【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过系统性混合进程间整合来提高能量效率的系统、计算机可读介质、计算机程序及相关方法相关申请本专利技术要求2013年4月8日提交的标题为“System,ComputerReadableMedia,andComputerProgramsforEnhancingEnergyEfficiencyviaSystematicHybridInter-ProcessesIntegration”的美国专利申请第13/858,731号的优先权,并且还要求2013年4月8日提交的标题为“MethodsforEnhancingEnergyEfficiencyviaSystematicHybridInter-ProcessesIntegration”的美国专利申请第13/858,718号的优先权。
本专利技术主要涉及通过热回收的能量管理,更具体地,涉及用于通过热回收系统为大型工业场所提供增强的能量管理的系统、计算机可读介质、程序代码及方法。
技术介绍
工业生产的经济效果、全球能量供应的限制、和环境保护的现实是所有行业的持久关注点。世界科学界中的大多数人认为,由于向大气中释放各种温室气体(温室气体)导致的全球变暖现象对世界环境产生负面影响。温室气体主要有三种来源:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)。在上一个世纪中,世界上排放到空气中的CO2已经急剧增加。工业革命和自然资源(例如煤和石油)的开采为CO2排放做出了极大贡献。从温室气体的角度看,能量效率优化不仅是用于降低能量消耗的快速跟踪方法,而且需要降低基于能量的温室气体/CO2的排放。几十年来,能量效率优化仅仅解 ...
【技术保护点】
一种计算机辅助的方法,其用于为大型工业场所提供提高的能量效率和降低的温室气体排放,所述方法的特征在于步骤:分析或找出大型工业场所的多个功能区(1‑10)之间的多个可能的进程间能量整合组合,所述多个功能区(1‑10)包括大型工业场所的多个区域(1‑10)、多个块、多个设施、多个设备和多个单元中的一个或多个,其中的每一个包括多个资源流(71);以及找出这样的所述多个可能的进程间能量整合组合,其提供了定义最优进程间能量整合组合的各功能区(1‑10)之间的总废热回收的最优解决方案。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.08 US 13/858,731;2013.04.08 US 13/858,7181.一种用于为大型工业场所提供提高的能量效率和降低的温室气体排放的计算机辅助的方法,其,所述方法包括步骤:利用计算机的辅助,分析大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合,所述多个功能区包括大型工业场所的多个区域、多个块、多个设施、多个设备和多个单元中的一个或多个,其中的每一个包括多个资源流,所述资源流包括要被加热的一个或多个冷流或者要被冷却的一个或多个热流,所分析的进程间能量整合组合包括:使用利用所述资源流中的一个或多个作为缓冲器的直接进程间能量整合的组合;使用利用一个或多个热油缓冲器系统作为缓冲器的间接进程间能量整合的组合;以及对定义混合进程间能量整合的直接进程间能量整合与间接进程间能量整合这两者的组合进行使用的组合,其中所述混合进程间能量整合利用所述资源流中的一个或多个作为缓冲器并利用所述一个或多个热油缓冲器系统作为缓冲器;以及利用计算机的辅助,确定直接进程间能量整合、间接进程间能量整合、或混合进程间能量整合何时为大型工业场所提供更多的总能量回收;提供对直接进程间能量整合、间接进程间能量整合、或混合进程间能量整合何时为大型工业场所提供更多的总能量回收进行表示的数据以用于显示,以协助找出所述多个可能的进程间能量整合组合中的提供了各功能区之间的总废热回收的最优解决方案的组合,以定义最优进程间能量整合组合;产生多个技术上可行的高能效的工业场所进程间热交换系统设计可选择方案;找出具有提供了最有效的废热回收与资金成本分配之间的平衡的进程间连接和匹配方案的工业场所进程间热交换系统设计;并且提供对具有提供了最有效的废热回收与资金成本分配之间的平衡的进程间连接和匹配方案的工业场所进程间热交换系统设计进行表示的数据,以用于显示。2.