CN108458886B - 一种乙烯装置多次实操能效评估方法 - Google Patents

一种乙烯装置多次实操能效评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种乙烯装置多次实操能效评估方法。该方法在明确了乙烯装置实操能效评估的相关计算原则后，分别了给出了相同工况多次实操评估方法和基于一次样条插值的不同工况实操能效评估实现方法，以及按标油量的效益评估方法和按实物消耗量的基于一次样条插值效益评估方法。采用此评估方法既可以准确地对乙烯装置在相同工况和不同工况下多次实操总体能耗和效益以及燃料、蒸汽、循环水和电等能源介质的能耗和效益变化情况进行准确评估，可以帮助企业相关人员对乙烯装置流程优化后的实际效果进行准确评价，并为乙烯装置能源流程优化模型的改进提供重要的参考依据。

Description

一种乙烯装置多次实操能效评估方法
技术领域
本发明涉及石油、化工等流程建模领域，尤其涉及一种乙烯装置多次实操能效评估方法。
背景技术
节能降耗是我国流程行业当前所关注的重点。当前流程行业的节能技术已经发展至流程系统节能阶段。流程系统节能是指对生产过程中与能量的转换、回收和利用有关的系统，从系统合理用能的角度所进行的节能工作。采用流程系统节能技术实现对石化企业各不同类型装置的整体工艺过程优化已成为当前装置节能的重点突破方向。尤其是在化工业务板块，乙烯装置被称为化工中的“母装置”，是化工装置中能耗相对较高的装置，因此近年来对于化工装置的节能降耗往往围绕着这类装置展开。
对于石化企业而言，完全可以通过乙烯装置整体工艺流程优化来实现石化企业乙烯装置的节能降耗。在进行流程优化的同时，企业最为关注的问题莫过于对乙烯装置进行流程优化后所产生的实际效果，即：乙烯装置的综合能耗是否降低。因此，在对乙烯装置进行工艺流程优化之后，可通过进行工艺流程优化前后乙烯装置的能耗变化情况来验证节能降耗的效果。
为了验证流程优化结果的实际应用效果，目前通常会由现场操作人员按照优化结果(优化方案)进行实操，即：依据优化结果对关键产耗能设备的相应参数进行人工设置，并通过对比实操前后乙烯装置综合能耗和成本的变化情况，对乙烯装置实操期间的能效情况给出准确评定，以此来检验乙烯流程优化的实际效果。为此，需要选择一种行之有效的能效评估方法，通过该方法，对石化企业各乙烯装置实操能效进行准确评估。
实际情况下，乙烯装置实操能效的评估，一般需要对多次实操的能效变化情况进行综合评估。操作人员所进行的多次实操可在相同工况下进行，但这种情况出现的几率很小。大多数是在不同工况下进行。对于相同工况下的多次实操能效评估，可以直接在计算实操期间综合能耗变化量及各能源介质消耗变化量的基础上进行能耗和效益的评估。但是，对于不同工况的多次实操评估则相对复杂，上述方法不再适用。为此，亟需找出一种能够行之有效的方法，以实现对不同工况下实操能效进行准确评估。
发明内容
本发明的目的是提供一种乙烯装置多次实操能效评估方法。该方法在明确了乙烯装置实操能效评估的相关计算原则后，分别了给出了相同工况多次实操评估方法和基于一次样条插值的不同工况实操能效评估实现方法，以及按标油量的效益评估方法和按实物消耗量的基于一次样条插值效益评估方法。采用此评估方法既可以准确地对乙烯装置在相同工况和不同工况下多次实操总体能耗和效益以及燃料、蒸汽、循环水和电等能源介质的能耗和效益变化情况进行评估，可以帮助企业相关人员对乙烯装置流程优化后的实际效果进行准确评价，并为乙烯装置能源流程优化模型的改进提供重要的参考依据。
本发明提供的乙烯装置多次实操能效评估方法，包括以下步骤：
S10，确定乙烯装置各次实操的需要监控的实操变量以及实操开始时刻和结束时刻；
S20，确定各次实操指定时间段内乙烯装置的综合能耗、各能源介质的综合能耗,以及乙烯产量；其中：
将各能源介质的实物消耗量折算成各能源介质的折标油消耗量；
利用各能源介质的折标油消耗量与乙烯产量的比值来表示各能源介质的综合能耗；
利用各能源介质的折标油消耗量的总和来表示乙烯装置的折标油总消耗量，利用乙烯装置的折标油总消耗量与乙烯产量的比值来表示乙烯装置的综合能耗；
S30，判断乙烯装置每次实操的工况是否相同；
S40，若每次实操的工况不同,则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的能耗：
S40.1，确定每次实操开始时刻乙烯装置的折标油总消耗量和各能源介质的折标油消耗量；
S40.2，计算每次实操时间段内未进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量和各能源介质的折标油消耗量；
S40.3，利用一次样条差值法计算每次实操时间段内进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量和各能源介质的折标油消耗量；
S40.4，计算每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量的变化量和各能源介质的折标油消耗量的变化量；
S40.5，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S40.6，计算1)各次实操时间段内未进行实操时与进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量的变化量的总和与各次实操时间段内乙烯产量的变化量的总和之比,以及2)各次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的折标油消耗量的变化量的总和与各次实操时间段内乙烯产量的变化量的总和之比,以评估乙烯装置在不同工况下多次实操的能耗。
根据本发明的实施例,上述方法还包括以下步骤：
S50，若每次实操的工况相同,则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的能耗：
S50.1，确定每次实操开始时刻乙烯装置的综合能耗和各能源介质的综合能耗；
S50.2，确定每次实操结束时刻乙烯装置的综合能耗和各能源介质的综合能耗；
S50.3，计算每次实操从开始时刻到结束时刻乙烯装置的综合能耗的变化量和各能源介质的综合能耗的变化量；
S50.4，1)将各次实操从开始时刻到结束时刻乙烯装置的综合能耗的变化量叠加，以及2)将各次实操从开始时刻到结束时刻各能源介质的综合能耗的变化量叠加，以评估乙烯装置在相同工况下多次实操的能耗。
根据本发明的一个实施例,上述方法还可以包括以下步骤：
S60，若每次实操的工况不同,则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S60.1，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的折标油消耗量的变化量以及标油单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S60.2，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S60.3，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置不同工况下多次实操的效益。
根据本发明的另一个实施例,上述方法还可以包括以下步骤：
S60，若每次实操的工况不同，则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S60.1，确定每次实操开始时刻各能源介质的实物消耗量；
S60.2，计算每次实操时间段内未进行实操时各能源介质的实物消耗量；
S60.3，利用一次样条差值法计算每次实操时间段内进行实操时各能源介质的实物消耗量；
S60.4，计算每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的实物消耗量的变化量；
S60.5，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的实物消耗量的变化量,以及各能源介质单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S60.6，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S60.7，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置不同工况下多次实操的效益。
根据本发明的又一个实施例,上述方法还可以包括以下步骤：
