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新能源与高效节能

油品在线优化自动调合系统

项目概况: 油品在线自动优化调合技术是影响石油石化行业中精确控制油品性能指标、改善油品质量的关键技术。通过该技术可以对油品调合的全过程进行优化控制,实现油品各项性能指标达到0.1个单位的控制精度,进而获得最优的产品结构设计。 我国炼油行业多年来一直未能解决该项技术难题,如何在满足油品质量指标的前提下,合理利用组分油、优化产品结构,以及油品主要质量指标的卡边控制和提高一次调成率,成为各大炼油企业技术革新的热点。国内企业可以从国外引进该项技术,但成本高昂、技术移植性差、售后服务没有保障。为此,中科院自动所经多年努力,成功开发出拥有自主知识产权的“油品在线自动优化调合技术”,率先在中石油大庆石化公司成功实施,并成功推广到中石化燕山石化分公司。 技术创新性: 汽油在线优化调合系统将调合计划,调合调度,在线优化,实时控制,以及罐区计量等应用集成一体。有以下创新点: 1、首次提出辛烷值EXP调合模型 2、经过大量的现场与化验室调合数据检验,证明该模型对于原油品种和装 置生产方式的变化具有相当的鲁棒性 3、开发了模型自学习功能 4、研制出汽油调合优化计划、调度算法 该技术能实现以下优化目标: 1、属性控制:偏离质量指标要求最小。 2、成本最小:即在满足质量指标的前提下,尽可能多消耗低成本组分油。 3、效益最大:即在满足质量指标的前提下,尽量多生产高标号汽油,同时,多消耗低成本组分油。 4、距离最小:与调度给定的原始配方距离最小,得实际控制过程更加平稳。 合作案例: 2003年6月,我所与中国石油大庆石化分公司签定了《汽油自动优化调合模型及系统技术开发》科研项目合同。2004年3月,该项目通过了中国石油股份公司组织的项目验收。2006年2月,中科院自动化所与中石油大庆石化分公司签定了“炼油厂汽油在线调合系统改造”项目合同,该技术的工业化实施正式启动。2007年10月,油品在线自动优化调合系统在中石油大庆石化分公司正式投入使用,并且整个系统一次上线投运成功。到目前为止,该系统完成调合总量近80多万吨,其各项指标经化验分析均达到设计要求并严格卡边,一次调合合格率达到100%。与去年同期人工调合的数据相比,质量过剩的情况得到很好的控制,为企业实现每年近2000万元的直接经济效益。该成果的运用,彻底改变和消除了人工调合的缺陷和弊端,提高了成品油产品的科技含量和炼油企业的竞争能力,对于提高成品油调合的生产效率、降低调合能耗、提高产品质量、降低生产成本等都有着重要的意义。 2008年4月29日,由中国科学院自动化研究所自主研发的“汽油在线自动优化调合模型及软件系统开发与工业应用”通过了中国科学院组织的科技成果鉴定。鉴定委员会专家在对“油品在线优化调合系统”进行综合评估后认为:该项目提出的汽油辛烷值调合规则、汽油生产的计划、调度排产及在线优化控制算法,以及以此为基础开发的软件系统,达到了国际先进水平。该项目有利于提高企业经济效益和市场竞争力,建议推广应用。 作为国内首个自主研发的汽油在线自动优化调合系统,在中石油大庆石化分公司成功实施后,得到了国内石油石化行业的广泛认可。2007年,自动化所与中石化北京燕山分公司签订了汽油自动优化调合模型及系统技术开发合同,该系统预计08年10月投产运行,年调合汽油230万吨。 据统计,全国现有中等规模炼油厂50多家,若全部实施油品调合技术,仅汽油生产一项每年将为国家产生几十亿元的直接经济效益。