如权利要求1所述的方法,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述方法还包括步骤:确定一个或多个水缓冲器或蒸汽缓冲器何时提供关于间接进程间能量整合的超出相应的一个或多个热油线路的最大的能量回收;以及确定一个或多个热油线路何时提供关于间接进程间能量整合的超出相应的一个或多个水缓冲器或蒸汽缓冲器的最大的能量回收。3.如权利要求1所述的方法,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述方法还包括步骤:确定水缓冲器或蒸汽缓冲器与一个或多个热油线路的组合何时提供关于间接进程间能量整合的最大的能量回收;以及确定水缓冲器、蒸汽缓冲器以及一个或多个热油线路的组合何时提供关于间接进程间能量整合的最大的能量回收。4.如权利要求1所述的方法,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述方法还包括步骤:确定单独使用蒸汽系统的间接整合何时比单独使用热油系统的间接整合更好地实现能量和温室排放减少目标;以及确定单独使用热油系统的间接整合何时比单独使用蒸汽系统的间接整合更好地达到能量和温室排放减少目标。5.如权利要求1所述的方法,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述方法还包括步骤:找出何时不使用或不推荐利用缓冲器的间接进程间能量整合,而是更适于使用单元、设备、设施、块、或区域的多个资源流中的一个资源流作为能量使者,来达到能量和温室气体排放目标;以及找出何时不使用或不推荐利用缓冲器的间接进程间能量整合,而是应当使用在多个单元、设备、设施、块、或区域上的热-热流匹配、冷-冷流匹配、流身份转换技术、或者它们的组合,来达到能量和温室气体排放目标。6.如权利要求1所述的方法,其中所述确定直接进程间能量整合、间接进程间能量整合、或者混合进程间能量整合何时提供更多的能量回收的步骤包括步骤:确定直接进程间能量整合何时是达到能量和温室气体排放减少目标的唯一选择;以及确定何时可以单独使用间接整合来达到能量和温室气体排放减少目标。7.如权利要求1所述的方法,其中所述最优进程间能量整合组合包括混合进程间能量整合,所述方法还包括步骤:在依靠间接进程间能量整合之前,找出对废热回收造成最优影响的直接进程间能量整合连接的最小数量;以及产生工业场所进程间热交换系统设计,其具有提供了最有效的废热回收与资金成本分配之间的平衡的进程间连接和匹配方案。8.如权利要求1所述的方法,还包括步骤:响应于预测的可操作性和资金考虑,找出这样的多个额外的进程间热交换系统设计,其具有重叠的结构,并被设计为提供最优的未来改造方案。9.如权利要求1所述的方法,其中所述确定直接进程间能量整合、间接进程间能量整合、或者混合进程间能量整合何时提供更多的能量回收的步骤包括步骤:考虑一个或多个非热力学约束而在直接进程间能量整合方案与间接进程间能量整合方案之间进行仲裁;并且其中,所述方法还包括步骤:产生和综合可接受的进程间热交换系统设计,其提供基于当前的可操作性和资金考虑的总废热回收的最优方案和次优方案,以及响应于预测的可操作性和资金考虑而产生和综合多个额外的方案,其具有重叠的结构,并被设计为提供最优的未来改造方案。10.如权利要求1所述的方法,还包括步骤:响应于对明显的进程特定设计修改和灵活的匹配方案的多个可能组合的分析,定义所述多个功能区之间的用于最优能量消耗和温室气体排放减少的最佳热交换耦合和次佳热交换耦合。11.如权利要求1所述的方法,其中所述每个功能区的多个资源流共同代表了所述多个功能区的多个功能区进程流当中的相应功能区的单个功能区进程流,所述多个功能区进程流共同构成大型工业场所的能量效用系统,所述方法还包括步骤:找出对大型工业场所的能量效用系统的夹点位置进行主要控制的一个或多个功能区进程流;确定最优夹点位置,其为能量效用系统提供最大的废能回收和最小的温室气体排放;以及调整对所述夹点位置进行主要控制的一个或多个功能区进程流的供应温度,以获得进程间能量整合的能量消耗目标。12.如权利要求1所述的方法,其中所述每个功能区的多个资源流共同代表了多个功能区进程流当中的单个功能区进程流,所述多个功能区进程流共同构成大型工业场所的能量效用系统,其中所述多个功能区包括多个区域、块、设备、或设施,并且其中所述分析大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合的步骤包括步骤:找出对大型工业场所的能量效用系统的夹点位置进行主要控制的区域、块、设备、或设施。13.