S60，若每次实操的工况不同，则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S60.1，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的折标油消耗量的变化量计算各能源介质的实物消耗量的变化量；
S60.2，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的实物消耗量的变化量以及各能源介质单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S60.3，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S60.4，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置不同工况下多次实操的效益。
根据本发明的实施例,上述方法还可以包括以下步骤：
S70，若每次实操的工况相同,则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S70.1，根据每次实操时间段内各能源介质的能耗变化量以及乙烯产量的变化量计算各能源介质的折标油消耗量的变化量；
S70.2，根据每次实操时间段内各能源介质的折标油消耗量的变化量以及标油单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S70.3，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置相同工况下多次实操的效益。
根据本发明的实施例,上述方法所述步骤S10中，获取实操变量的值发生变化时的时刻值，从这些时刻值中，取离当前时刻最近的时刻值，作为实操开始时间。
根据本发明的实施例,上述方法所述步骤S10中，当满足以下任意一个条件时，实操结束：
1)任一裂解炉的当前出口温度值和实操前的出口温度值之间的偏差小于或等于-1℃；
2)任一等级蒸汽的当前抽气量操作变量与实操前的抽气量操作变量之间的偏差小于或等于-1t/h；
3)工况变化超过2％；
4)裂解气压缩机吸入口压力波动超过5Kpa。
根据本发明的实施例,上述方法中：
以实操开始时刻前指定时间段T内所获取的各能源介质的能耗算术平均值作为实操开始时刻各能源介质的综合能耗；
以实操开始时刻前指定时间段T内所获取的乙烯装置的能耗算术平均值作为实操开始时刻乙烯装置的综合能耗；
以实操开始时刻前指定时间段T内所获取的乙烯产量的平均值作为实操开始时刻的乙烯产量。
根据本发明的实施例,上述方法所述指定时间段T为24小时。
本发明的有益效果主要表现在：
1.本发明创新性地提出了一种乙烯装置能效评估方法，综合考虑了乙烯装置能耗和效益计算的实际情况，明确了进行能耗计算的具体准则，分别给出了在相同工况和不同工况下多次实操的能效评估方法，特别是采用一次样条插值方法有效解决了不同工况下多次实操评估问题，给出了不同工况下具体的乙烯装置能耗和效益评估计算方法，解决了对乙烯装置能源流程优化效果评估的问题。
2.本发明所提出的方法，具有普适性，可以有效解决石化行业中各企业不同类型乙烯装置的能效评估问题，既可以为乙烯装置能源流程优化模型的改进提供依据，也可以为企业准确地评估通过乙烯装置能源流程优化给企业带来的实际应用效果和经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例中乙烯装置多次实操能耗评估方法的流程图；
图2是图1所示方法中对乙烯装置在不同工况下多次实操的能耗进行评估的具体步骤流程图；
图3是图1所示方法中对乙烯装置在相同工况下多次实操的能耗进行评估的具体步骤流程图；
图4是本发明实施例中对乙烯装置在不同工况下多次实操的效益进行评估的一种方法的步骤流程图；
图5是本发明实施例中对乙烯装置在不同工况下多次实操的效益进行评估的另一种方法的步骤流程图；
图6是本发明实施例中对乙烯装置在不同工况下多次实操的效益进行评估的又一种方法的步骤流程图；
图7是本发明实施例中对乙烯装置在相同工况下多次实操的效益进行评估的具体步骤流程图。
具体实施方式
如图1至图7所示，本发明提供的乙烯装置多次实操能效评估方法在明确了乙烯装置实操能效评估的相关计算原则后，分别了给出了基于平均值的相同工况多次实操评估方法和基于一次样条插值的不同工况多次实操能效评估实现方法。
该方法主要包括以下步骤：
步骤1)确定乙烯装置实操能效评估基本条件
对于乙烯装置多次实操的评估，需要确定实操变量、实操开始时间和结束时间。
步骤1.1确定实操变量
实操前，操作人员会依据优化计算的结果(优化方案)，对乙烯装置相应操作变量的参数进行设置。我们则需要对优化方案中各关键变量进行监控。根据所监控的各关键变量值的变化情况，判定该关键变量是否为实操变量。具体的判定准则如下：
实操变量判定准则，监控与优化方案中给出需要调整的全部关键变量对应的乙烯装置各操作变量的值变化情况，若所监控的操作变量的值在某一时刻的变化量大于零，则该操作变量即为实操变量。
步骤1.2确定实操开始时间
实操开始时间判定准则，对于所确定的实操变量，获取这些实操变量的值发生变化时的时刻值，从这些时刻值中，取离当前时刻最近的时刻值，作为实操开始时间。
步骤1.3确定实操结束时间
依据如下判定准则确定实操结束时间：
判定准则1当各关键设备的主要操作变量满足以下条件之一时，实操结束；即：裂解炉的出口温度值COT当前运行值和实操前的值之间的偏差小于或等于-1℃、各等级蒸汽抽气量主要操作变量当前运行值和实操前的值之间的偏差小于或等于-1t/h；
判定准则2工况变化超过2％，例如投料负荷变化超过±2％，实操结束；
判定准则3裂解气压缩机吸入口压力波动超过5Kpa，实操结束。
步骤2)获取乙烯装置能效评估相关基础数据
获取各次实操开始时间和结束时间、各次实操时间段内乙烯装置综合能耗和燃料、蒸汽、循环水和电等四类能源介质实物消耗量的实时消耗数据，以及乙烯产量。
步骤3)确定乙烯装置实操能效评估准则
为了准确评估出乙烯装置实操前后的能效水平，在步骤1)确定的乙烯装置实操能耗评估基本条件基础上，进一步给出能耗和效益的评估准则，具体如下：
实操能耗评估准则1同种工况下多次实操的综合能耗值可直接运算。
实操能耗评估准则2不同工况下多次实操综合能耗值不可直接运算。
实操能耗评估准则3实操开始时刻乙烯装置综合能耗及燃料、蒸汽、循环水和电这四种能源介质的能耗值均以实操开始时刻前24小时的能耗算术平均值作为实操开始时刻的基准能耗；
多次实操效益评估准则乙烯装置效益评估可按标油消耗变化量或各能源介质的实物消耗变化量为基础数据来进行计算，可根据实际情况进行选择。
步骤4)能效评估条件判定
对根据步骤1)所确定的实操评估基本条件和步骤3)获取的乙烯装置及各能源介质综合能耗数据(实时值)、各能源介质的实物消耗量的实时消耗数据，需满足如下条件方可进行能效评估:
步骤4.1)若步骤1)所确定的各次实操开始、结束时间和实操变量不存在或存在值缺失情况，则转步骤7)；否则，转步骤4.2。
步骤4.2)若步骤2)获取的乙烯装置及各能源介质的综合能耗数据和实物消耗量数据不存在或存在值缺失情况，则转步骤7)；否则，转步骤5)。
步骤5)乙烯装置多次实操能耗评估
根据乙烯装置能源优化计算结果，现场操作人员会根据优化结果，进行多次实操，以验证能源优化结果的实际应用效果。但是每次实操所发生的工况均不同，完全相同的工况情况几乎不存在。因此，需要对多次实操能耗评估情况进行判断及在明确乙烯装置综合能耗计算方法基础上，分别对同工况和不同工况下的多次实操能耗变化情况进行评估，具体步骤如下：
步骤5.1多次实操能耗评估情况判断
根据步骤1)所确定的乙烯装置实操开始、结束时间，依据各实操所处的工况，判定需要进行何种能耗评估：
步骤5.1.1根据步骤1)获取各次实操开始和结束时间，统计实操发生次数；
步骤5.1.2若多次实操工况相同,则转步骤5.3；
步骤5.1.3若多次实操工况不同，则转步骤5.5；
步骤5.2明确乙烯装置综合能耗计算方法
步骤5.2.1明确各能源介质折标油量计算方法
步骤5.2.1.1明确燃料气折标油量Bg计算方法
Bg＝γg×Wg(计算式-1)
γg-燃料气折标油系数；
Wg-燃料气实物消耗量。
步骤5.2.1.2明确蒸汽折标油量BZS计算方法
一般而言，石化企业所使用的蒸汽可分为超高压、高压、中压、低压和超低压五类，蒸汽的总能耗。蒸汽折标油量是这五类蒸汽折标油量的加和，具体计算如下：
步骤5.2.1.2.1明确超高压蒸汽折标油量Bss计算方法
BSS＝γSS×WSS(计算式-2)
