炼油工艺装置综合能源消费量计算研究与应用

祖超 时海涛 魏志强（中国石化工程建设有限公司）

炼油工艺装置综合能源消费量计算研究与应用

祖超 时海涛 魏志强（中国石化工程建设有限公司）

通过提出炼油工艺装置综合能源消费量的计算方法，将综合能源消费量划分为原料购进能源、消耗购进能源、产品产出能源、外输产出能源4个部分。指出炼油工艺装置的原料购进能源和产品产出能源为炼厂中间产品时，其折标系数应按照其他石油制品取值。考察新建、改扩建工艺装置对项目所在地影响时，需要扣除企业因新建、改扩建该工艺装置而关停的其他工艺装置，或由于原料用途发生改变，导致其他工艺装置负荷降低所减少的能源消费量。以某新建工艺装置为例计算了项目综合能源消费量，综合能源消费量当量值3.4×104t（标准煤），等价值3.95×104t（标准煤）；综合能源消费量增量的当量值1.82×104t（标准煤），等价值为2.17×104t（标准煤）。

炼油工艺装置；综合能源消费量；计算方法

引言

为促进固定资产投资项目科学合理利用能源，从源头上杜绝能源浪费，提高能源利用效率，加强能源消费总量管理，根据《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国行政许可法》和《公共机构节能条例》，国家发改委2016年11月发布了《固定资产投资项目节能审查办法》。与《固定资产投资项目节能评估与审查暂行办法》相比，《固定资产投资项目节能审查办法》更加强调[1-3]“加强能源消费总量管理”，且基于项目综合能源消费量，可以考察项目对所在地能源消费的影响，使得项目综合能源消费量在固定资产投资项目节能审查中的重要性更为突出。

近年来，炼油企业为实现产品结构调整、产品质量升级与提质增效，出现特别多的工艺装置新建、改扩建项目，这些项目多数在节能审查的范围内，因此，需要单独计算新建、改扩建工艺装置项目的综合能源消费量。工艺装置项目与全厂项目的综合能源消费量计算存在差异。首先，全厂项目的原料、产品能源多为典型的能源，如汽油、柴油等，而工艺装置项目的原料、产品能源多为中间产品；其次，新建全厂项目的综合能源消费量全部是新增的综合能源消费量，而新建工艺装置项目的综合能源消费量，需要扣除因新建该工艺装置，而关停的其他工艺装置，或由于原料用途发生改变，导致其他工艺装置负荷降低所降低的能源消费量。以某新建工艺装置为例，提出工艺装置项目综合能源消费量的计算方法，并结合实例计算和应用，尝试为工艺装置项目综合能源消费量的计算和节能审查工作提供技术支持。

1 概念与计算方法

综合能源消费量[4]是指行业、企业范围内所消费的各种能源的总量，称作综合能源消费量或能源消费量。计算综合能源消费量时，需要先将消费的各种能源折标成标准燃料后再进行计算，一般折标为标准煤。炼油综合能源消费量计算方法为[5]

工业生产消费能源包括购进能源和回收利用能源，由此，上式可简化为

对于炼油工艺装置，工业购进能源包括原料购进能源和、消耗购进能源和，加工转换产出能源和包括产品产出能源和、外输产出能源和。由此，炼油工艺装置综合能源消费量计算式为

综合能源消费量=原料购进能源和+消耗购进能源和-产品产出能源和-外输产出能源和（3）

炼油工艺装置的项目综合能源消费量，是指该装置界区范围内的能源消费总量，可根据式（2）计算得到。其构成示意见图1。

图1 炼油工艺装置综合能源消费量构成

炼油工艺装置的原料购进能源和是作为装置原料的能源，如原油、天然气、石脑油、甲醇、氢气等。生产过程消耗购进能源和是装置生产过程消耗的能源，如燃料、电、蒸汽、循环水、净化风等，但不包括装置回收利用的能源，如装置内副产自用的蒸汽、装置内部换热消耗的热力。加工转换产出能源和也由两部分组成，一部分是产品产出能源和，如汽油、柴油、煤油、液化石油气、炼厂干气等；另一部分是外输产出能源和，如炼油装置副产，不作为产品，但可出供其他工艺装置、单元使用的燃料、电、蒸汽、循环水、净化风等。对于工艺装置，装置的原料购进能源和产品产出能源多为炼厂中间产品，他们属于能源，但不是成品的汽油、柴油，可将其视为其他石油制品。

2 应用效果

2.1 新建工艺装置能源构成

国内某炼厂新建工艺装置以原油蒸馏装置生产的重质馏分油和减压渣油为原料，经加氢处理生产多种润滑油。工艺装置原料购进能源和产品产出能源数据见表1，年消耗购进能源数据见表2，该工艺装置不存在外输产出能源。