如权利要求1所述的方法,其中所述每个功能区的多个资源流共同代表了多个功能区进程流的单个功能区进程流,所述多个功能区进程流共同构成大型工业场所的能量效用系统,并且其中对所述分析大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合进行分析的步骤包括步骤:找出主要控制大型工业场所的能量效用系统的夹点位置的、导致所有可能的进程内部结构和参数条件发生变化的一个或多个功能区进程流;以及响应于找出主要控制夹点位置的一个或多个功能区进程流,并且响应于预测的可操作性和资金考虑,确定用于未来改造的最优夹点位置。14.一种用于为大型工业场所提供提高的能量效率和减少的温室气体排放的计算机辅助方法,其,所述方法包括步骤:利用计算机的辅助,确定针对大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合的多个可能的进程间整合能量消耗目标,所述多个功能区包括下列中的一个或多个:大型工业场所的多个区域、多个块、多个设施、多个设备和多个单元,其中的每一个包括多个资源流,所述资源流包括要被加热的一个或多个冷流或者要被冷却的一个或多个热流;利用计算机的辅助,响应于对高能效的进程间整合能量消耗目标的选择,确定所述多个可能的进程间能量整合组合中提供各个功能区之间的总废热回收最优方案的组合,所述多个可能的进程间能量整合组合中的该组合包括所述多个资源流中的一个或多个资源流作为缓冲器以及一个或多个热油缓冲器系统作为缓冲器;利用计算机的辅助,确定所述多个可能的进程间能量整合组合中的包括所述多个资源流中的一个或多个资源流作为缓冲器以及水、蒸汽或热油缓冲器系统中的一个或多个作为缓冲器的该组合;利用计算机的辅助,确定提供了各个功能区之间的最优总废热回收的技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计,该确定步骤包括步骤:生成多个技术上可行的高能效的工业场所进程间热交换系统设计可选择方案;以及从所述多个技术上可行的高能效的工业场所进程间热交换系统设计可选择方案中,找出具有提供了最有效的废热回收与资金成本分配之间的平衡的进程间连接和匹配方案的工业场所进程间热交换系统设计;以及提供对所述具有用于提供最有效的废热回收与资金成本分配之间的平衡的进程间连接和匹配方案的工业场所进程间热交换系统设计进行表示的数据,以用于显示。15.如权利要求14所述的方法,其中所述方法还包括步骤:响应于预测的可操作性和资金考虑来确定多个额外的进程间热交换系统设计,所述多个额外的进程间热交换系统设计具有实质上重叠的结构,并被设计为提供最优的未来改造方案。16.如权利要求14所述的方法,其中找出提供了各个功能区之间的最优总废热回收方案的多个可能的进程间能量整合组合的步骤以及对提供了各个功能区之间的最优总废热回收的技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计进行确定的步骤包括:考虑一个或多个非热力学约束,在直接进程间能量整合方案和间接进程间能量整合方案之间进行仲裁,以产生和综合可接受的进程间热交换系统设计,该设计提供基于当前的可操作性和资金考虑的最优方案和次优方案,并且响应于预测的可操作性和资金考虑而产生和综合多个额外的方案,所述多个额外的方案具有重叠的结构,并设计为提供最优的未来改造方案。17.如权利要求14所述的方法,其中所述对提供了各个功能区之间的最优总废热回收的技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计进行确定的步骤包括步骤:响应于对明显的进程特定设计修改和灵活的匹配方案的多个可能的组合进行的分析,定义所述多个功能区之间的用于最优能量消耗和温室气体排放减少的最佳热交换耦合和次佳热交换耦合。18.如权利要求14所述的方法,其中所述每个功能区的多个资源流共同代表了所述多个功能区的多个功能区进程流当中的相应功能区的单个功能区进程流,所述多个功能区进程流共同构成大型工业场所的能量效用系统,并且其中找出针对大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合的多个可能的进程间整合能量消耗目标的步骤以及找出提供了各个功能区之间的总废热回收最优方案的多个可能的进程间能量整合组合的步骤包括步骤:找出对大型工业场所的能量效用系统的夹点位置进行主要控制的一个或多个功能区进程流;确定最优夹点位置,其为能量效用系统提供了最大的废能回收和最小的温室气体排放;以及调整对所述夹点位置进行主要控制的一个或多个功能区进程流的供应温度,以获得进程间能量整合的能量消耗目标。19.