產的，采用改變繞組的接法來改變電機的極數和輸出功率，以便與機械負載的負載特征相匹配，可以簡化其變速系統，從而實現節能的目的。永磁電機是一種同步電機，具有體積小、重量輕，結構簡單，效率高，功率因數高，運行穩定的特點。特別在抽油機輕載時在一定范圍內的效率還要高于額定值的94%，最高可達96%，又可獲得任意高的功率因數，最高為0.98左右，還可起到補償電容器的作用，啟動力矩大，過載能力強，從根本上解決了“大馬拉小車”的現象，節電效果非常明顯。
3 抽油機井節電措施
可以根據每一臺抽油機具體的“癥結”所在，綜合考慮制定出相應的節電措施，實現抽油機的經濟運行，下面提幾點措施：（1）提高電動機的負載率。電機低負荷率下的效率低和功率因數低是抽油機浪費電能的原因之一，電動機負載率提到7-12%，則系統效率可提高2-4%，當電機負載率低于25%時，應考慮奉還一個低容量級別的電動機。（2）油井參數優化。針對供液不足井泵效低，耗電量大的現狀，采取低速電機和變頻器手段進行參數優化，達到節電的目的。（3）合理選用抽油機機型，充分發揮抽油機潛力。抽油機的懸點載荷狀況是影響抽油機能耗的主要因素，其理想載荷率為80%左右。由于油井井況多變，因此需要經常調節平衡，另外的原因是，平衡度好的抽油機，在穩定生產的情況下，抽油機拖動電動機發電少。（4）選用節能電動機，改造普通電動機。根據現場情況，選擇節能電動機，減小機內損耗，提高電動機本身的運行效率，使抽油機與電動機保持良好的功率匹配，提高效率，節約用電。改造現有普通電動機，在電動機機軸處安裝一個帶蓄能器的離合器，使電動機實現空載啟動，降低啟動電流，從而減小電動機的裝機功率，提高電機的負載率。電動機的星角接線自動變換裝置，在輕載時，Y接線運行，負載增大時，改為角接線運行。（5）安裝無功補償裝置。單井功率因數補償柜是在變壓器低壓側投加電容，利用無功就地補償裝置產生的容性電流抵消電動機的感性電流，油井安裝無功補償器后，降低了線路的損耗和變壓器的銅耗，從而提高功率因數，提高效率，達到節電目的。（6）使用節能減速器。抽油機節能減速器由一個軸承支座和兩個大小不同的皮帶輪組成，兩個皮帶輪通過軸和軸承固定在軸承支座上，軸承支座通過底座螺栓固定在抽油機底座上，大皮帶輪通過皮帶與電機相連接，小皮帶輪與抽油機皮帶輪連接，通過加大傳動比，在電機功率降低的情況下，滿足抽油機懸點負荷要求，實現0.5-4.0次達到降低沖次和節電的目的，其具有啟動平穩、運行平穩、優化油井參數、降低電耗與成本的特點。
此外，抽油機拖動電動機發點過程很浪費電能，目前還沒有對抽油機拖動電動機發點的節能技術進行更深入的研究，以后這方面是一個研究方向，是一個節能增效點，具有廣闊的節能前景。
節能增效措施范文第2篇
關鍵詞：供電企業；供電系統；節能增效技術；問題；措施
中圖分類號：F426 文獻標識碼：A
本文主要從大型工、礦企業角度的供電系統現狀進行闡述。大型工、礦企業供電系統中的受電電源通常為電力系統中的變電站，所受到的電壓也各不相等，主要是由企業性質、用電負荷大小及變電站供電電壓而決定。大型工、礦企業通常具有一、二級負荷，因而其受電電源主要采用35千伏的雙電源，按照相關規定的結轉方式將總降壓變電站和高壓配電線路進行聯接，以此構成企業的高壓供電系統，從而為企業各部門用電提供服務。
1 供電系統概述
1.1供電系統的定義
供電系統即是由能產生電能的電源系統和輸送給用電的輸配電系統共同構成。主要能分為三種，分別是TT、TN、IT。供電企業電力系統中的重要組成部分就是供電系統，是按照規定的接線方式將配電線路和電氣設備有機結合；供電系統的電能來源于電力系統，通過對電能進行合理變換、分配及輸送等，將電能安全、有效、實時的輸送到各個用電場所，而后利用相關的電氣設備來控制用電場所的運行狀態，最終使電能服務于人民日常生產、生活及社會經濟發展。
1.2供電系統現狀
配電線路和變壓器配置不合理，大型工、礦企業供電系統中電力變壓器與配電線路耗能最多，這主要是由市場需求變化和企業生產工藝變化而決定的，通常最為常見的情況就是設計配置的電力變壓器容量無法與企業實際負荷所匹配，例如變壓器損耗大、容量大、負荷率小；配電線路長短不一，不規范、不合理；這些均是造成線路損耗加大的主要原因。
當前，在我國工、礦企業中普遍存在用電設備和供電線路陳舊老化情況，例如變壓器、壓縮機、電動機、電焊機機等，這些用電設備和供電線路在日常運行時電能耗損大且效率低下，導致過多的電能資源被浪費。此外還有瞬變電壓、浪涌電流、諧波以及供電電壓不穩定等，這些因素均會對工、礦企業供電系統的正常運行及用電的安全、有效、實時造成極大的影響。
2 供電系統中存在的問題