γSS-超高压蒸汽折标油系数；
WSS-超高压蒸汽实物消耗量。
步骤5.2.1.2.2明确高压蒸汽折标油量BS计算方法
BS＝γS×WS(计算式-3)
γS-高压蒸汽折标油系；
WS-高压蒸汽实物消耗量。
步骤5.2.1.2.3明确中压蒸汽折标油量BMS计算方法
BMS＝γMS×WMS(计算式-4)
γMS-中压蒸汽折标油系数；
WMS-中压蒸汽实物消耗量。
步骤5.2.1.2.4明确低压蒸汽折标油量BLS计算方法
BLS＝γLS×WLS(计算式-5)
γLS–低压蒸汽折标油系数；
WLS–低压蒸汽实物消耗量。
步骤5.2.1.2.5明确超低压蒸汽折标油量BSL计算方法
BSL＝γSL×WSL(计算式-6)
γSL–超低压蒸汽折标油系数；
WSL–超低压蒸汽实物消耗量。
步骤5.2.1.2.6明确蒸汽总折标油量BZS计算方法
基于步骤5.2.1.2.1-5.2.1.2.5的计算结果，具体如下：
BZS＝∑i∈{SS,…,SL}γi×Wi(计算式-7)
i–不同等级的蒸汽类别，例如：超高压、中压等；
γi-各等级蒸汽的折标油系数；
Wi-各等级蒸汽的实物消耗量。
步骤5.2.1.3明确循环水介质折标油量Bcw计算方法
Bcw＝γcw*Wcw(计算式-8)
γcw-循环水折标油系数；
Wcw-循环水实物消耗量。
步骤5.2.1.4明确电介质折标油量Be计算方法
Be＝γe*We(计算式-9)
γe-电折标油系数；
We-电实物消耗量。
步骤5.2.2明确各能源介质综合能耗计算方法
根据步骤5.2.1的燃料气、蒸汽、循环水和电这四大能源介质的折标油量，分别计算各能源介质的综合能耗，具体如下：
步骤5.2.2.1明确燃料气综合能耗Ng计算方法
Figure BDA0001497434310000091
步骤5.2.2.2明确蒸汽综合能耗Nzs计算方法
步骤5.2.2.2.1明确超高压蒸汽综合能耗NSS计算方法
Figure BDA0001497434310000101
步骤5.2.2.2.2明确高压蒸汽综合能耗NS计算方法
Figure BDA0001497434310000102
步骤5.2.2.2.3明确中压蒸汽综合能耗NMS计算方法
Figure BDA0001497434310000103
步骤5.2.2.2.4明确低压蒸汽综合能耗NLS计算方法
Figure BDA0001497434310000104
步骤5.2.2.2.5明确超低压蒸汽综合能耗NSL计算方法
Figure BDA0001497434310000105
步骤5.2.2.2.6明确蒸汽综合能耗NZS计算方法
Figure BDA0001497434310000106
步骤5.2.2.3明确计算循环水综合能耗Ncw计算方法
Figure BDA0001497434310000107
步骤5.2.2.4明确电综合能耗Ne计算方法
Figure BDA0001497434310000108
注：Py–乙烯产量
步骤5.2.3明确乙烯装置综合能耗Ny计算方法
根据步骤5.2.2，有
Figure BDA0001497434310000109
这里：By–折标油总消耗量
Py–乙烯产量；
步骤5.3同工况下单实操能耗评估
根据步骤3)所确定的实操能耗计算准则1，我们可通过实操开始和结束时的能耗值来对单实操的能耗变化情况进行评估，具体计算如下：
步骤5.3.1计算实操开始时装置及各能源介质的综合能耗
步骤5.3.1.1若所获取的实操开始时刻前24小时的综合能耗实时值存在，则转步骤5.3.1.3；
步骤5.3.1.2通过对步骤2)获取的各能源介质实操开始时刻前24小时的实物消耗量的实时消耗值存在，按步骤5.2所明确的乙烯装置综合计算方法，分别计算开始时刻前24小时内各时刻的乙烯装置总体及各能源介质综合能耗实时值；
步骤5.3.1.3根据步骤3)所确定的实操能耗评估准则3，我们可根据具体实际情况，按相应求平均数方法分别计算。例如，我们选择算数平均方法，分别计算乙烯装置总体及各能源介质开始时刻tb的能耗值，具体如下：
步骤5.3.1.3.1计算开始时刻tb的装置总体能耗
Figure BDA00014974343100001111
Figure BDA0001497434310000111
其中,ny-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的综合能耗值的个数，
-表示第ti时刻的装置综合能耗值。
步骤5.3.1.3.2计算开始时刻的燃料气介质的总体能耗
Figure BDA0001497434310000113
Figure BDA0001497434310000114
其中，ng-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的燃料气介质综合能耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000115
-表示第ti时刻燃料气介质综合能耗值。
步骤5.3.1.3.3计算开始时刻的蒸汽介质的总体能耗
Figure BDA0001497434310000116
Figure BDA0001497434310000117
其中，ns-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的蒸汽介质综合能耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000118
-表示第ti时刻蒸汽介质综合能耗值。
步骤5.3.1.3.4计算开始时刻的循环水介质的总体能耗
Figure BDA0001497434310000119
其中，ncw-实操开始时刻前24小时时间段内获取的循环水介质综合能耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000121
-表示第ti时刻循环水介质综合能耗值。
步骤5.3.1.3.5计算开始时刻的电介质的总体能耗
Figure BDA0001497434310000122
Figure BDA0001497434310000123
其中，ne-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的循环水介质综合能耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000124
-表示第ti时刻电介质综合能耗值。
步骤5.3.1.3.6计算开始时刻的乙烯产量
Figure BDA0001497434310000125
Figure BDA0001497434310000126
其中，ne-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的乙烯产量实时值的个数，
Figure BDA0001497434310000127
-表示第ti时刻乙烯产量值。
步骤5.3.2获取或计算实操结束时刻综合能耗值，具体如下:
若综合能耗实时值存在，则直接获取实操结束时刻的装置总体及各能源介质的能耗；否则按步骤5.1中所明确的综合能耗计算方法，根据步骤2)获取的各能源介质实物消耗量的实时消耗值和乙烯产量实时值，分别作为实操结束时刻的装置综合能耗值
Figure BDA00014974343100001221
燃料介质综合能耗值
Figure BDA0001497434310000128
蒸汽总综合能耗值
Figure BDA0001497434310000129
循环水综合能耗值和电综合能耗值
Figure BDA00014974343100001211
以及乙烯产量
Figure BDA00014974343100001212
步骤5.3.3计算单实操能耗变化
步骤5.3.3.1计算装置总体综合能耗变化
Figure BDA00014974343100001213
Figure BDA00014974343100001214
步骤5.3.3.2计算燃料气介质能耗变化
Figure BDA00014974343100001216
步骤5.3.3.3计算蒸汽介质能耗变化
步骤5.3.3.4计算循环水介质能耗变化
Figure BDA00014974343100001219
Figure BDA00014974343100001220
步骤5.3.3.5计算电介质能耗变化
Figure BDA0001497434310000131
Figure BDA0001497434310000132
步骤5.4同工况多次实操综合能耗变化评估