新能源与高效节能

焦化行业节能减排产品开发与应用

项目概况: 中科院自动化所综合自动化技术工程中心(即北京三博中自科技有限公司)早在四年前就提出了“节能减排、资源优化”的工作目标,瞄准焦化行业的能源管理和控制。结合对我国焦化行业多年的工程实践,針对焦炉加热温度控制,开发了“焦炉智能自适应加热系统CIAHS”,实现节能降耗。针对集气管压力控制,开发了“焦炉集气管压力智能协调控制系统CPICC”,避免了焦炉冒烟冒火对环境造成空气污染。 1、焦炉智能自适应加热系统CIAHS。CIAHS实现了焦炉加热自动控制和优化控制,显著提高焦炉加热技术水平、改善焦碳质量、降低煤气消耗、延长焦炉寿命。 2、焦炉集气管压力智能协调控制系统CPICC。炼焦过程中烟气对大气造成严重污染,集气管压力是焦炉冒烟冒火的直接原因。由于集气管压力是受多种因素共同影响,耦合严重,集气管压力控制是一个长期困扰焦化企业的技术难题。CPICC就是解决集气管压力有效控制问题。 技术创新性: 1、焦炉智能自适应加热系统CIAHS:采用了三项专利技术,通过内嵌的人工智能系统,自动识别工况变化并调整相关模型和参数,始终保持加热的最优性和可靠性。系统具有自校正能力,能适应焦炉正常生产情况下各工况改变,易于维护和使用。(1)正常生产情况下,班直行温度波动在±5°C以内,安定系数达到炼焦行业协会规定的特级炉标准。(2)实现焦炉加热量优化控制,自动加热正常运行中同比吨焦枆热量可降低2-4%或者达到炼焦协会规定的特级炉标准(3)实现自动化调节炉温,降低工人劳动强度,提高炉温调节的及时性和可靠性,提高劳动生产效率,改善操作环境。 2、焦炉集气管压力智能协调控制系统CPICC。CPICC以“煤气输送平衡”为核心,实现了集气管系统多参数集中检测,并结合专家系统、解耦和智能决策,协调控制集气管翻板、初冷器前吸力以及鼓风机转速,从而有效稳定集气管压力,克服外部扰动。 市场情况: 1、焦炉智能自适应加热系统CIAHS。在某焦化厂焦炉(42孔4.3米)投运了CIAHS,烧混合煤气,掺混比为5%。全年统计,高炉煤气和焦炉煤气实际分别节约了1348.57万m3和246.23 万m3。冶金焦率提高了0.871%。年创利润300万元/焦炉,当年回收投资。实践表明,焦炉加热自动控制在稳定加热、降低煤气消耗、提高焦炭质量和劳动生产率、改善操作环境及延长炉龄等方面都起到重要作用,技术水平国内领先。 2、焦炉集气管压力智能协调控制系统CPICC。该系统已在多家焦化厂得到实际应用,有效稳定了集气管压力,消除了冒烟隐患,减少环境污染。而且集气管压力的稳定有助于提高化产收率,延长焦炉寿命,提高了鼓风机运行的平稳性,降低鼓风机能耗,具有显著的经济和社会效益。

新能源与高效节能

城市生活垃圾焚烧发电技术(循环流化床技术)