（1）節能增效技術不完善，導致節能增效設備成本投入過大且不易回收；（2）節能增效設備操作較為繁瑣，導致工作量加大，出于經濟利益考慮，便將這些設備棄之不用；（3）供電系統相關工作人員檢查力度不足及技術水平有限，由于供電系統具有復雜、專業技術性強等特點，一旦發生故障，不僅無法及時發現且修復耗費的時間也較長、較困難；（4）部分供應商供應的系統設備不合格，易發生故障；（5）供電系統中的配電線路過長及布局零亂，這樣極易產生干擾和出現人為事故；（6）電力產品質量不合格，配置不合理，導致系統時常發生不明故障。
3 加強供電系統節能增效的有效措施
3.1供電系統節能增效技術措施
3.1.1加強配電網規劃和建設力度
供電企業應加強配電網規劃和建設力度，并以提高當地電網供電可靠性、有效性、實時性以及降損增效為原則并結合供電企業和當地實際建設發展狀況不斷對配電網網架結構進行優化。在進行配電網建設時，應將節能降損增效提高到足夠重要的工作層面上，加大對節能降損增效項目的投資力度并貫徹落實該項目，從而做到以有限資源獲取最大經濟消耗。
3.1.2加強配電系統自動化建設
配電系統自動化建設能進一步實現供電系統節能降損增效的目標，提高供電企業服務質量，還能降低線路冗余容量，節省供電企業對線路的投資。所以供電企業應加強配電系統自動化建設，同時不斷學習國內外先進經驗，并進行深入研究，結合供電企業特點發展出適合自身的自動化配電系統，從而為供電系統的節能降損增效提供有力的支持。
3.1.3做好用電設備檢修和輸配電線路維護工作
供電企業應做好用電設備檢修工作，以降低停電次數與時長，從而提高服務質量；還應做好輸配電線路維護管理工作，防止或減少電能泄漏。用電設備檢修和輸配電線路維護工作主要內容有對用電設備進行嚴格的檢查、維修并定期進行清掃和更換絕緣子，對輸配電線路進行定期維護，修剪樹枝，測量接頭電阻，不管是用電設備還是輸配電線路都應做到定期檢修、維護，做到及時發現問題迅速解決。
3.1.4采用先進技術，促進電量遠傳工作
供電企業應積極采用并大力推廣各種先進手段，例如自動化配電系統、集中抄表系統、在線監測系統在線監測系統等，以此促進電量遠傳工作更快速、有效的完成。電量數據能為線損工作提供重要依據，實現電量數據遠傳有助于提高線損管理水平。供電企業應加強變電站電量遠傳系統建設工作，并最大程度開發利用電量遠傳的系統功能，從而促使電量遠傳系統功能更完善、更有效。
3.2供電系統節能增效管理措施
3.2.1加強線損管理工作
供電企業應加強線損管理工作，以此從根源上降低電量損耗，制定針對性的電量降損計劃，逐漸實現電量數據遠傳，以此提高供電量數據同時率，減小線損率波動。不斷完善線路考核計量裝置，對線損率進行統一規范，實行量化考核，做到責任到人，并建立有效的獎懲機制，根據考核結果執行考核機制。此外，供電企業還應加強線損預測分析和理論計算工作，以便對供電系統電網運行損耗情況進行充分掌握，對降損方向有明確了解，從而為制定科學合理的降損方案和年度降損計劃提供重要依據。
3.2.2加強計量管理
供電企業應加強計量管理并加大對計量裝置的投入力度，以此提高計量的精準度，確保計量的準確性。供電企業應被市場淘汰的電能表進行全部更換，并不斷優化升級低壓電流互感器。對計量裝置進行合理改造，采用將電能表集中安裝于專用表箱、專用計量柜的方式，以此防止竊電情況的出現；對低壓電力用戶安裝漏電保護開關；對高供高計用戶采取使用高壓計量箱并配備磁卡表的方式。此外，供電企業還必須定期對計量裝置進行檢查和輪換，采取定檢、抽檢有機結合的手段，以此確保計量的準確性。
3.2.3開展普查活動，加強反竊電工作
（1）供電企業應積極組織開展營業大普查活動，采取定期或不定期的突擊檢查，對偷、漏電情況、電力用戶帳卡、電表、接線等進行重點檢查；并加強對臨時用電的檢查，對電能表和計量裝置的檢查，做到現場實測電能表，現場核查電能表底數，對電能表接線、電壓和電流互感器進行檢查，以此提高供電企業抄收和計量的準確性，提高其業務經營管理水平。
（2）供電企業應加強反竊電工作，并嚴格按照相關法律法規對竊電行為進行嚴厲打擊。加強電力營銷部門的管理，并建立有效的管理體制，促使每個職工在實際工作中做到相互監督、相互制約。加強用電營銷稽查，充分發揮營銷稽查作用，同時加強對電力營銷部門的監督。加大用電宣傳教育力度，促使供電企業的所有職工和人民群眾對用電知識有足夠的了解，并要求人民群眾積極配合從而共同創造出一個安全、有效的用電環境。此外，供電企業還應建立健全完善的反竊電機制，并邀請公安機關、檢察機關等密切配合，共同打擊竊電犯罪。
結語
綜上所述，對供電企業供電系統節能增效技術進行分析與探討具有十分重要的意義。不僅能提高供電企業服務質量，增加企業經濟效益與社會效益，還有助于促進電力事業的可持續發展，從而有助于實現我國節能減排的宏偉目標。
參考文獻
[1]唐整生.供電企業供電系統節能增效技術淺析[J].化學工程與裝備，2011，04：99-101.