根据步骤3)确定乙烯装置能耗评估计算准则1，在步骤5.3)对各单次实操综合能耗变化情况进行评估的基础上，多次实操综合能耗降低具体评估如下：
步骤5.4.1多次实操乙烯装置综合能耗评估
Figure BDA0001497434310000133
Figure BDA0001497434310000134
Figure BDA0001497434310000135
–同工况多次实操装置综合能耗变化
m-实操总次数
步骤5.4.2多次实操燃料气综合能耗评估
Figure BDA0001497434310000136
Figure BDA0001497434310000137
Figure BDA0001497434310000138
–同工况多次实操燃料气综合能耗变化
m-实操总次数
Figure BDA0001497434310000139
-第i次实操燃料气综合能耗变化
步骤5.4.3多次实操蒸汽综合能耗评估
Figure BDA00014974343100001310
Figure BDA00014974343100001311
m-实操总次数
Figure BDA00014974343100001312
-第i次实操蒸汽综合能耗变化
步骤5.4.4多次实操循环水综合能耗评估
Figure BDA00014974343100001313
Figure BDA00014974343100001314
–同工况多次实操循环水综合能耗变化
m-实操总次数
Figure BDA00014974343100001315
-第i次实操循环水综合能耗变化
步骤5.4.5多次实操电综合能耗评估
Figure BDA0001497434310000141
Figure BDA0001497434310000142
–同工况多次实操电综合能耗变化
m-实操总次数
Figure BDA0001497434310000143
-第i次实操电综合能耗变化
步骤5.4.6同工况下单实操
综合能耗评估完毕，转步骤6)
步骤5.5不同工况下单实操综合能耗评估
根据步骤3)所明确的多次实操能耗计算准则2，不同工况下的实操综合能耗不能直接进行计算，因此步骤5.3和5.4的方法不再适用，但根据(计算式-20)，分子By标油消耗量和分母乙烯产量Py分别为绝对量，绝对量是可以直接进行运行的。因此，我们选用一次样条差值方法，分别计算出装置及各能源介质折标油变化量，而后评估单实操综合能耗。
假定以时间t作为自变量，作为二维坐标系的x轴；以乙烯装置及各能源介质的标油消耗量作为因变量，作为二维坐标系的y轴。依据一次样条差值方法，可将实操发生区间[tb，te]划分成n段长度相等的tl区间段，对于每个区间段上的标油消耗曲线，用直线连接每个区间的两个端点，来替代原来的标油消耗曲线。这样，实操期间的整个标油消耗曲线从总体上呈现为一条折线。然后，通过计算并累加各区间段的梯形面积来算出实操发生期间的标油消耗量，参见图2。
计算出实操发生期间的标油消耗量后，还需计算出若不进行实操，在区间[tb，te]的标油消耗量。但是，由于进行了实操，使得我们无法获得这段时间区间未发生实操情况下的装置及各能源介质的标油消耗情况，即：在二维坐标系中为原始标油消耗曲线。在这里，我们将根据步骤5.3.1)计算出的实操开始时装置及各能源介质的综合能耗值，作为实操发生时间段内，未发生实操情况下任意时刻的综合能耗值(在二维坐标系中，其能耗变化曲线为一条直线，以此代替原始能耗变化情况)。基于此，来计算该时间段内未发生实操情况下的标油消耗量。在此基础上，对单实操折标油变化量情况进行评估，具体实现步骤如下：
步骤5.5.1计算单次实操开始时刻tb的标油消耗量
根据步骤5.3.1计算得到的实操开始时的综合能耗可算出相应的标油消耗量，具体如下：
步骤5.5.1.1计算装置折标油总消耗量
Figure BDA0001497434310000152
Figure BDA0001497434310000153
同理，对于乙烯装置燃料气、蒸汽、循环水和电这四种能源介质，各自实操开始时刻tb的折标油消耗量，具体计算如下：
步骤5.5.1.2计算燃料气介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000154
Figure BDA0001497434310000155
步骤5.5.1.3计算蒸汽介质折标油消耗量
步骤5.5.1.3.1计算超高压蒸汽介质折标油消耗量
步骤5.5.1.3.2计算高压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000158
Figure BDA0001497434310000159
步骤5.5.1.3.3计算中压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001510
Figure BDA00014974343100001511
步骤5.5.1.3.4计算低压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001512
Figure BDA00014974343100001513
步骤5.5.1.3.5计算超低压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001515
步骤5.5.1.3.6计算蒸汽介质总折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001516
Figure BDA00014974343100001517
步骤5.5.1.4计算循环水介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001518
Figure BDA00014974343100001519
步骤5.5.1.5计算电介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000161
Figure BDA0001497434310000162
步骤5.5.2计算假定未进行实操情况下的标油消耗量
假设在实操发生的这一时间段[tb，te](tb为实操开始时刻，te为实操结束时刻)未进行实操,我们将步骤5.6.1计算出的
Figure BDA0001497434310000163
等标油消耗量，作为[tb，te]中任何一个时刻ti(tb≤ti≤te)的装置总体和各能源介质的标油消耗量，则：
步骤5.5.2.1计算装置未进行实操情况下的折标油总消耗量
Figure BDA0001497434310000165
步骤5.5.2.2计算未进行实操情况燃料气介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000166
步骤5.5.2.3计算未进行实操情况蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000168
步骤5.5.2.3.1计算未进行实操情况超高压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000169
Figure BDA00014974343100001610
步骤5.5.2.3.2计算未进行实操情况高压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001611
Figure BDA00014974343100001612
步骤5.5.2.3.3计算未进行实操情况中压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001613
Figure BDA00014974343100001614
步骤5.5.2.3.4计算未进行实操情况低压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001615
Figure BDA00014974343100001616
步骤5.5.2.3.5计算未进行实操情况超低压蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001617
Figure BDA00014974343100001618
步骤5.5.2.3.6计算未进行实操情况蒸汽介质折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001619
Figure BDA00014974343100001620
步骤5.5.2.4计算未进行实操情况循环水介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000171