项目概况: 循环流化床垃圾焚烧炉的炉内循环灰作为热载体,蓄热量大,燃烧稳定性好,温度均匀。流化床燃烧温度在850~950℃之间,过量空气系数小,氮氧化物生成量少,有害气体生成易于在炉内得到控制,为新一代“清洁”焚烧炉。 通过采用外置换热器技术,彻底解决金属管材在高温烟气区的氯化氢腐蚀问题,不仅延长设备使用寿命,而且提高了过热蒸汽参数和发电效率,可以实现与我国常规汽轮机组配套。 垃圾焚烧发电厂由垃圾预处理系统,垃圾给料系统,循环流化床垃圾焚烧系统、烟气净化系统、排渣系统、灰渣综合处理系统、汽水系统、仪表控制系统、水处理系统、电气控制系统、汽轮机及发电系统、输配电系统等组成。 技术创新性: 1. 最能适应中国垃圾高水分、低热值的特点。 2. 助燃煤掺烧热值比例可控制在20%以下,大城市可实现不掺烧助燃煤,符合国家产业政策。 3. 能够有效控制垃圾焚烧过程中有害气体(二噁英)的产生。 4. 通过添加石灰石实现炉内脱硫,通过尾气处理后,大大降低了有害气体排放,其中二噁英类物质含量超国家标准,可达到欧盟标准。 5. 通过喷洒活性炭和消石灰可有效脱除烟气中氯化氢、氟化氢、二氧化硫等有害气体。 6. 燃烧彻底,垃圾减量98%以上,减容90%以上。 7. 灰渣无臭味,可直接填埋,也可用于生产建筑材料。 主要应用范围: 1. 余热利用:可用于10~20万人口,中等发展水平,土地资源紧张,地下水水位较高的小型城市。 2. 上网发电:适用100万人口以上的城市、经济发达城市、旅游城市。如珠江三角洲、长江三角洲等区域。 市场前景: 1、在环境友好方面:循环流化床优于炉排焚烧技术。循环流化床分级燃烧,温度均匀,NOx生成量少;炉内添加石灰石脱硫,灰渣燃尽率高;渗沥液同时被消纳;烟道中二噁英生成的催化作用被遏制。 2、在建设投资方面:循环流化床低于炉排焚烧炉,循环流化床拥有自主知识产权,全部国产化;燃烧强度高,炉体尺寸小,占地小,耗钢量少;焚烧炉本体无运动部件,制造难度小。 3、在运行费用及收益方面:循环流化床优于炉排焚烧技术。可不用燃油而用煤稳定燃烧,且用量低,渗沥液入炉消纳,不必专设污水处理站;无运动炉排,维护费用低蒸汽过热器不与烟气接触;无HCl腐蚀之忧,蒸汽参数高,发电效率高,售电收益高。 合作案例: 四川彭州垃圾焚烧厂:2×100吨/日垃圾焚烧炉。本项目是中科院循环流化床焚烧技术产业化的第一个项目。2002年初投入运行后,处理规模、运行与排放指标全部达到了设计目标,获得良好的社会影响和环保效益。 浙江嘉兴垃圾焚烧发电厂:2×250吨/日垃圾焚烧炉+12MW汽轮发电机组。本项目是中科院循环流化床焚烧发电技术第一个产业化项目。由浙江某民营企业投资,运用中科院循环流化床焚烧发电技术。项目于2003年5月开始并网发电,当年8月通过了国家环境保护总局国家环境分析测试中心的严格测试,各项焚烧排放指标均达到并优于国家环保标准限值,2004年6月通过了浙江省环境监测中心站“建设项目竣工环境保护验收监测与评价报告”。 广东东莞垃圾焚烧发电厂(BOT):3×400吨/日垃圾焚烧炉+2×15MW汽轮发电机组。东莞垃圾焚烧发电厂是中科集团参与投资建设的第一个垃圾焚烧发电项目。东莞项目总投资为3.5亿元人民币、日处理垃圾1200吨,年发电量可达2.3亿度,采用中科集团拥有自主知识产权的循环流化床焚烧发电技术。项目于2003年10月开工建设,于2007年1月正式运营。目前,该项目运营情况良好,基本达到了政府和投资者的预期。该项目是中科集团循环流化床焚烧发电技术的又一次成功实践,标志着该技术产业化进入了一个崭新的阶段。 宁波镇海区垃圾焚烧发电厂(BOO):2×400吨/日垃圾焚烧炉+2×12MW汽轮发电机组。宁波镇海垃圾焚烧发电项目是中科集团主导投资建设的第一个垃圾焚烧发电项目。项目总投资2亿元左右,日处理生活垃圾600吨,年上网电量可达1亿度,采用循环流化床焚烧发电专利技术。镇海项目于2005年10月开工,并于2006年12月建成投产。目前,镇海项目运行情况良好。镇海项目建成投产是中科集团进军能源环保产业的一个里程碑,标志着中科集团具备了投资、建设和运营垃圾焚烧发电厂的实力。此外,镇海项目入选“建设部2007年科学技术项目计划——市政公用科技示范工程”。

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