節能增效措施范文第3篇
【關鍵詞】注水 節能增效 潛力
油井開采后期，由于壓力降低或石油黏稠帶來開采困難，多通過注水理提高地層壓庫力，提升采油效益。然而許多注水系統設施存在問題，導致注水工作產生的能耗大，效率低，所以分析現階段油田注水中存在的問題，并采取合理措施改進，優化注水的地面配套工作，挖掘節能增效的潛力成為采油工作者面臨的課題。下面就圍繞這個問題談談筆者的看法。
1 影響油田注水系統效率的因素分析
油田注水系統，結構復雜，系統龐大。受到影響的因素有許多，總體來講，導致效率降低的原因主要有如下方面：
（1）電動機型號有匹配問題。某些油田所采用的電機型號在電機功率的選擇問題上出現偏差，主要是和注水泵型號不相匹配，結果出現了電機出力不足問題，電機損耗過大，俗話叫大馬拉小車，導致無功功率的損失過大。
（2）注水泵的效率偏低。根據有關數據的調查分析，現除段注水泵的平均效率并不太完美，主要為總效率的百分之七十二，這一點明顯偏低，離總公司要求的百分之七十五再差三個百分點。而相比來言，國外在注水泵運行的效率方面，其效率幾乎達到百分之八十。分析其原因發現，導致泵效低的主要問題有：一是注水泵牽扯到多種因素出現泵體本身效率低下，二是在注水泵的型號選擇與配套問題上出現事故，比如泵管的壓差大，導致出現節流損失，能量損失嚴重的現象，這些問題不容忽視。
（3）注水系統管網設計較為復雜，造成能耗損失過大。導致能耗損失大注水管網能量損耗主要是管件的沿程阻力損失和局部阻力損失，如閥門三通等，它們都與流量輸送距離和流速平方成正比。主要表現在：注水系統是由大量的簡單管元部件組成一個復雜大系統。由于各油田注水系統的差異，系統內管件數量是不確定的；且對于同一類管元部件，其參數又是千差萬別的，從而導致在計算過程中需要分別研究。
注水站在布局上存在不合理現象，有些注水站的注水半徑過長，都能達到十幾公里左右，長距離導致由注水站至注水井的壓降達到三點五兆帕，甚至還要多，這里面，泵管的壓差控制約一兆帕，配水間內控制約一點五兆帕，其余為沿程阻力損失。
（4）注水系統某些環節匹配不合理。一是注水系統效率較低。由于注水泵的管網之間存在匹配不合理現象，比如注水站與管網，以及閥門等配置也有不合理，出現注水泵的運行偏離高效區，注水系統較低。二是為滿足不同時期、不同開發階段的部分油田對于注水量的變化存在不同要求的現狀，注水站要頻繁地調整注水系統的生產方案。而有些生產方案的調整可能存在問題，比如，多數注水系統的運行要靠注水管理人員的主觀認識和主觀經驗來判斷，缺乏嚴格系統科學的程序或方法，從而導致出現生產方案不夠合更，不能及時保證注水系統在比較優化的狀態下工作，從而導致系統的效率比較低下。而有時候，注水系統中的系列參數又不能及時圍繞油田注水實際的變化而調整，因此導致問題頻發。
2 優化注水地面配套，挖掘節能增效潛力的措施
（1）提高注水泵效率，合理匹配電機。要想提高水泵的效率，應該盡量減少機械摩擦和漏水量，并力求改善過流部分的設計和提高制造、裝配質量。而在進行注水工藝設計時則應做到合理選用高效大排離心注水泵大排量離心泵的過流面積大，阻力小，容積效率和水力效率也較小排量泵有顯著提高。因此，選擇大排量泵是提高注水泵效率最有效的途徑之一。油田開發早期，由于注水量較小，多選用排量較小的一一注水泵，該泵運行效率一般不大于，注水耗電指標也大大超過總公司要求。隨著油田進入開發中后期，注水量大幅度上升小泵很難適應這種變化。因此，應適時根據注水系統的需要，優先選用高效大排量注水泵。筆者單位新民采油廠根據設計規模，在6#站規劃設計時進行了兩種泵的對比，采用離心泵需用2臺，采用柱塞泵則需4臺泵。經過計算分析，采用一離心泵注水耗電遠遠大于采用柱塞泵耗電，后者的耗電明顯低于前者，選用柱塞泵，淘汰低效離心泵，使泵效提高了。
（2）改造老式離心泵。注水站大多采用低效小排量注水泵。在注水量增加不大或全部換型不現實的情況下，可結合泵的大修采取技術改造辦法，提高泵效，實現節能。調整注水泵的級數。注水泵泵壓大多是根據地質部門提供的注水壓力這一基礎數據計算得出的，但此壓力往往高于實際需要的注水壓力。尤其是經過一段時間的采油之后再轉注時，需要的壓力更低。當運行泵壓超過注水壓力并大于泵的單級葉輪產生的壓力時，即可撤級。因為注水耗電與泵壓成正比，撤級即是降低泵壓，可以收到明顯的節電效果。
（3）合理井站布局，采用低壓供水。通常情況下，一旦油田面積太大，而又僅安裝一臺注水泵，就會導致高壓管線變長，從而造成管網損失過大，如果區塊中的壓力不同步，根據能夠滿足高壓區塊的設計要求，泵壓的損失會尤為明顯。這就要經過經濟技術之間的比對，進行集中低壓供水，當然也可以單獨設置注水站的小站加以注水。新民采油廠在井站布局改造設計時，通過一座注水站提供合格水，并經過低壓送到三座注水站的小站注水工藝。經過實踐探索，發現管網的效率比改造前提高了不少，可見采用低壓供水對于節能增效來講，是完全可行的。如：吉林油田新民采油廠3#注水站、6#注水站采用了單獨設置注水站的小站注水流程，減少了管網損失，同時滿足了高壓區塊的注水需求，泵壓損失明顯減少。
