降低能耗不再是难题

图1 窄点分析的重点不是某一座蒸馏塔。窄点分析更多的是对整个流程工艺的热能流进行优化

能源价格的上涨、税收激励政策和生态环保压力都要求流程工业加快节能减排进程。但传统的单一提高能源利用率并不能满足节能要求，在流程工艺过程中集成窄点分析技术（一套适用于流程工业企业使用的软件），能够充分的挖掘节能优化的潜力。

流程工业中不仅要求生产流程经济高效，而且还应该尽可能的减少能源消耗和有害气体的排放。因此，流程工业领域中的能耗大户要想保持自己有利的竞争地位就必须提高能源利用率。大多数能源优化的传统方法只能提高单一流程设备的能源利用率，例如提高蒸馏塔或者反应釜的效率，而且需要付出高昂技术改造费。然而，从整个流程工艺的角度来讲整套流程设备的节能潜力却是很大的。所以，企业需要对流程工艺进行综合的治理，利用窄点分析技术，对现有流程设备进行改进、优化。

在许多流程工业企业中，原材料的加热和冷却在能源费用中占很大一部分，流程工艺师们为提高能源利用率而采取热能回收等措施。但由于流程工艺过程除了需要一定的热能之外，还需要保证一定的温度，而且设备只能利用其他温度更高热源的热能。

在窄点分析中，将对热能流动进行系统的分析，采集所需的数据汇集为两条特性明显的“联合曲线”，一条是热能联合曲线（相当于需要冷却的热流以及热能供给），另一条是冷却联合曲线（需要加热的流量以及热需求）。在“设计之前确立目标”的要求下，窄点分析的第一步是确定生产流程内部热能回收，外部加热和冷却以及投资和能源费用最低的年费用目标值。在此之后才开始最佳的流程设备设计工作。

窄点分析所要解决的问题如下：

流程生产工艺全部优化后所需的最少能源是多少？

如何达到这种优化程度？

投资和能源费用方面有哪些可以优化的地方？

像局部特征值或者时间序列等方法都只有相对性的说服力，而只有窄点分析这一方法才能够提高流程工艺生产过程全面的优化信息，能够根据与实际数据的比较清楚地说明优化率的大小。根据窄点分析的结果，可以对流程工艺生产过程采取合适的热能回收和能源供应优化的措施。

图2 PinCH软件以对比曲线的方式表示出了能够确定节能潜力的热能需求和热能供给的相互关系。在热能传递网络中，可以把能源流最佳的连接起来

窄点分析的应用

在能源消耗较大的行业中，尤其是在化工、医药生产、造纸、食品或者建筑材料领域等高能耗行业中使用窄点分析方法是非常重要的。在这些领域中可以利用窄点分析使能源消耗降低40%，只需2~3年的时间就可以收回节能技术改造所投入的资金。

Nestle公司在新厂设计中采用了窄点分析技术。分析得出新厂全部的热能需求为8700kW，理论上的热能回收量为4900kW。通过合理的热能回收措施实际实现的热能回收率达92%，相当于每年节约12.5GWh的能源。

为了能够使业内人士尽快的熟悉窄点分析法，有目的的、经济合理的使用能源，瑞士Luzern市的高等专业学院受瑞士联邦政府的委托与专家组一起研发设计了窄点分析软件PinCH。它能够对流程工业企业批量生产工况进行连续的分析，能够通过与多个子流程工艺（流程工艺管理）的相互耦合采集丰富的技术性、经济性的变量数据。通过软件其他功能的应用，使用者可以改变流程工艺中的数据，实现流程工艺节能优化。作用最大的是软件中热传导网络的图形化设计，它集成了能源系统优化所需的热泵、中央供暖站、蒸气压缩机以及实际应用的仪器设备。

正确的工具是非常重要的，但没有相应的知识再好的工具也无法发挥应有的作用。因此，在Lurzern学院里辅助开设了流程工艺集成和PinCH技术课程，让工程技术人员更好的学习并使用窄点分析技术以及PinCH软件。

结语

提高能源利用率和经济性的流程工艺优化改进不是一件容易的事。PinCH软件能够帮助企业攻克这一难题。