表1 年原料购进能源和产品产出能源

表2 某工艺装置年消耗购进能源

2.2 折标系数的选取

准确界定能源类别，正确选择折标系数，是保证工艺装置能源消费量核算准确性的关键。当前能源品种包括[5]原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、焦炭、其他焦化产品、焦炉煤气、高炉（转炉）煤气、其他煤气、天然气、液化天然气、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气、其他石油制品、电力、热力、其他燃料，折标系数根据GB/T 2589—2008《综合能耗计算通则》选取[6]。

根据能源统计报表制度，工艺装置的原料油主要是来自原油蒸馏装置的重质馏分油和减压渣油，属于中间产品，其折标系数按照其他石油制品取值；工艺装置的产品轻润滑油、中润滑油、重润滑油属于其他石油制品，其折标系数也按照其他石油制品取值。根据《综合能耗计算通则》[6]，氢气的折标系数可直接取值：3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽按照热力取值。循环水、除盐水、净化风、氮气是企业自己制备的耗能工质，其生产过程主要消耗电能，可以按照企业实际情况折标成电能。

2.3 新建装置综合能源消费量计算

表3～表5分别给出了年原料购进能源和、消耗购进能源和、产品产出能源和的计算结果。表5中，装置自用电28 000 MW，循环水、除盐水、净化风、氮气按照企业实际情况折标消耗电约4000 MW。根据《综合能耗计算通则》，3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽均为热力，其消耗值是3.5 MPa蒸汽、1.0 MPa蒸汽的加和。基于式（3），计算工艺装置项目综合能源消费量（表6）。由表6可知，该新建工艺装置项目综合能源消费量当量值3.4×104t（标准煤），等价值3.95×104t（标准煤）。

表3 年原料购进能源计算

表4 年产品产出能源计算

表5 年消耗购进能源计算

表6 综合能源消费量计算

由表6可知，工艺装置的原料购进能源和与产品产出能源和数值相近，这是由于工艺装置的原料和产品一般是中间产品，计算综合能源消费量时其折标系数按照其他石油制品取值，使得二者数值相近。对于这类工艺装置，原料购进能源和、产品产出能源和对装置综合能源消费量的影响不大，影响工艺装置综合能源消费量的关键是消耗购进能源和与外输产出能源和。

此外，需要指出上述计算得到的工艺装置综合能源消费量，用于考察新建、改扩建工艺装置对项目所在地影响时，要扣除因新建、改扩建该工艺装置，而关停的其他工艺装置，或由于原料用途发生改变，导致其他工艺装置负荷降低所减少的能源消费量。考察新建、改扩建工艺装置对项目所在地影响时所用的综合能源消费量，采用的是新建、改扩建该工艺装置导致企业综合能源消费量增加的量。

本案例中，为新建工艺装置，关停了企业原有的某加氢装置，关停装置的氢气2000 t/a，消耗购进能源3.5 MPa蒸汽10 000 t/a，10 000 MW/a可供新建工艺装置使用。因新建工艺装置，企业综合能源消费量增量计算见如表7，企业最终上报的综合能源消费量增量的当量值为1.82×104t（标准煤），等价值为2.17×104t（标准煤）。

表7 综合能源消费量计算表（企业增量）

3 结论

1）炼油工艺装置的原料购进能源和产品产出能源多为炼厂中间产品，属于能源，但不是成品能源，其折标系数应按照其他石油制品取值。

2）计算得到的工艺装置综合能源消费量，不能直接用于考察新建、改扩建工艺装置对项目所在地影响，需要扣除因新建、改扩建该工艺装置，而关停的其他工艺装置，或由于原料用途发生改变，导致其他工艺装置负荷降低所减少的能源消费量。

3）实例演示某新建工艺装置项目综合能源消费量的计算过程，计算得到的新建工艺装置项目综合能源消费量当量值为3.4×104t（标准煤），等价值为3.95×104t（标准煤）。考虑利用该企业关停装置氢气、3.5 MPa蒸汽、电耗后，企业最终上报的综合能源消费量增量的当量值为1.82×104t（标准煤），等价值为2.17×104t（标准煤）。

[1]中华人民共和国国家发展和改革委.固定资产投资项目节能审查办法[Z]，2016：1-5.

[2]中华人民共和国国家发展和改革委.固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法[Z]，2010：1-14.

[3]国家发展和改革委资源节约和环境保护司，国家节能中心.固定资产投资项目节能评估和审查工作指南[M].2014年本.北京：中国市场出版社，2014：128-168.

[4]国家统计局能源司.能源统计工作手册[M].北京:中国统计出版社，2010：2-21.

[5]魏志强，蒋荣兴，陈清林.炼油企业综合能源消费量与综合能源消耗量概念分析与实例应用[J].石油石化节能，2014，4（12）：1-3.

[6]国家标准化管理委员会.综合能耗计算通则：GB/T 2589—2008[S].北京：中国标准出版社，2008：1-8.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.05.001

2017-02-21

（编辑 王古月）

祖超，高级工程师，1985年毕业于清华大学（化学与化学工程专业），从事炼油工厂设计工作，E-mail：zuchao@sei. com.cn，地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号，100101。