（4）做好注水規劃設計減少管網損失。要遵循整體降壓、分區分壓、局部增壓、合理搭配的原則。提高管網效率的一條基本原則是注水站泵壓與所轄范圍內的注水井井口壓力有一個比較經濟合理的匹配值，以使其沿線壓力損失最小，又能滿足注水壓力的要求。如個別區塊注入壓力遠超其他臨近區塊，屬于高壓注水井，將少數高壓井采取局部增壓和分區分壓的注水工藝，利用增注泵，將原不能滿足注入壓力需求的低壓注入水，分段提高注入壓力，解決了個別區塊注入壓力高過的問題。
（5）選用耐腐蝕材料。大多數油田的注入水腐蝕性都較強，隨著泵過流部分的腐蝕，容積效率也大大降低，整體泵效下降很快。因此，選擇合適的泵體材料至關重要。另外還要合理匹配電機，選擇節能型高效電機。
3 結束語
綜上，筆者圍繞著四大方面談了油田注水中存在的問題，并通過五點措施進行優化，通過采取合理措施改進，以實現優化注水的地面配套工作，挖掘節能增效的潛力。希望筆者所談能為此問題的解決起積極作用。
參考文獻
[1] 張黎.油田注水系統節能措施分析[J].中國石油和化工標準與質量，2011，（07）
[2] 江林，竇紅梅，吳紅偉，傅紹斌.尕斯油田注水系統腐蝕原因和影響因素研究[J].廣州化工；2011，（12）
節能增效措施范文第4篇
關鍵詞：先進控制；節能；化工過程
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）31-0204-03
Advanced Control Technology to Promote Energy Conservation of Chemical Production For Refining & Chemical Company
TANG Juan
（Lanzhou Research Institute of Petrochemical Industries Co， Lanzhou 730060， China）
Abstract： In recent years， facing tremendous pressure in the energy consumption and energy efficiency levels for the petrochemical plants， advanced control and optimization technology as an energy saving technology measures has been successfully applied in Lanzhou petrochemical chemical production process， which play an important role in the energy saving and efficiency. First， this paper introduces the technological base to realize energy saving and efficiency， including soft measurement technology， multi variable predictive control， and advanced control and conventional control’s Synthesis and integration. And then ， it discusses in detail the typical application of advanced control and optimization technology in the process of chemical production， focusing on Acrylonitrile Unit， Aromatics Unit， Ethylene Unit， and Polypropylene Unit.
Key words： advanced control technology； energy conservation； chemical production
1 概述
國家“十二五”規劃提出了節能減排的目標和要求，石油石化等高耗能行業企業到2015年末完成單位GDP工業增加值能耗分別比2010年下降18%，主要污染物排放總量減少10%的目標。規劃明確提出石油化工行業節能途徑與措施：全面推廣大型乙烯裂解爐等技術；重點推廣裂解爐空氣預熱、優化換熱流程、優化中段回流取熱比、中低溫余熱利用、滲透汽化膜分離、氣分裝置深度熱聯合、高效加熱爐、高效換熱器等技術和裝備；示范推廣透平壓縮機組優化控制技術、燃氣輪機和裂解爐集成技術等；研發推廣乙烯裂解爐溫度與負荷先進控制技術、C2加氫反應過程優化運行技術等。針對乙烯、芳烴、合成材料及單體等石油化工行業重點產品提出了指導性節能措施。
