石油化工生产能效评估、诊断与优化

本书系统地介绍了作者及其研究团队关于石油化工生产能效评估、诊断与优化问题的研究成果。书中分别从系统层、过程层和设备层三个层面，以及能源流和物流动态监测信息，建立了多粒度能效评估指标体系；提出了基于工况划分的多模型能效评估方法和综合考虑诊断周期的生产过程分布式能效诊断方案。关于石油化工生产能效优化问题，提出了考虑系统层、过程层和设备层之间的能效动态关联、实现整个生产能源利用率优选化的能源优化配置方案。为了将提出的能效评估、诊断与优化技术直接应用于石化企业，书中以乙烯生产工业的能效评估诊断为例，设计开发了能效监测与评估系统及其移动端；还结合石化生产工业数据的特点，开发了基于大数据平台的乙烯生产能效监测与评估系统，为石化企业实现从关键耗能设备到整个生产过程的能效科学评估、诊断，以及能源优化配置提供了综合解决方案。

前言
英文缩写对照表
第一篇 概述
第1章 石油化工行业能源形势与挑战 3
1.1 石油化工行业能源种类概述 3
1.2 石油化工行业能源应用现状 7
1.2.1 国内现状 7
1.2.2 国际现状 8
1.3 工业节能的战略地位 9
1.4 国家节能降耗规划 10
第2章 能效概述 13
2.1 能效基本概念 13
2.2 能效量化指标 13
2.3 能效评估、诊断、优化技术与节能降耗 15
第二篇 乙烯工业
第3章 乙烯生产能效指标体系 21
3.1 乙烯生产技术 21
3.1.1 裂解过程 22
3.1.2 急冷过程 25
3.1.3 压缩过程 25
3.1.4 分离过程 26
3.2 乙烯生产能耗现状与分析 26
3.2.1 乙烯生产能耗盘点 26
3.2.2 乙烯生产能耗与产出综合分析 30
3.3 乙烯生产能效指标体系的建立 31
3.3.1 指标体系建立原则 31
3.3.2 乙烯生产能效指标体系 32
3.4 本章小结 37
第4章 乙烯生产能效评估、诊断技术 38
4.1 乙烯生产能效评估、诊断概述 38
4.2 乙烯生产能效评估、诊断技术与流程 39
4.2.1 能效评估、诊断技术 39
4.2.2 基于DEA模型的能效评估、诊断流程 41
4.3 基于工况划分的乙烯全流程能效评估 42
4.3.1 乙烯生产典型工况确定 43
4.3.2 基于K均值聚类算法的工况辨识 47
4.3.3 基于因子分析法的能效评估模型输入指标选择 49
4.3.4 基于工况划分的乙烯生产能效评估 50
4.4 乙烯生产分布式能效诊断策略 54
4.4.1 两阶段DEA模型和网络DEA 模型 55
4.4.2 基于乙烯生产能源流的能效诊断边界确定 62
4.4.3 乙烯生产过程分布式能效诊断模型建立 66
4.4.4 能效诊断结果及分析 75
4.5 乙烯生产裂解炉设备能效诊断策略 83
4.5.1 乙烯生产的工况划分 83
4.5.2 乙烯裂解炉PCA模型的建立及诊断结果分析 84
4.6 本章小结 90
第5章 乙烯生产能效优化技术 91
5.1 乙烯生产能效优化概述 91
5.2 基于三层结构的乙烯生产多工况能效优化 94
5.2.1 投入产出建模方法 94
5.2.2 乙烯生产系统层、过程层和设备层模型建立 101
5.2.3 乙烯生产能效优化 106
5.3 乙烯生产裂解炉的优化策略 117
5.3.1 乙烯裂解炉能效优化 118
5.3.2 乙烯裂解炉裂解深度的优化 121
5.4 乙烯生产精馏塔的节能操作优化策略 123
5.4.1 乙烯精馏工艺流程与精馏塔乙烯损失率 124
5.4.2 基于模糊聚类的精馏塔运行工况划分 127
5.4.3 优化目标函数的确定 129
5.4.4 仿真实验及效果分析 131
5.5 本章小结 133
第三篇 炼油工业
第6章 常减压生产装置能效指标体系 137
6.1 常减压生产装置工艺技术 137
6.1.1 蒸馏原理 137
6.1.2 常减压生产装置工艺流程 138
6.2 常减压生产装置能耗现状分析 141
6.2.1 常减压生产装置能源介质流分析 141
6.2.2 常减压生产装置能耗特点分析 146
6.3 常减压生产装置能效指标体系的建立 147
6.3.1 常减压生产装置层级划分 147
6.3.2 能效监测指标的建立 148
6.4 本章小结 155
第7章 常减压生产装置能效评估、诊断技术 156
7.1 常减压生产装置能效评估、诊断概述 156
7.2 常减压生产装置拔出率诊断策略 157
7.2.1 PSO优化SVM的模型参数 162
7.2.2 基于PSO-SVM诊断模型的仿真结果 164
7.3 常减压生产异常工况诊断策略 166
7.3.1 诊断与优化算法 166
7.3.2 异常工况诊断模型的建立 169
7.4 本章小结 176
第8章 常减压生产装置能效优化技术 177
8.1 常减压生产装置能效优化概述 177
8.2 常减压生产装置综合能效优化策略 178
8.2.1 基于IPSO的常压炉能效优化模型的建立 178
8.2.2 优化结果及分析 180
8.3 基于工况划分的常减压生产装置能效优化 182
8.3.1 基于PSO的常减压生产装置能效建模优化 182
8.3.2 基于IPSO的常减压生产装置能效建模优化 189
8.4 本章小结 210
第四篇 应用
第9章 能效监测与评估系统 213
9.1 乙烯生产能效监测与评估系统 213
9.1.1 企业需求分析 213
9.1.2 系统功能设计 216
9.1.3 系统结构设计 218
9.1.4 系统使用流程设计 220
9.1.5 系统模块设计 222
9.1.6 实验室内的测试与运行 228
9.1.7 工业现场的系统投运 232
9.1.8 运行结果与分析 233
9.2 炼油生产能效监测与评估系统 236
9.2.1 系统工作原理 236
9.2.2 系统功能设计 237
9.2.3 系统结构设计 238
9.2.4 系统模块设计 239
9.2.5 工程应用情况 247
9.3 本章小结 249
第10章 乙烯生产能效监测与评估移动端系统 250
10.1 系统需求分析 251
10.2 系统功能设计 252
10.3 系统结构设计 253
10.4 服务器设计 255
10.5 Android客户端设计 256
10.6 本章小结 263
第11章 基于大数据平台的乙烯生产能效监测与评估系统 264
11.1 基于Spark平台的乙烯生产能效分析平台 265
11.1.1 大数据平台选型及部署 265
11.1.2 基于Spark的工业大数据平台设计与实现 276
11.2 乙烯生产能效分析大数据集群管控平台 291
11.2.1 系统部署 291
11.2.2 集群管控可视化功能实现 292
11.2.3 能效分析可视化功能实现 295
11.3 本章小结 297
参考文献 299