Figure BDA0001497434310000172
步骤5.5.2.5计算未进行实操情况电介质折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000173
Figure BDA0001497434310000174
步骤5.5.3计算单实操发生期间的标油消耗量
根据一次样条差值方法，将实操发生期间划分成n个步长为tl的时间区间，则：步骤5.5.3.1计算装置折标油总消耗量
Figure BDA0001497434310000175
Figure BDA0001497434310000176
步骤5.5.3.2计算燃料气折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000177
Figure BDA0001497434310000178
步骤5.5.3.3计算各等级蒸汽及总折标油消耗量
步骤5.5.3.3.1计算超高压蒸汽总折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000179
Figure BDA00014974343100001710
步骤5.5.3.3.2计算高压蒸汽总折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001711
Figure BDA00014974343100001712
步骤5.5.3.3.3计算中压蒸汽总折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001713
Figure BDA00014974343100001714
步骤5.5.3.3.4计算低压蒸汽总折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001715
Figure BDA00014974343100001716
步骤5.5.3.3.5计算超低压蒸汽总折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001717
Figure BDA00014974343100001718
步骤5.5.3.3.6计算蒸汽总折标油消耗量
Figure BDA00014974343100001719
Figure BDA00014974343100001720
步骤5.5.3.4计算循环水折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000181
Figure BDA0001497434310000182
步骤5.5.3.5计算电折标油消耗量
Figure BDA0001497434310000183
Figure BDA0001497434310000184
步骤5.5.4计算单次实操期间标油消耗变化量
根据步骤5.5.2和步骤5.5.3,具体计算如下：
步骤5.5.4.1计算装置折标油总消耗变化量ΔBy
Figure BDA0001497434310000185
步骤5.5.4.2计算燃料气折折标油总消耗变化量
Figure BDA0001497434310000186
Figure BDA0001497434310000187
步骤5.5.4.3计算各等级蒸汽及折折标油总消耗变化量
步骤5.5.4.3.1计算超高压蒸汽折标油消耗变化量
Figure BDA0001497434310000188
步骤5.5.4.3.2计算高压蒸汽折标油消耗变化量
步骤5.5.4.3.3计算中压蒸汽折标油消耗变化量
Figure BDA00014974343100001810
步骤5.5.4.3.4计算低压蒸汽折标油消耗变化量
Figure BDA00014974343100001811
步骤5.5.4.3.5计算低压蒸汽折标油消耗变化量
步骤5.5.4.3.6计算蒸汽折折标油总消耗变化量
步骤5.5.4.4计算循环水折折标油总消耗变化量
Figure BDA00014974343100001814
步骤5.5.4.5计算循环水折折标油总消耗变化量
Figure BDA0001497434310000191
步骤5.5.4.6计算单次实操期间乙烯产量变化量ΔPy
Figure BDA0001497434310000192
步骤5.5.5计算单次实操期间装置及各能源介质的综合能耗降低量
步骤5.5.5.1计算装置综合Ny
步骤5.5.5.2计算燃料气介质折标总消耗变化量ΔNg
Figure BDA0001497434310000194
步骤5.5.5.3计算蒸汽介质折标总消耗变化量ΔNs
步骤5.5.5.4计算循环水介质折标总消耗变化量ΔNcw
步骤5.5.5.5计算电介质折标消耗变化量ΔNe
Figure BDA0001497434310000197
步骤5.6不同工况下多次实操综合能效变化评估
根据步骤3)确定乙烯装置能效评估评估准则2，并依据步骤5.5对不同工况下各单次实操综合能耗变化情况的评估，对多次实操综合能耗降低进行评估，具体如下：
步骤5.6.1多次实操乙烯装置综合能耗评估
Figure BDA0001497434310000198
Figure BDA0001497434310000199
Figure BDA00014974343100001910
-第i次实操期间的标油消耗变化量
-第i次实操期间的乙烯产量变化量
m-实操总次数
步骤5.6.2多次实操燃料气综合能耗评估
Figure BDA00014974343100001912
Figure BDA0001497434310000202
-第i次实操期间的燃料气折标油消耗变化量
Figure BDA0001497434310000203
-第i次实操期间的乙烯产量变化量
m-实操总次数
步骤5.6.3多次实操蒸汽综合能耗评估
Figure BDA0001497434310000204
Figure BDA0001497434310000205
Figure BDA0001497434310000206
-第i次实操期间的燃料气折标油消耗变化量
Figure BDA0001497434310000207
-第i次实操期间的乙烯产量变化量
m-实操总次数
步骤5.6.4多次实操循环水综合能耗评估
Figure BDA0001497434310000208
Figure BDA0001497434310000209
Figure BDA00014974343100002010
-第i次实操期间的燃料气折标油消耗变化量
-第i次实操期间的乙烯产量变化量
m-实操总次数
步骤5.6.5多次实操电综合能耗评估
Figure BDA00014974343100002012
Figure BDA00014974343100002013
Figure BDA00014974343100002014
-第i次实操期间的燃料气折标油消耗变化量
Figure BDA00014974343100002015
-第i次实操期间的乙烯产量变化量
m-实操总次数
步骤6.乙烯装置多次实操效益评估
基于步骤5)对乙烯装置能耗评估的基础上，进一步根据实操效益评估。效益是指实操前后乙烯装置生产成本的变化情况。同时，需结合乙烯产量在实操前后的变化情况，才能给对乙烯装置的多实操效益进行准确评估。具体步骤如下：
步骤6.1效益评估情况判定
步骤6.1.1同工况下单实操效益评估
根据步骤5.3.3同工况下单实操各能源介质的能耗变化情况和乙烯产量的变化情况，按如下步骤计算出单实操的成本变化情况，
步骤6.1.1.1折算单次实操燃料、蒸汽、循环水和电这四种主要能源介质的折标油变化量，
步骤6.1.1.1.1计算燃料气介质折标油变化量
Figure BDA0001497434310000211
Figure BDA0001497434310000212
步骤6.1.1.1.2计算蒸汽介质折标油变化量ΔBZS
Figure BDA0001497434310000213
步骤6.1.1.1.3计算循环水介质折标油变化量ΔBcw
步骤6.1.1.1.4计算电介质折标油变化量ΔBe
Figure BDA0001497434310000215
步骤6.1.1.2单次实操的成本变化量
步骤6.1.1.2.1计算燃料气成本变化量ΔCg
ΔCg＝ΔBg×Us(计算式-92)
步骤6.1.1.2.2计算蒸汽成本变化量ΔCZS
ΔCZS＝ΔBZS×Us(计算式-93)
步骤6.1.1.2.3计算循环水成本变化量ΔCcw
ΔCcw＝ΔBcw×Us(计算式-94)