石油化工行業面臨嚴峻的節能減排形勢，“十二五”是實現節能減排約束性目標的關鍵時期。石油化工行業節能減排工作開展需全方面行動，加強能源管理，開發節能生產工藝、節能設備與技術評價、能源管控人才培養等方面同時進行，實現石化工業的可持續發展。除節能管理措施外，節能減排技術的突破是石油化工行業降低能耗的關鍵。近年來，隨著某蘭州石化公司“十一五”、“十二五”信息化發展規劃的建設與實施，先進控制與優化、能源管理系統（EMS）、流程模擬及生產全過程評估、排產系統等信息化技術在化工過程節能降耗中得到廣泛應用。先進控制與優化技術在多套重點裝置的成功實施在促進化工生產過程節能增效中發揮了重要的作用。國外先進的石油化工企業已經走在該領域的前沿，應用實踐表明先進控制技術應用廣泛、運行水平良好、投用率高、效果明顯、投資回報率高，是實現節能降耗、減排增效的良好技術手段。
2 先進控制實現節能增效的技術基礎
2.1軟測量技術簡介
軟測量技術基本思想是把自動控制理論與生產工藝過程有機結合起來，應用特定的計算機技術，針對一些難以測量或暫時不能測量的重要變量，選擇另外一些容易測量的變量，通過構成某種數學關系來推斷和估計，以軟件來代替硬件（傳感器）功能，它的核心技術是建模。這類方法具有響應迅速，連續給出主導變量信息，且具有投資低、維護保養簡單等優點。現階段工業過程的軟測量實現流程主要包括：輔助變量的選擇、過程數據的預處理、軟測量的建模和模型的校正。
2.2預測控制技術
預測控制有三個基本特征：模型預測、反饋校正、滾動優化。預測控制是一種基于模型的控制算法，這一模型稱為預測模型。預測模型的功能是根據對象的歷史信息和未來輸入預測其未來輸出。狀態方程、傳遞函數這類傳統的模型都可以作為預測模型。對于線性穩定對象，甚至階躍響應、脈沖響應這類非參數模型也可直接作為模型使用。此外，非線性系統、分布參數系統的模型，只要具備上述功能，也可以在這類系統進行預測控制時作為預測模型使用。
反饋校正的形式是多樣的，不論采取何種修正形式，模型預測控制都把優化建立在系統實際的基礎上，并力圖在優化時對系統未來的動態行為做出較準確的預測。因此，模型預測控制中的優化不僅基于模型，而且構成了閉環優化。為了在模型失配中時有效地消除靜差，可以在模型預測值的基礎上附加一個誤差項。在預測控制中使用一種反饋修正法，即閉環預測。
預測控制中的優化是一種有限時段的滾動優化。在每一采樣時刻，優化性能指標只涉及從該時刻起未來有限的時間，而到下一采樣時刻，這一優化時段同時向前推進。因此，預測控制不是用一個對全局相同的優化性能指標，而是在每一時刻有一個相對于該時刻的優化性能指標。不同時刻優化性能指標的相對形式是相同的，但其絕對形式，即所包含的時間區域是不同的。因此，在預測控制中，優化不是一次離線進行，而是反復在線進行，這就是滾動優化的含義。
2.3先進控制與常規控制的集成
1）軟硬件平臺
先進控制系統一般建立在集散控制系統（DCS）之上實施，采用先進控制上位機方式實現。多變量控制系統的輸入輸出變量可分為被控變量、操縱變量和干擾變量，先進控制上位機選用可24小時運行的服務器，為先進控制提供相關運算運行環境，具體操作在DCS中實現。先進控制硬件系統由先控服務器和工程師站兩臺上位機、網絡交換機、DCS應用站下位機構成。上位機通過網絡交換機與DCS應用站連接在以太網上，由于上位機與下位機通過OPC標準協議建立了數據傳送的物理鏈接，先進控制系統與DCS控制站實現了數據傳送的物理鏈接。根據各裝置生產工藝特點，選用合適的先進控制軟件平臺。
2）先進控制與集散控制（DCS）無擾切換
先進控制器通常運行在上位機上，其輸出的操作變量為DCS上PID回路的設定值。在常規控制時，PID回路由操作人員手工設定。APC控制器的輸出作為PID基本回路設定值的前提是當前調節回路處在先控運行狀態，這樣就存在先控運行模式和常規運行模式兩種運行模式之間的無擾切換問題。先進控制操作界面、邏輯切換及有關保護程序在DCS中實現，即保證了先控系統運行時生產裝置的安全，同時又滿足了操作人員的操作習慣。根據生產裝置對先進控制系統的安全要求，在DCS中建點并實現安全切換程序。
3 先進控制技術在煉化公司化工生產中的典型應用
目前，先進控制與優化技術已經在蘭州石化公司生產過程中的11單元、500萬噸/年常減壓、550萬噸/年常減壓、300萬噸/年重催、烷基化、連續重整、延遲焦化等裝置，以及化工生產過程的苯乙烯裝置、40萬噸/年芳烴抽提裝置、乙烯裂解爐、丙烯腈裝置、聚丙烯裝置和丁二烯裝置等重點裝置得到成功應用，為煉化行業帶來了顯著的經濟效益和社會效益。下面是著重論述先進控制技術作為工業節能新技術在蘭州石化石化公司化工生產過程中的典型應用情況。
3.1先進控制技術在丙腈烯裝置中的應用
蘭州石化公司丙烯腈裝置采用美國索荷俄公司丙烯氨氧化專利技術，將丙烯、氨和空氣按一定比例在鉬系催化劑作用和一定溫度、壓力條件下在流化床反應器中進行氧化反應得到主產物丙烯腈及副產物乙腈、氫氰酸等。裝置采用丙烯、氨、空氣為原料，在硫化床反應器中通過催化劑制得丙烯腈，裝置生產能力為3.12萬噸/年，裝置分合成、分離、后處理、乙腈四個工序。