如权利要求14所述的方法,其中,每个功能区的多个资源流共同代表了多个功能区进程流的单个功能区进程流,所述多个功能区进程流共同构成大型工业场所的能量效用系统,其中所述多个功能区包括多个区域、块、设备或设施,并且其中找出大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合的多个可能的进程间整合能量消耗目标的步骤包括步骤:找出主要控制大型工业场所的能量效用系统的夹点位置的区域、块、设备、或设施。20.如权利要求14所述的方法,其中,每个功能区的多个资源流共同代表了多个功能区进程流的单个功能区进程流,所述多个功能区进程流共同构成大型工业场所的能量效用系统,并且其中找出大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合的多个可能的进程间整合能量消耗目标的步骤包括步骤:找出主要控制大型工业场所的能量效用系统的夹点位置、导致所有可能的进程内部结构和参数条件发生显著变化的一个或多个功能区进程流;以及响应于找出主要控制夹点位置的一个或多个功能区进程流,并且响应于预测的可操作性和资金考虑,确定用于未来改造的最优夹点位置。21.如权利要求14所述的方法,其中找出所述多个可能的进程间能量整合组合中的提供了各个功能区之间的总废热回收最优方案的组合的步骤包括步骤:确定直接进程间能量整合、间接进程间能量整合、或定义混合进程间能量整合的直接进程间能量整合与间接进程间能量整合的组合何时提供更多能量回收。22.如权利要求14所述的方法,其中,当在所述最优热交换系统设计中使用了间接进程间整合时,所述对提供了各个功能区之间的最优总废热回收的技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计进行确定以定义所述最优进程间热交换系统设计的步骤包括下列步骤中的一个或多个:确定一个或多个水缓冲器或蒸汽缓冲器何时提供关于间接进程间能量整合的超出相应的一个或多个热油线路的最大的能量回收;以及确定水缓冲器或蒸汽缓冲器与一个或多个热油线路的组合何时提供关于间接进程间能量整合的最大的能量回收;以及确定水缓冲器、蒸汽缓冲器与一个或多个热油线路的组合何时提供关于间接进程间能量整合的最大的能量回收。23.如权利要求14所述的方法,其中所述对提供了各个功能区之间的最优总废热回收的技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计进行确定的步骤包括下列步骤中的一个:找出何时不使用或不推荐利用缓冲器的间接进程间能量整合,而是更适于使用单元、设备、设施、块、或区域的多个资源流中的一个资源流作为能量使者来达到能量和温室气体排放目标;以及找出何时不使用或不推荐利用缓冲器的间接进程间能量整合,而是应当使用在多个单元、设备、设施、块、或区域上的热-热流匹配、冷-冷流匹配、流身份转换技术、或者它们的组合来达到能量和温室气体排放目标。24.一种用于为大型工业场所提供提高的能量效率和降低的温室气体排放的计算机辅助方法,其,所述方法包括步骤:利用计算机的辅助,找出大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合的多个可能的进程间整合能量消耗目标,所述多个功能区包括下列中的一个或多个:大型工业场所的多个区域、多个块、多个设施、多个设备和多个单元,其中的每一个包括多个资源流;在所述多个可能的进程间整合能量消耗目标中选择一个高能效的进程间整合能量消耗目标;利用计算机的辅助,找出多个可能的进程间能量整合中的这样的组合,其提供所述多个可能的进程间整合能量消耗目标中的一个高能效的进程间整合能量消耗目标,所述多个可能的进程间能量整合组合中的该组合包括所述多个资源流中的一个或多个资源流作为缓冲器以及一个或多个热油缓冲器系统作为缓冲器;利用计算机的辅助,产生多个技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计可选择方案;利用计算机的辅助,从所述多个技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计可选择方案中,找出实质上提供了各个功能区之间的最优总废热回收的技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计;以及提供对所述实质上提供了各个功能区之间的最优总废热回收的技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计进行表示的数据,以用于显示。