Применение математического моделирования для определения норм потребления энергоресурсов для установок НПЗ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
Энергоэффективность предприятия в целом определяется использованием потребляемых ресурсов технологических установок
Нестационарное влияние большого количества внешних факторов требует разработки новых методик анализа и оценки норм удельного потребления энергоресурсов
Внедрение рекуперативных теплообменников на установке гидроочистки дизельных топлив Л-24/9 требует рассмотрения эффективности модернизации по снижению потребления топлива печей

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА
Цель работы: оценка возможности прогнозирования норм потребления энергоресурсов для технологических установок
Задачи проекта:
Мониторинг ежесуточных значений параметров работы установки;
Расчет ежесуточных значений потребления условного топлива (УТ) в ПО HYSYS;
Разработка методики статистической обработки массивов данных по расходу сырья, температур потоков в печах и расчетных норм потребления УТ
Построение математической модели потребления энергоресурсов в печах установки Л-24/9

Принципиальная технологическая схема установки Л-24-9

Средняя разница
температур потоков
на входе и выходе
печи, ∆Тср
Массовый
расход
сырья
где Твх – температура потока на входе в печь;
Твых – температура потока на выходе из печи;
л – левый поток, п – правый поток.
Факторы, влияющие на потребление энергоресурсов

Сбор информации
Суточная сводка потребления планового и фактического условного топлива за 13.06.2015.
Почасовый график мониторинга температур на выходе из печи для левого потока реакторного блока за 03.07.15.

Расчет удельного потребления топлива в ПО HYSYS
а) конфигурация колонны стабилизации;
б) спецификации для расчета колонны стабилизации;
в) расчет удельного потребления топлива
а)
б)
в)

Данные по энергопотреблению с 01.06.2015 по 6.06.2015
Данные по энергопотреблению с 01.07.2015 по 6.07.2015
Сбор информации

Статистическая обработка
Типы сравнения выборок для каждого месяца:
1 - расчетная норма потребления условного топлива - ∆Тср;
2 - расчетная норма потребления условного топлива - массовый расход сырья;
3 - фактическое потребление условного топлива - ∆Тср;
4 - фактическое потребление условного топлива - массовый расход сырья.

Статистическая обработка
критерий Пирсона
Проверка характера распре-
деления вариант выборки
Значение критерия Пирсона Χ2 :
, где ni – значение одного из факторов;
nio – теоретические частоты, которые вычисляются по формуле:
где
h – шаг между вариантам,

Статистическая обработка
Оценки различий между
двумя выборками
Критерий Розенбаума Q - простой непараметрический критерий, основан на сумме значений признака из двух выборок: Q = S1 + S2.
Критерий Манна-Уитни U определяет, достаточно ли мала зона перекрещивающихся значений между двумя рядами.

Проверим наличие корреляции с использованием критерия Спирмена ρ и его пересчетом на критерий Стьюдента t.
Расчетные
Нормы УТ
Фактическое
потребление
УТ
t > tкр при α < 0,05
t < tкр при α < 0,05
Корреляция существует
Корреляция отсутствует
Проверка наличия корреляции

Анализ данных в ПО Unscrambler
График Х- и Y-нагрузок для расчетного и фак-тического потребления условного топлива за июль
График Х- и Y-нагрузок для расчетного и фак-тического потребления условного топлива за июнь

Трудности
Пути решения проблем
ТРУДНОСТИ и ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

ВЫВОДЫ
Разработана методика оценки норм потребления и фактического расхода УТ на примере установки Л-24/9: прогнозирование расчетного потребления УТ возможно по двум факторам - средней разнице температур потоков печей и массового расхода сырья.
2. На компьютерной и статистической моделях показано, что установка рекуперативных теплообменников значимо уменьшила фактический расход топлива.
3. Установлено, что при достоверно большем значении расчетной нормы потребления УТ по сравнению с фактическом, необходима поверка показателей приборов учета, а при необходимости, наладка и ремонт отдельных их частей.