針對丙烯腈反應器控制情況和用戶的需求，設計反應器溫度和進料量先進控制的方案。反應溫度的主要控制手段是26組撤熱水，微調（反應溫度小于5℃）可以通過丙烯進料量實現。廣義預測控制（GPC）的被控制變量為反應溫度，GPC的控制量為丙烯進料量的調整值，這個調整值與丙烯進料量的設定值（車間生產任務決定）相加作為實際的丙烯進料PID回路設定值，通過微量的丙烯流量變化達到調整反應溫度的效果。通過對反應器運行機理及歷史數據分析，建立了反應溫度、丙烯進量、氨進量、空氣進量、反應壓力及飽和蒸汽壓力的GPC控制，將反應溫度控制在0.5℃之內，平穩操作，提高丙烯腈的收率。對丙烯腈裝置流化床催化反應器進行操作優化，考慮到丙烯腈流化床反應器的復雜性，在項目實施過程中采用了基于多元逐步回歸分析的在線優化。建立丙烯腈產量的Hammerstein模型，再計算滿足各種約束條件的反應器優化操作參數。
根據項目驗收標定數據，在常規操作時溫度運行方差為0.08，溫度最大波動1.15℃；在GPC控制時溫度運行方差為0.01，溫度最大波動0.4℃。兩組運行數據比較，反應溫度方差減少了88.2%。在一定的反應器負荷下，在線優化方法，計算出相應的優化操作參數，調整反應器操作參數的設定值，從而改善反應器的操作條件，能夠自動跟蹤反應器負荷、工藝條件和環境等不確定因素，使反應器一直處于良好的工作狀態，實現在線優化，使反應器工作在最優的操作條件下，達到了降低原料丙烯、氨的單耗，抑制副產物生成，降低催化劑損耗，延長催化劑壽命，提高丙烯腈收率。
3.2 先進控制技術在芳烴抽提裝置中的應用
40萬噸/年芳烴抽提裝置是蘭州石化公司大乙烯裝置配套項目，采用北京金偉暉工程技術有限公司研發的SUPER-SAE-Ⅱ芳烴抽提技術。以乙烯副產裂解汽油經加氫后的加氫汽油為原料，經抽提、精餾后生產三苯。裝置于2007年6月29日建成投產。由抽提單元、精餾單元、溶劑再生單元、輔助單元、蒸汽及冷凝水單元五個單元組成。
芳烴抽提裝置先進控制系統建立1個大的APC-Adcon控制器來對裝置進行控制。整個控制器由提單元、水循環系統、精餾單元三個部分組成，包括7個子控制器。抽提單元由抽提塔子控制器、汽提塔子控制器、回收塔子控制器構成，精餾單元針對苯塔、甲苯塔、二甲苯塔設計了3個子控制器。裝置的經濟目標通過多變量模型預測控制和過程參數平穩控制基礎上的“卡邊”優化來實現。
根據用戶方提供裝置標定報告，芳烴抽提裝置先進控制系統使裝置重要運行參數運行方差減小40%以上；主要產品（苯、甲苯及混合碳八芳烴）產率由投用先控前的98.7%提高到目前的99.03%，提高了0.33%；裝置綜合能耗下降0.76kgEO/t加氫汽油，降低了能源消耗量；溶劑消耗量降低1%以上。
3.3 先進控制技術在乙烯裝置裂解爐中的應用
46萬噸/年乙烯裝置裂解爐采用KBR和ExxonMobil共同開發的SC-1型管式裂解爐。可以加工處理石腦油、加氫尾油、LPG、丙烷、循環乙烷/丙烷等五種原料。裂解爐的工藝流程可分為原料預熱、對流段、輻射段、高溫裂解氣急冷和熱量回收等幾個部分。
乙烯裂解爐先進控制系統以模型預測控制為技術手段，為每臺裂解爐設計了一個平均COT溫度控制器，一個裂解爐管出口溫度平衡控制器及總進料流量提、降量控制器。
整個5臺裂解爐先進控制系統正式投入運行后，經生產裝置連續運行考驗，控制系統反映出良好的動態和穩態性能，改善了裂解爐的運行狀態，提高了控制品質，大幅度降低了操作人員的勞動強度。根據裝置連續運行的結果，通過對比先控投用前后的標定數據，取得如下控制效果：平均COT溫度波動幅度由投用前的士5℃左右下降到士1℃，大干擾時，由原來的土10℃下降到±3℃以內；管間溫差由原來的6℃左右下降到2℃以內，溫度的波動小了，超高溫現象減少。
3.4 先進控制技術在聚丙烯裝置中的應用
30萬噸/年聚丙烯裝置采用意大利Basell公司的Spheripol-Ⅱ代聚丙烯工藝技術，2006年10月建成投產。裝置設計生產能力為30萬噸/年聚丙烯顆粒，年操作8000小時，可生產均聚物（56個牌號）、無規共聚物（21個牌號）、抗沖共聚物（26個牌號）共103個產品牌號，產品用途覆蓋面廣，技術指標先進。
先進控制系統采用多層次結構。由軟測量系統根據軟測量機理模型，利用DCS常規控制層提供的生產過程的實時可測數據計算控制熔融指數、等規度和懸臂梁沖擊強度等聚丙烯產品重要的質量指標。先進控制層根據基于機理分析的狀態空間模型，利用軟測量提供的質量指標以及DCS常規控制層提供的生產過程實時數據進行預測和控制，實現質量指標的閉環控制，針對200單元的R200單環管預聚合反應器和R201、R202雙環管聚合反應器以及400單元氣相聚合反應器實施先進控制，控制器包括反應溫度、反應密度、氫氣濃度、熔融指數、等規度、反應器壓力、懸臂梁沖擊強度、乙烯含量等16個被控變量。同時，以催化劑作為操作手段對丙烯聚合產量進行“卡邊”約束優化。自動牌號切換系統通過先進控制系統和常規控制系統實現各個牌號的自動切換，聚丙烯裝置重點實施T38F、T30S、T28FE等三種熔融指數相近牌號的切換控制與配方管理。
