存储器、氢气系统的氢气资源优化方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了存储器、氢气系统的氢气资源优化、装置和设备，其中所述方法，包括步骤：将氢气系统逻辑划分并建立对应的单元模型；建立物质数学模型、能量数学模型；判断氢回收单元的进料物流是否可作为用氢单元的进料，以确定是将进料物流作为供氢物流还是回收氢物流；对物质数学模型和能量数学模型进行模拟求解，获得模拟运算结果作为氢气系统的系统初值；根据预设的氢耗预测模型获取用氢单元对应的耗氢测算结果；根据耗氢测算结果以氢气系统能耗最小为目标确定各优化变量的取值。本发明专利技术首先提高耗氢量结果值的准确性，接着再从氢气系统能耗最小化角度出发建立目标函数及数学模型，以实现氢气系统的氢气消耗量与能耗的并行优化。实现氢气系统的氢气消耗量与能耗的并行优化。实现氢气系统的氢气消耗量与能耗的并行优化。

【技术实现步骤摘要】
存储器、氢气系统的氢气资源优化方法、装置和设备


[0001]本专利技术涉及炼油加工领域，特别涉及存储器、氢气系统的氢气资源优化、装置和设备。

技术介绍

[0002]近年来，炼厂对氢气的需求量越来越大，氢气已成为企业原料成本中仅次于原油成本的第二大成本要素。氢气系统的氢气资源优化利用技术是企业实现降本增效的重要手段，已受到企业愈来愈多的重视。
[0003]炼厂氢气系统构成复杂，含氢物流在“供氢装置
‑
耗氢装置
‑
氢回收装置”间输送，涉及到氢气物流的提纯、增压、废氢回收等过程，系统能量消耗大。而当前的氢气系统的氢气资源优化研究主要通过夹点分析法及数学规划法，以氢气利用效率、氢气轻烃效益最高等为优化目标进行氢气系统优化。
[0004]专利技术人经过研究发现，现有技术中的氢气系统的优化方式中，缺乏对氢气系统的能量优化利用的研究，因而现有研究获得的优化方案存在过度优化等不足。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气系统的氢气资源优化方法，其特征在于，包括步骤：S11、将氢气系统逻辑划分为供氢单元、用氢单元和氢回收单元，并根据各单元的设计参数及操作参数建立对应的供氢单元模型、用氢单元模型和氢回收单元模型；S12、根据各单元模型间的实际物料关系建立连接，建立所述氢气系统的物质数学模型、根据含氢物流在所述氢气系统中的实际流向，建立所述氢气系统的能量数学模型，以及，建立所述用氢单元的直供料数学计算模型；S13、根据所述直供料数学计算模型判断所述氢回收单元的进料物流是否可作为所述用氢单元的进料，如果是，将所述进料物流作为所述用氢单元的供氢物流；如果否，将所述进料物流作为所述氢回收单元模型的回收氢物流；S14、对所述物质数学模型和所述能量数学模型进行模拟求解，获得模拟运算结果作为所述氢气系统的系统初值；所述系统初值包括各单元流稳态工况下氢气物流的流量、压力、温度和组成；S15、构建用于测算用氢单元的耗氢量的氢耗预测模型；S16、根据所述氢耗预测模型的耗氢测算结果、所述物质数学模型和所述能量数学模型，以氢气系统能耗最小为目标确定各优化变量的取值；所述优化变量包括各单元的氢气纯度和各单元的供氢压力或补充新氢压力。2.根据权利要求1所述的氢气系统的氢气资源优化方法，其特征在于，所述根据所述氢耗预测模型的耗氢测算结果、所述物质数学模型和所述能量数学模型，以氢气系统能耗最小为目标确定各优化变量的取值，包括：以氢气系统能耗最小为目标，确定氢气系统的目标函数和约束条件；基于所述氢耗预测模型获得的测算结果，根据所述目标函数，在所述优化变量的取值范围内，采用优化算法进行求解，获得供氢单元和氢回收单元的供氢参数和氢气系统最小运行能耗。3.根据权利要求2所述的氢气系统的氢气资源优化方法，其特征在于，所述氢气系统的目标函数，包括：minf＝∑W
gi
×
(P
giOUT
‑
P
giIN
)
×
F
gi
+∑E
gi
F
gi
+∑W
i
×
(P
iOUT
‑
P
iIN
)
×
F
i
+∑W
hi
×
(P
hiOUT
‑
P
hiIN
)
×
F
hi
+∑E
hi
F
hi
其中，W
gi
为第i套供氢单元每立方米氢气供氢压力增加1MPa压缩机需耗的电功，kW/(MPa
·
Nm3)；P
giOUT
为第i套供氢单元的供氢压力，MPa；P
giIN
为第i套供氢单元的供氢压缩机入口压力，MPa；F
gi
为第i套供氢单元的氢气流量，Nm3；E
gi
为第i套供氢单元每立方米含氢气体不同氢气纯度对应的供氢单元能耗，是氢气纯度的函数，kW/Nm3；W
i
为第i套用氢单元每立方米补充新氢压力增加1MPa压缩机需耗的电功，kW/(MPa
·
Nm3)；P
iOUT
为第i套用氢单元的补充新氢压力(新氢压缩机出口压力)，MPa；P
iIN
为第i套用氢单元的新氢压缩机入口压力，MPa；F
i
为第i套用氢单元的补充新氢流量，Nm3；W
hi
为第i套氢回收单元每立方米氢气压力增加1MPa压缩机需耗的电功，kW/(MPa
·
Nm3)；P
hiOUT
为第i套氢回收单元的供氢压力，MPa；P
hiIN
为第i套氢回收单元压缩机入口压力，MPa；F
hi
为第i套氢回收单元的氢气流量，Nm3；E
hi
为第i套氢回收单元每立方米含氢气体不同氢气纯度对应的氢回收单元能耗，是氢气纯度的函数，kW/Nm3。所述约束条件，包括：
H
gi
≥minH
gi
H
i
≥minH
i
H
hi
≥minH
hi
0≤P
giOUT
≤maxP
giOUT
P
iOUT
≥minP
iOUT
0≤P
hiOU...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，王阳峰，邢兵，张英，王红涛，胡丞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
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