步骤6.1.1.2.4计算电成本变化量ΔCe
ΔCe＝ΔBe×Us(计算式-95)
步骤6.1.1.2.5计算装置总成本变化量ΔCy
ΔCy＝ΔCg+ΔCZS+ΔCcw+ΔCe(计算式-96)
步骤6.1.1.3转至步骤6.5)和步骤6.6)得出表征乙烯装置在相同工况下多次实操的效益的最终结果。
步骤6.1.2不同工况下单实操效益评估
步骤6.1.2.1若采用按标油量评估，且标油单价存在，则转步骤6.2计算各单次实操成本变化；否则转步骤7)；
步骤6.1.2.2若采用按实物消耗量进行效益评估，且各介质单价存在，则转步骤6.3计算各单次实操成本变化；；否则转步骤7)；
步骤6.1.2.3若通过标油折算实物量方式进行效益评估，且各介质单价存在，则转步骤6.4计算各单次实操成本变化；；否则转步骤7)；
步骤6.2按标油量计算乙烯装置实操前后的成本变化情况
步骤6.2.1按标油量计算单次实操乙烯装置成本变化量根据步骤5.5.4得到的单次实操发生期间的乙烯装置总体及各能源介质标油消耗变化量，及标油当前单价Us，具体计算步骤如下：
步骤6.2.1.1计算燃料气成本变化量ΔCg
ΔCg＝ΔBg×Us(计算式-97)
步骤6.2.1.2计算蒸汽成本变化量ΔCZS
ΔCZS＝ΔBZS×Us(计算式-98)
步骤6.2.1.3计算循环水成本变化量ΔCcw
ΔCcw＝ΔBcw×Us(计算式-99)
步骤6.2.1.4计算电成本变化量ΔCe
ΔCe＝ΔBe×Us(计算式-100)
步骤6.2.1.5计算装置总成本变化量ΔC
ΔCy＝ΔCg+ΔCZS+ΔCcw+ΔCe(计算式-101)
步骤6.2.2按标油量进行计算成本变化量过程结束，转步骤6.5)；
步骤6.3按实物消耗量计算单次实操乙烯装置成本变化量
步骤6.3.1读取步骤2)所获取对应实操开始时刻前24小时的实物消耗值。
步骤6.3.2根据步骤3)中的实操能耗评估准则3，优选算数平均方法，分别计算各能源介质开始时刻tb的实物消耗量，具体如下：
步骤6.3.2.1计算开始时刻的燃料气介质的消耗量
Figure BDA0001497434310000221
Figure BDA0001497434310000231
其中，ng-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的燃料气介质综合能耗值的个数，
Figure BDA00014974343100002317
-表示第ti时刻燃料气介质综合能耗值。
步骤6.3.2.2计算开始时刻的蒸汽介质的实物消耗量
Figure BDA0001497434310000232
步骤6.3.2.2.1计算超高压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000233
Figure BDA0001497434310000234
其中，ng-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的超高压蒸汽介质实物消耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000235
-表示第ti时刻超高压蒸汽介质实物消耗值。
步骤6.3.2.2.2计算高压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000237
其中，ng-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的高压蒸汽介质实物消耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000238
-表示第ti时刻超高压蒸汽介质实物消耗值。
步骤6.3.2.2.3计算中压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000239
Figure BDA00014974343100002310
其中，ng-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的中压蒸汽介质实物消耗值的个数，
Figure BDA00014974343100002311
-表示第ti时刻中压蒸汽介质实物消耗值。
步骤6.3.2.2.4计算低压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA00014974343100002312
Figure BDA00014974343100002313
其中，ng-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的低压蒸汽介质实物消耗值的个数，-表示第ti时刻低压蒸汽介质实物消耗值。
步骤6.3.2.2.5计算超低压蒸汽介质实物消耗量
其中，ng-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的超低压蒸汽介质实物消耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000241
-表示第ti时刻超低压蒸汽介质实物消耗值。
步骤6.3.2.2.6计算蒸汽介质总实物消耗量
Figure BDA0001497434310000242
步骤6.3.2.3计算开始时刻的循环水介质的实物消耗量
Figure BDA0001497434310000243
Figure BDA0001497434310000244
其中，ncw-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的循环水介质实物消耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000245
-表示第ti时刻循环水介质实物消耗值。
步骤6.3.2.4计算开始时刻的电介质的实物消耗量
Figure BDA0001497434310000246
Figure BDA0001497434310000247
其中，ne-实操开始时刻前24小时时间段内所获取的循环水介质综合能耗值的个数，
Figure BDA0001497434310000248
-表示第ti时刻电介质综合能耗值。
步骤6.3.3计算假定未进行实操情况下的各能源介质实物消耗量假设在实操发生的这一时间段[tb，te](tb为实操开始时刻，te为实操结束时刻)未进行实操,我们将步骤5.4.4.1计算出的各能源介质实物消耗量，作为[tb，te]中任何一个时刻ti(tb≤ti≤te)的各介质实物消耗量，则：
步骤6.3.3.1计算未进行实操情况燃料气介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000249
Figure BDA00014974343100002410
步骤6.3.3.2计算未进行各类蒸汽介质实物消耗量
步骤6.3.3.2.1计算未进行实操情况超高压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA00014974343100002411
Figure BDA00014974343100002412
步骤6.3.3.2.2计算未进行实操情况高压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA00014974343100002413
Figure BDA00014974343100002414
步骤6.3.3.2.3计算未进行实操情况中压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA00014974343100002415
步骤6.3.3.2.4计算未进行实操情况低压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000252
Figure BDA0001497434310000253
步骤6.3.3.2.5计算未进行实操情况超低压蒸汽介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000254
Figure BDA0001497434310000255
步骤6.3.3.3计算未进行实操情况循环水介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000256
Figure BDA0001497434310000257