在保證產品質量前提下，穩定了反應器反應溫度，減少夾套水水量，節省燃料氣消耗量，起到節能節水作用。根據標定數據，R201與R202反應溫度投用先進控制前后方差分別減少28%、26%，R201與R202反應密度投用先控前后方差分別減少25.7%、26.9%，R201與R202熔融指標投用先控前后方差分別減少26.6%、26.7%。產品質量指標實現閉環控制，穩定提升了產品質量，通過產量優化控制，提高了裝置處理量，增加了經濟效益。牌號切換過程以最優的路徑平滑協調地完成切換過程，減少了牌號切換時間及過渡料，牌號切換時間減少了30%以上。
4 結論
在建設節約型社會、循環經濟、綠色工廠的要求下，石化企業在節能減排方面面臨巨大壓力，但節能降耗也有很大潛力空間。相對節能管理措施，節能技術措施對節能目標更重要，先進控制技術作為新節能技術在節能降耗方面的作用不容忽視。先進控制技術已經在蘭州石化公司化工生產過程得到廣泛成功應用，先進控制保證過程參數的穩定，并達到比常規控制精度要高的技術指標，從而穩定生產、提高產品質量，而在線優化（RTO，Real Time Optimization）與MES（ManufacturingExecutionSystem）、ERP（Enterprise Resource Planning）、APS（Advanced Planning System）等信息化技術的結合應用，能夠實現裝置操作優化使裝置長期處于最優或良好的狀態，有效推動企業生產安全、自動化和信息化程度、節能減排、增產增效等目標的實現，是化工過程節能增效的加速器。
參考文獻：
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節能增效措施范文第5篇
【關鍵詞】節能降耗降本增效供水企業
城市供水是一個高成本低收益的行業，許多城市供水企業均存在不同程度的虧損。供水生產成本主要集中在能耗和生產物資消耗兩大塊，約占供水企業生產成本的65%以上。如何在企業管理上下功夫，把成本管理做精做細，在保證安全、優質供水的前提下，千方百計的降低供水生產過程中的能耗和生產物資消耗以及提高供水回收率，是我們供水企業降本增效的有效途徑。下面就節能降耗方面發表一下個人見解。
加強企業管理，強化全員節能降耗意識
在企業管理中，節能降耗不但需要企業領導的高度重視，而且應該積極發動企業全員參與，要讓員工充分認識到節能降耗的意義所在，將員工的切身利益和節能降耗工作緊密的聯系起來，讓節能降耗成為企業全員的自覺行動，企業節能降耗工作才能真正高效的開展起來。供水企業可以通過以下兩個方面來加強全員的節能意識。
1、進行廣泛的節能降耗宣傳。在企業利用形式多樣宣傳方式，如：標語、節能降耗座談會和節能報道等，讓企業員工充分認識到節能降耗工作的重要性。在節能降耗的宣傳工作中，要讓企業全員明白以下幾點：⑴節能降耗是貫徹執行我國基本國策，建設節約型社會的必然選擇，是落實科學發展觀的本質要求。⑵節能降耗是企業降本增效和企業自身發展的客觀要求，與每個人的切身利益息息相關。⑶節能降耗是企業和社會經濟發展的一項長期戰略任務，需要每個人堅持不懈，長期參與才能做到企業高效、節能和可持續發展。⑷領導對節能降耗工作的高度重視。
2、加強企業管理，嚴格考核制度，將節能降耗與員工切身利益相結合，提高員工參與的積極性。節能降耗工作的落實如果只作宣傳，不與員工切身利益相結合，就會讓員工覺得節能降耗只是喊喊口號而已，是一個很抽象化的概念，完全是一件事不關己的事情，根本沒有熱情去參與。節能降耗工作的落實可以通過與車間、班組簽訂節能降耗考核指標，嚴格指標考核，建立獎懲制度；對節能降耗做出突出貢獻的單位和員工給予重獎，讓員工感受到節能降耗與切身利益息息相關，從而可以更好的提高員工參與的積極性，刺激員工不斷提出挖潛和節能降耗的合理化建議。
加強節能技術應用，降低生產電耗
電耗在供水企業生產成本中約占50%左右，控制好電耗可以大大降低供水企業的生產成本。供水企業降低電耗的措施很多，只要運用得當，對供水企業的降本增效和推進企業的可持續發展具有非常重要的意義。
1、變頻調速技術的應用。隨著工業技術的快速發展，變頻調速技術以其優異的節能效果已廣泛應用于工業企業。供水企業多在加壓泵站使用變頻調速，根據實踐結果證明，節電率一般在10%～20%。隨著人們節能意識的不斷加強以及對運行的可靠性要求越來越強，建議在加壓泵站采用變頻恒壓供水技術，在使用變頻調速的過程中增加電子壓力監測裝置，通過可編程控制器（PLC）調節以控制單臺或多臺水泵機組并聯運行，完成供水壓力的閉環控制，在管網流量和壓力發生變化時實時調節水泵機組運行方式，從而將管網壓力穩定在要求范圍，達到恒壓供水的目的。變頻恒壓供水，不但節約了能耗，而且保證了管網水壓的穩定，提高了用戶的用水質量。