25.如权利要求24所述的方法,还包括步骤:响应于一个时间序列的预测的可操作性和资金考虑而找出多个额外的进程间热交换系统设计,所述多个额外的进程间热交换系统设计具有实质上重叠的结构,并设计为提供最优的未来改造方案。26.一种非暂时性计算机可读介质,其具有用于为大型工业场所提供提高的能量效率和降低的温室气体排放的处理器可读代码,所述处理器可读代码在所述非暂时性计算机可读介质上实现并且包括一组指令,当一个或多个处理器执行该组指令时,会使得所述一个或多个处理器执行操作,所述操作包括:分析大型工业场所的多个功能区之间的多个可能的进程间能量整合组合,所述多个功能区包括下列中的一个或多个:大型工业场所的多个区域、多个块、多个设施、多个设备和多个单元,其中的每一个包括多个资源流,所述资源流包括要被加热的一个或多个冷流或者要被冷却的一个或多个热流,所分析的进程间能量整合组合包括:使用利用所述资源流中的一个或多个作为缓冲器的直接进程间能量整合;使用利用一个或多个热油缓冲器系统作为缓冲器的间接进程间能量整合;以及对定义混合进程间能量整合的直接进程间能量整合与间接进程间能量整合的组合进行使用的组合,其中所述混合进程间能量整合利用所述资源流中的一个或多个作为缓冲器并利用所述一个或多个热油缓冲器系统作为缓冲器;确定直接进程间能量整合、间接进程间能量整合、或混合进程间能量整合何时为大型工业场所提供了更多的总能量回收;提供对直接进程间能量整合、间接进程间能量整合、或混合进程间能量整合何时为大型工业场所提供更多的总能量回收进行表示的数据以用于向用户显示,从而协助用户找出所述多个可能的进程间能量整合组合中的提供了各功能区之间的总废热回收的最优解决方案的组合,以定义最优进程间能量整合组合;产生多个技术上可行的高能效的工业场所进程间热交换系统设计可选择方案;找出具有提供了最有效的废热回收与资金成本分配之间的平衡的进程间连接和匹配方案的工业场所进程间热交换系统设计;并且提供对具有提供了最有效的废热回收与资金成本分配之间的平衡的进程间连接和匹配方案的工业场所进程间热交换系统设计进行表示的数据,以用于向用户显示。27.如权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述操作还包括:确定一个或多个水缓冲器或蒸汽缓冲器何时提供关于间接进程间能量整合的超出相应的一个或多个热油线路的最大的能量回收;以及确定一个或多个热油线路何时提供关于间接进程间能量整合的超出相应的一个或多个水缓冲器或蒸汽缓冲器的最大的能量回收。28.如权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述操作还包括:确定水缓冲器或蒸汽缓冲器与一个或多个热油线路的组合何时提供关于间接进程间能量整合的最大的能量回收;以及确定水缓冲器、蒸汽缓冲器和一个或多个热油线路的组合何时提供关于间接进程间能量整合的最大的能量回收。29.如权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述操作还包括:确定单独使用蒸汽系统的间接整合何时比单独使用热油系统的间接整合更好地实现能量和温室提取排放减少目标;以及确定单独使用热油系统的间接整合何时比单独使用蒸汽系统的间接整合更好地实现能量和温室提取排放减少目标。30.如权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述最优进程间能量整合组合包括间接进程间能量整合,所述操作还包括:找出何时不使用或不推荐利用缓冲器的间接进程间能量整合,而是更适于使用单元、设备、设施、块、或区域的多个资源流中的一个资源流作为能量使者来达到能量和温室气体排放目标;以及找出何时不使用或不推荐利用缓冲器的间接进程间能量整合,而是应当使用在多个单元、设备、设施、块、或区域上的热-热流匹配、冷-冷流匹配、流身份转换技术、或者它们的组合来达到能量和温室气体排放目标。31.如权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述对直接进程间能量整合、间接进程间能量整合或混合进程间能量整合何时提供更多的能量回收进行确定的操...
【专利技术属性】
技术研发人员:马哈茂德·巴希·努尔丁,马尼阿·M·阿勒欧韦迪,阿卜杜勒阿齐兹·M·阿勒努蒂菲,
申请(专利权)人:沙特阿拉伯石油公司,
类型:发明
国别省市:沙特阿拉伯;SA
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