基于能量集成的水系统优化技术研究进展.pdf

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1、技柬·应用，Technology&Application基于能量集成的水系统优化技术研究进展刘富余于型伟李瑞臻。刘博(1．中国石油天然气股份有限公司规划总院；2．中国石油大学(北京)新能源研究院)摘要炼化企业是用水大户，我国炼化企业的主要用水指标与国外先进水平还存在一定的差距，有较大的节水潜力。水系统优化技术可最大化实现节水，引起了国内外学者的广泛关注。对水系统优化技术进行了概述，重点分析了基于能量集成的水系统优化技术的研究进展，并对今后的研究工作进行了展望关键词炼化企业水系统优化能量集成D0l：10．

2、3969／i．issr1．2095-1493．2014．012．007水回收利用、循环水系统优化以及污水处理回用等引言措施，节水工作取得了长足进步。炼油乙烯、合成水是人类生存和社会发展不可或缺的重要资氨等化工代表性产业的节水减排也取得较大进步，源，水资源的合理利用已成为全球面临的严峻挑但是与国际先进水平甚至国家节水型企业标准的要战。我国人均水资源占有量只有2300m左右，仅求还有一定差距，还有较大的节水潜力，具体指标为世界人均水资源占有量的四分之一，是全球l3情况见表1和表2[]-21。个人均水资源最贫

3、乏的国家之一。目前全国城市中表1国内外炼化行业主要用水指标对比有约三分之二缺水，约四分之一严重缺水，全国年项目2010年国内平均水平国际先进水平平均缺水量超过500X10。m，水资源短缺严重限制了我国经济社会的可持续发展。国家高度重视节水减排工作，自“十五”以来，先后制修订了《中华人民共和国水法》、《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》以及《实行最严格水资源管理制度考核办法》等多项法表2节水型企业技术考核评价指标(GB／T26926-2011)律及规章制度，确定了“十二五”及今后一段时间内的用水总

4、量以及用水效率指标，为今后节水减排项目考核内容考核值改造2011if-前指标工作奠定了基础。1炼化企业用水现状囊。曩浓缩倍数蓦40曩__我国工业用水量占全国总用水量的四分之一季复敬化水'豫挚水制霉系：数童ll豢1．171-39左右，“十一五”期间，我国万元工业增加值用水；~608量累计下降37．9％，由2005年的169m下降到2010■一叠含硫污水汽提净铯水网用率／％0》6—·2．6年的105m，超额完成“十一五”规划纲要确定的下降30％的目标。作为用水大户的炼油化工企业，近年来通过加强用水管理以及开

5、展水平衡测试、输水管网查漏堵漏、提高化学水制水效率、蒸汽凝结由于炼化企业的规模一般较大，所以在新鲜水用量和废水排放量方面，炼化企业在其所在地都是第一作者简介：刘富余，工程师，2009年毕业于中国石油大学(华大户，导致地方政府将其作为重点节水对象予以关东)，从事石油化工节能节水技术研究及管理工作，E—mail：lfuyu@petrochina．corn．cn，地址：北京市海淀区志新西路3号，100083。注，尤其中国石油所属企业大都位于缺水的东北和2nIt-1年第12期石油石化节能17技术-应用，Tech

6、nology＆Application西北等地区，节水减排的压力更加巨大。目前，常所以水系统集成优化不仅要考虑用水网络中污染物规的节水工作大多着眼于单个的单元操作或局部用的质量交换，还需要考虑包含于用水网络中不同流水网络，节水效果有限，不能使整个企业用水系统股之间的能量交换。考虑热集成的水系统优化技术的新鲜水用量和废水产生量达到最小。水系统优化近年来掀起了国内外学者的研究热情，也取得了较技术将炼化企业的用水系统整体考虑，同时考虑水大的研究进展。重复利用率最大化和废水排放量最小化，可最大化1998年，Sav

7、ulescu等在美国化学工程协会年实现节水。如今，水系统优化技术已经成为研究节会中提出了能量和水同时用量最小化的问题，并使水技术的重要手段。经过多年的发展，我国炼化企用图表法对其提出的问题进行了求解。该方法主要业中也在逐渐将水系统优化技术应用到实际的生产分为两步：首先，获得水分配网络，同时通过混合过程中。实现能量传递最大化；然后，以流股信息构造能量复合曲线，以获得最小公用工程用量。该方法考虑2水系统优化技术概述了网络设计过程中遇到的部分复杂因素，并对其进水系统优化技术即从系统工程的角度出发，将行适当简化

8、，虽然提出的假设条件与实际操作过程企业用水系统作为有机整体进行综合考虑，对废水存在较大差异，但是该方法的提出仍然为后续的深回用方式进行综合考察，采用过程系统集成的理论入研究提供了借鉴。和技术对企业用水系统进行优化，以达到高水高2002年，Bagajewicz等在数学规范的基础上，用、低水低用，提高水重复利用率，使企业用水系将新鲜水用量和公用工程消耗最小为目标函数，通过其提出的“状态空间法”设计出包含能量集成的统的新鲜水消耗量和废水排放量同时