2、選用適合的高效節能型水泵、電機。在供水企業中，供水設備的選型非常重要。首先，水泵設備選型要通過認真細致調查用戶的用水量和壓力需求情況后，選用在最佳工況下運行能夠滿足用戶需求的高效節能設備；水泵流量和揚程在滿足用戶最高日平均需求的情況下，設5%～10%左右的富裕量，并增設變頻控制。其次，所選設備臺數不易過多，在供水量比較穩定的泵站（如：源水取水泵站），供水壓力一定的情況下，最好選用大流量水泵，盡量避免多臺小流量水泵并聯運行；用水不均勻，流量變化大時，宜采用多臺水泵并聯運行，一般不超過3～4臺（其中1臺采用變頻調速，其余采用恒速運轉的方式搭配運行）。最后，所選水泵和電機要匹配，一定要避免大馬拉小車或小馬拉大車的現象發生。
3、采用無功補償設備提高功率因數。
供水企業一般在各泵站都設有配電系統，供水企業可根據自身企業的特點，采用低壓或高壓電容進行無功補償，采用無功補償對保證電能質量，降低電能損耗，提高設備利用率具有重要的作用和意義，功率因素一般維持在0.95左右較好。
4、根據用水量的變化情況，靈活調配供水壓力。
對于用水量季節性變化或時變化較大的供水企業，建議根據季節和高低峰用水時段的用水量不同，合理調配管壓。首先，查找管網末端多個最不利供水用戶點，安裝管網壓力遠傳裝置，將管網壓力信息傳入供水調度中心，以便實時監測管網末端壓力變化情況。其次，根據供水時段的不同，在保證用戶點壓力穩定的情況下，在用水量高峰時期，適當調高供水壓力；在用水量低峰時期，可適當調低供水壓力。根據用戶壓力情況采用靈活調配供水壓力的方式，不但可以滿足用戶的用水需求，而且節能效果較為顯著，并且對降低管網的漏損率也有一定的作用，從而可在多方面達到節能降耗的目的。
完善生產工藝，降低生產過程中的物資消耗
供水生產過程中的物資消耗主要集中在凈水劑和消毒劑兩大塊。在凈水劑的使用方面，首先，水處理構筑物的設計要合理，在滿足水處理要求的情況下，一定要采用混凝和沉淀效果較好的反應池（如：網格反應池）和沉淀池（如：斜管沉淀池）；也可以采用多種混凝和沉淀相結合的水處理方式（如：前端為網格后端為折板相結合的反應池，平流式沉淀池末端增加斜管沉淀等），以達到更佳的水處理效果。其次，在每批新使用的凈水劑投加前進行混凝攪拌試驗，以確定最佳的投用量，并制作凈水劑投加量參考表，以供員工參考投加。最后，在適當的情況下（如：低溫、低濁度時）合理使用助凝劑，也可以達到降低凈水劑使用量的目的。
在消毒劑投加方面，以氯氣消毒為例，一般分為預加氯、前加氯、清水池入口加氯和吸水井補加氯幾種方式相結合進行自來水消毒殺菌。氯氣消毒一定要根據水質和季節性的變化適時調整，如夏季源水中的藻類較多，可采用預加氯殺滅微生物和藻類，冬季沒有藻類等則可不投加。清水池入口加氯量可不必太高，一般保證清水池余氯在0.3～0.5mg/L即可，因為清水池內加氯量大揮發量也大，容易造成浪費；出口余氯不足部分可采用吸水井補加氯的方式進行余氯補充，這樣可有效避免氯氣的揮費，保證管網的有效余氯量，從而達到節約消毒劑的目的。
強化供水管網和計量收費管理，降低供水損失率
我國城市供水企業隨著城市的發展不斷壯大，供水管網也隨著城市規模增長而不斷擴大，當前我國許多城市老城區的部分供水管道老化嚴重,管道內壁腐蝕結垢,輸水能力減退,超期服役的管網占總管網長度平均達到10%以上,管道漏損率逐年增高,致使每年有大量自來水白白流失浪費。國家建設部確定的管網合理漏損率應小于12%,而實際上許多城市管網漏損率遠高于此，嚴重的高達20%以上。強化供水管網和計量收費管理，降低供水漏損率,減少水量損失是供水企業節能降耗、降本增效最直接有效的措施。
1、加強供水管網管理隊伍的建設。設立專業的供水管網維護管理隊伍，明確和細化管理范圍、職責和考核辦法。建立健全供水管網資料，在供水管線經過的路線都設置明顯標識（界碑），組織巡視人員每天對管線進行巡查,對管網的跑、冒、滴、漏以及管線附近施工情況等進行匯總和監察，組織維修隊伍進行及時維修和與施工方進行及時溝通，防止施工隊供水管線造成的不必要損壞。加強用水監察，組織用水監察單位對違章用水進行嚴格執法,打擊盜水行為。加強供水管網管理隊伍的技術能力培訓，配備相關的探漏設備,培養專業的探漏人員,提高檢漏率,達到有效控制暗漏的目的。
2、提高水表計量的準確度。新水表在安裝前要經過專業的計量檢測中心進行校核，合格后才能安裝。對使用年限較長和計量不準確的水表要及時更換或維修；對于用水量變化較大的用戶，可采用復式水表進行計量，從而提高計量的準確度。
3、提高抄表、收費人員的工作質量。對抄表、收費采取專人分片區負責的管理方式，并對水量回收率采取嚴格的獎懲制度。抄表、收費人員對所管范圍內的用戶用水性質每季度都要進行一次認真、細致的摸底，對改變用水性質的用戶要及時調整收費標準；并認真做好欠費用戶的水費、滯納金、罰款的追收工作等。
其他方面