步骤6.3.2.5计算未进行实操情况电介质实物消耗量
Figure BDA0001497434310000258
步骤6.3.4计算单次实操发生期间各能源介质实物消耗量
根据一次样条差值方法，则：
步骤6.3.4.1计算燃料气折标油消耗量
Figure BDA00014974343100002510
Figure BDA00014974343100002511
步骤6.3.4.2计算各等级蒸汽实物消耗量
步骤6.3.4.2.1计算超高压蒸汽实物消耗量
Figure BDA00014974343100002512
Figure BDA00014974343100002513
步骤6.3.4.2.2计算高压蒸汽实物消耗量
Figure BDA00014974343100002514
Figure BDA00014974343100002515
步骤6.3.4.2.3计算中压蒸汽实物消耗量
Figure BDA00014974343100002516
Figure BDA00014974343100002517
步骤6.3.4.2.4计算低压蒸汽实物消耗量
Figure BDA00014974343100002518
Figure BDA00014974343100002519
步骤6.3.4.2.5计算超低压蒸汽实物消耗量
Figure BDA00014974343100002520
Figure BDA0001497434310000261
步骤6.3.4.3计算循环水折实物消耗量
Figure BDA0001497434310000262
Figure BDA0001497434310000263
步骤6.3.4.3计算电折标油实物消耗量
Figure BDA0001497434310000264
Figure BDA0001497434310000265
步骤6.3.5计算单次实操期间实物消耗变化量
根据步骤6.3.3和步骤6.3.4,具体计算如下:
步骤6.3.5.1计算燃料气实物消耗变化量ΔWg
Figure BDA00014974343100002613
步骤6.3.5.2计算各等级蒸汽实物消耗及总消耗变化量
步骤6.3.5.2.1计算超高压蒸汽实物消耗变化量ΔWSS
步骤6.3.5.2.2计算高压蒸汽实物消耗变化量ΔWS
步骤6.3.5.2.3计算中压蒸汽实物消耗变化量ΔWMS
Figure BDA0001497434310000268
步骤6.3.5.2.4计算低压蒸汽实物消耗变化量ΔWLS
Figure BDA0001497434310000269
步骤6.3.5.2.5计算超低压蒸汽实物消耗变化量ΔWSL
Figure BDA00014974343100002610
步骤6.3.5.2.6计算循环水实物总消耗变化量ΔWcw
步骤6.3.5.2.7计算电实物总消耗变化量ΔWe
Figure BDA00014974343100002612
步骤6.3.5.2.8计算乙烯产量变化量ΔPy
Figure BDA0001497434310000271
步骤6.3.6按实物消耗量计算单次实操乙烯装置成本变化量过程结束，转步骤6.5)；
步骤6.4按标油折算方式计算各介质实物消耗变化量
根据步骤5.5.4得到的单次实操期间标油消耗变化量，具体计算步骤如下：
步骤6.4.1计算燃料气介质实物消耗变化量ΔWg
Figure BDA0001497434310000272
步骤6.4.2计算各等级蒸汽实物消耗变化量
步骤6.4.2.1计算超高压实物消耗变化量ΔWSS
步骤6.4.2.2计算高压蒸汽实物消耗变化量ΔWS
步骤6.4.2.3计算中压蒸汽实物消耗变化量ΔWMS
Figure BDA0001497434310000275
步骤6.4.2.4计算低压蒸汽实物消耗变化量ΔWLS
Figure BDA0001497434310000276
步骤6.4.2.5计算超低压蒸汽实物消耗变化量ΔWSL
Figure BDA0001497434310000277
步骤6.4.3计算单次实操期间各能源介质及装置总成本变化量
步骤6.4.3.1计算燃料气介质成本变化量ΔCg
ΔCg＝ΔWg×Ug(计算式-1423)
步骤6.4.3.2计算蒸汽介质成本变化量ΔCZS
步骤6.4.3.2.1计算超高压蒸汽介质成本变化量ΔCSS
ΔCSS＝ΔWSS×USS(计算式-1434)
步骤6.4.3.2.2计算高压蒸汽介质成本变化量ΔCGS
ΔCS＝ΔWS×US(计算式-1445)
步骤6.4.3.2.3计算中压蒸汽介质成本变化量ΔCMS
ΔCMS＝ΔWMS×UMS(计算式-1456)
步骤6.4.3.2.4计算低压蒸汽介质成本变化量ΔCLS
ΔCLS＝ΔWLS×ULS(计算式-146)
步骤6.4.3.2.5计算超低压蒸汽介质成本变化量ΔCSL
ΔCSL＝ΔWSL×USL(计算式-147)
步骤6.4.3.2.6蒸汽介质成本总变化量ΔCZS
ΔCZS＝ΔCSS+ΔCS+ΔCMS+ΔCLS+ΔCSL(计算式-148)
步骤6.4.3.3计算循环水介质成本变化量ΔCcw
ΔCcw＝ΔWcw×Ucw(计算式-149)
步骤6.4.3.4计算电介质成本变化量ΔCcw
ΔCe＝ΔWe×Ue(计算式-150)
步骤6.4.4计算装置总成本变化量ΔCy
ΔCy＝ΔCg+ΔCZS+ΔCcw+ΔCe(计算式-151)
步骤6.5判断单次实操乙烯装置效益
对于乙烯装置的效益，只有在乙烯产量增加的情况下，成本降低，才能带来经济效益，因此根据步骤6.3.5.2.8的计算结果ΔPy，需做如下判断：当乙烯产量增加,即ΔPy>0，且成本降低,即ΔCy>0，乙烯装置的效益Xy＝Cy；否则，乙烯装置的效益Xy＝0；
步骤6.6评估多次实操效益
根据步骤3)并依据步骤6.5获得的各单次实操效益，计算多次实操效益：
Figure BDA0001497434310000281
Figure BDA0001497434310000282
–多次实操效益
m-实操总次数
Figure BDA0001497434310000283
-第i次实操的效益
上述步骤6的三种方法都是针对乙烯装置在不同工况下多次实操的效益进行评估。
步骤7结束能效评估过程
下面给出本发明的具体应用说明。
在燕山试点企业中，乙烯装置是该企业化工业务板块中的基础装置，一直是该企业的耗能大户，如何降低乙烯装置能耗是当前该企业所关注的重点问题。结合试点企业乙烯装置实际能耗情况，我们从用能预测、匹配优化和工艺过程操作优化方面制定了如下优化方案：
1.通过全流程在线优化，进行装置用能预测对装置综合能耗进行预测，同时实现设备产能侧与装置用能侧的能源同步与平衡，保证能源供需的稳定性；
2.通过装置工艺操作优化，降低燃料气能耗裂解炉裂解深度离线优化，降低燃料气消耗，提高高附产品收率。
3.通过蒸汽产耗操作优化，提高能量转化与利用效率调整不同等级蒸汽外送和外购流量，实现厂级能量优化配置；调整抽凝式透平机的抽凝比，提高蒸汽利用效率；
4.通过多能源介质消耗匹配优化，提高能源介质综合利用效率在满足个设备用能需求的前提下，调节蒸汽透平泵和电泵的开备，实现蒸汽与电消耗的协同优化；寻找合适的冷却水温度、流量及透平凝液真空度匹配，通过蒸汽做功与循环水降温的合理匹配，实现蒸汽与循环水消耗的协同优化；
根据上述优化方案，我们采用全流程优化技术，构建出整个乙烯装置生产全流程模型，并进行了在线优化计算。根据在线优化计算所给出优化方案，现场工作人员选择了优化方案所涉及的乙烯装置所涉及的裂解、急冷、分离和压缩这四个单元关键产耗能设备中的关键工艺参数(操作变量)进行了多次实操，且这三次实操均处于不同的工况下。我们根据上述方法实现了对乙烯装置多次实操的评估，具体如下：
首先，我们通过步骤2)读取了进行乙烯装置多次实操评估所需的全部数据，这里所取得的均为乙烯装置各能源介质的实物消耗量，且均为实时值。因此，对于多次实操能耗评估，我们首先依据步骤3)中的多次实操能耗评估准则，按步骤4)中所给出的具体实现步骤(除步骤4.3)进行了乙烯装置不同工况下多次实操的综合能耗评估，包括装置总体及燃料气、蒸汽、循环水和电这四个能源介质的综合能耗评估。而后，根据步骤3)中的多次实操效益评估准则，按步骤5)所给出的具体实现步骤(除步骤5.3)进行了乙烯装置不同工况下多次实操的效益评估，包括装置总体及燃料气、蒸汽、循环水和电这四个能源介质的效益评估。
通过采用该方法，准确评估了燕山石化乙烯装置多次实操期间的能耗变化情况和所产生的经济效益，也就是对采用全流程优化技术的燕山乙烯装置能源优化给出了客观的评价，有效解决了燕山石化最为关注的问题—对乙烯装置进行流程优化后，装置能耗是否降低，及其所带来的经济效益；也为能源优化模型的进一步改进提供了知道，达到了预期目标，取得了不错的应用效果。

