氢气是石化企业很重要的产品和原料，但氢气系统是石化企业能源浪费和环境污染比较严重的环节。目前，国内大部分石化企业的氢气系统仍存在一些问题，主要表现在：
1）氢气系统用氢成本核算比较粗放，主要通过手工估算，很难综合考虑各种影响因素，如原料性质和价格、加工方案和操作条件、公用工程水电气风价格等对用氢成本的影响，造成成本核算不够准确且周期较长，对氢气系统的日常调度没有起到很好的指导作用；
2）在企业不断的扩能改造和改动下，氢气系统的供氢网络和供氢方式没有及时响应新的变化，造成现有氢气网络已经不能更好的满足供氢成本持续降低的需求，供氢网络的改造和完善势在必行；
3）氢气系统的调度人员仍然主要通过对有限信息的判断，凭经验对氢气系统进行平衡与调度，很难掌握因加工原油品种多、加工方案多变、氢源多样、用氢装置对氢源要求不一、氢气网络复杂等因素而引起的氢气系统的变化情况，因此，仅凭经验进行氢气系统平衡虽然可以基本保持氢气系统安全稳定运行，但很难做到用氢成本最低，不可避免地造成了氢气资源的浪费；
4）对氢气系统的改进措施主要基于经验对氢气网络和制氢原料进行优化，缺少对氢气系统进行整体成本核算、设计优化、在线模拟和调度优化的系统工具。
建设氢气系统用氢成本核算与调度优化平台，将基于经验的成本核算及调度提升到基于模型的精确核算、事前预测和定量调度，可以明显提高氢气系统的成本核算准确性，操作安全性和经济性，可以为企业带来明显的经济效益和社会效益。
氢气系统用氢成本核算与调度优化解决方案
浙江中控软件技术有限公司首次提出了由“2”个集成平台、“5”套系统架构的石化企业氢气系统用氢成本核算与调度优化整体解决方案IES-HYDROGEN，如下图所示。
图1 石化企业氢气系统用氢成本核算与调度优化整体解决方案架构图
IES-HYDROGEN具有如下特点：
l 建设 “2”个集成平台-----用氢成本核算平台与调度优化平台；
l 用氢成本核算平台针对主要产氢耗氢装置，考察产氢耗氢成本的各种影响因素，如原料性质和价格、加工方案和操作条件、公用工程水电气风价格等，然后利用机理建模建立产氢耗氢成本核算模型，给出各装置的产氢耗氢成本及其变化规律，从而为技术和调度人员提供实时的成本信息，为降低产氢耗氢成本提供决策依据；
l 调度优化平台，基于耗氢装置氢气需求计算系统和氢气管网在线模拟系统，以调度周期内氢气成本最低和操作最平稳为目标，建立调度优化模型，给出未来调度周期内的优化调度建议，实现基于模型的“定量调度”和“事前调度”，通过减少氢气浪费，优化氢气配置，节约新氢压缩机电力开支，取得节能减排效果。
l 该解决方案具有在炼油、石化、化工、钢铁企业广泛的适用性、开放性和可移植性。
应用效果
氢气系统用氢成本核算与调度优化整体解决方案IES-HYDROGEN在中国大型炼化企业镇海炼化得到了成功应用，取得了如下应用效果：
l 基于用氢成本核算平台，为技术和调度人员提供实时的成本信息，为降低产氢、耗氢成本提供决策依据，优化镇海炼化公司氢气系统的资源配置，提高了镇海炼化的氢气管理水平；
l 基于氢气网络设计优化系统，对现有氢气系统建立氢源氢阱超结构模型，以总的产氢耗氢成本最小为目标，综合考虑氢气流量、纯度、压力和有害杂质等因素为约束条件，在对现有氢气网络不做较大改动的前提下，分析和设计出最优的供氢方式，为企业优化生产提供依据；
l 基于耗氢装置氢气需求计算系统，可以准确预测未来一段时间内氢气消耗量的变化趋势，提高了调度的预判性，为调度人员实现“事前调度”提供了有力支撑；
l 基于氢气管网在线模拟系统，准确获得了氢气管网内部节点和管段的详细信息（包括温度、压力、流量、组成和流向等），为调度人员实现精确调度和“定量调度”提供了有力支撑，提高了氢气系统的安全性和操作平稳性；
l 基于氢气系统调度优化系统，实现了有效定量的氢气系统优化调度，减少了氢气无效供应和浪费，降低了新氢机的耗电量，取得显著的节能减排效果。
图2 氢气系统用氢成本核算与调度优化系统界面示意图
IES-HYDROGEN填补了国内石化企业氢气系统用氢成本核算与调度优化信息化平台技术的空白，属于国内首创，其成功应用于镇海炼化，通过节约新氢机的用电量和减少吨氢成本为企业带来明显经济效益，获得用户高度评价。
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