Claims (10)

1.一种乙烯装置多次实操能效评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10，确定乙烯装置各次实操的需要监控的实操变量以及实操开始时刻和结束时刻；
S20，确定各次实操指定时间段内乙烯装置的综合能耗、各能源介质的综合能耗,以及乙烯产量；其中：
将各能源介质的实物消耗量折算成各能源介质的折标油消耗量；
利用各能源介质的折标油消耗量与乙烯产量的比值来表示各能源介质的综合能耗；
利用各能源介质的折标油消耗量的总和来表示乙烯装置的折标油总消耗量，利用乙烯装置的折标油总消耗量与乙烯产量的比值来表示乙烯装置的综合能耗；
S30，判断乙烯装置每次实操的工况是否相同；
S40，若每次实操的工况不同,则利用一次样条差值法通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的能耗：
S40.1，确定每次实操开始时刻乙烯装置的折标油总消耗量和各能源介质的折标油消耗量；
S40.2，计算每次实操时间段内未进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量和各能源介质的折标油消耗量；
S40.3，利用一次样条差值法计算每次实操时间段内进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量和各能源介质的折标油消耗量；
S40.4，计算每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量的变化量和各能源介质的折标油消耗量的变化量；
S40.5，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S40.6，计算1)各次实操时间段内未进行实操时与进行实操时乙烯装置的折标油总消耗量的变化量的总和与各次实操时间段内乙烯产量的变化量的总和之比,以及2)各次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的折标油消耗量的变化量的总和与各次实操时间段内乙烯产量的变化量的总和之比,以评估乙烯装置在不同工况下多次实操的能耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S50，若每次实操的工况相同,则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的能耗：
S50.1，确定每次实操开始时刻乙烯装置的综合能耗和各能源介质的综合能耗；
S50.2，确定每次实操结束时刻乙烯装置的综合能耗和各能源介质的综合能耗；
S50.3，计算每次实操从开始时刻到结束时刻乙烯装置的综合能耗的变化量和各能源介质的综合能耗的变化量；
S50.4，1)将各次实操从开始时刻到结束时刻乙烯装置的综合能耗的变化量叠加，以及2)将各次实操从开始时刻到结束时刻各能源介质的综合能耗的变化量叠加，以评估乙烯装置在相同工况下多次实操的能耗。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S60，若每次实操的工况不同,则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S60.1，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的折标油消耗量的变化量以及标油单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S60.2，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S60.3，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置不同工况下多次实操的效益。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S60，若每次实操的工况不同，则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S60.1，确定每次实操开始时刻各能源介质的实物消耗量；
S60.2，计算每次实操时间段内未进行实操时各能源介质的实物消耗量；
S60.3，利用一次样条差值法计算每次实操时间段内进行实操时各能源介质的实物消耗量；
S60.4，计算每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的实物消耗量的变化量；
S60.5，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的实物消耗量的变化量,以及各能源介质单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S60.6，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S60.7，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置不同工况下多次实操的效益。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S60，若每次实操的工况不同，则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S60.1，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的折标油消耗量的变化量计算各能源介质的实物消耗量的变化量；
S60.2，根据每次实操时间段内未进行实操时与进行实操时各能源介质的实物消耗量的变化量以及各能源介质单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S60.3，计算每次实操时间段内乙烯产量的变化量；
S60.4，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置不同工况下多次实操的效益。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S70，若每次实操的工况相同,则通过以下步骤来评估乙烯装置多次实操的效益：
S70.1，根据每次实操时间段内各能源介质的能耗变化量以及乙烯产量的变化量计算各能源介质的折标油消耗量的变化量；
S70.2，根据每次实操时间段内各能源介质的折标油消耗量的变化量以及标油单价计算每次实操各能源介质的成本的变化量,将各能源介质的成本的变化量叠加作为每次实操装置总成本的变化量；
S70.3，确定各次实操中装置总成本降低且乙烯产量增加的实操，将这些实操的装置总成本的变化量叠加，以评估乙烯装置相同工况下多次实操的效益。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤S10中，获取实操变量的值发生变化时的时刻值，从这些时刻值中，取离当前时刻最近的时刻值，作为实操开始时刻。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤S10中，当满足以下任意一个条件时，实操结束：
1)任一裂解炉的当前出口温度值和实操前的出口温度值之间的偏差小于或等于-1℃；
2)任一等级蒸汽的当前抽气量操作变量与实操前的抽气量操作变量之间的偏差小于或等于-1t/h；
3)工况变化超过2％；
4)裂解气压缩机吸入口压力波动超过5Kpa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
以实操开始时刻前指定时间段T内所获取的各能源介质的能耗算术平均值作为实操开始时刻各能源介质的综合能耗；
以实操开始时刻前指定时间段T内所获取的乙烯装置的能耗算术平均值作为实操开始时刻乙烯装置的综合能耗；
以实操开始时刻前指定时间段T内所获取的乙烯产量的平均值作为实操开始时刻的乙烯产量。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述指定时间段T为24小时。
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GR01 Patent grant
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