合理用能准则：优化节能措施

从能量利用的观点来看，一切化工过程都是能量的传递和转化过程。它们都在一定的热力学势差（温度差、压力差、电位差和化学位差）推动下进行，过程进行的速率与过程进行的推动力成正比。没有热力学势差，即没有推动力的过程，实际上是无法实现的。

任何热力学势差都是过程的不可逆因素，会导致过程的有效能损失。因此，能量有效利用的中心环节，是在技术条件、经济条件许可的前提下，采取各种措施减少不可逆因素引起的有效能损失。

正确使用能源是能量有效利用的首要问题，它的基本原则是“按质用能，按需供能”。

按质用能是根据输入能的能级确定其使用范围。按需供能则是根据用户对需求能的能级要求选择适当的输入能。两者的核心都是要尽量避免能量的无偿降级，实现能级匹配。例如，化工过程的能源主要是高能级的电力和化石燃料，希望燃料有效能应尽可能用于做功，可先用煤生产3.5MPa，708K的过热蒸汽，通过背压透平发电机组发电，所产生的背压蒸汽（1.0MPa或0.3MPa）则供工艺使用。根据按需供能的原则，最好有多种背压或抽气压力，以满足不同工艺的要求，避免通过节流阀降压造成有效能损失。同时，还应根据用户对输入能的不同能级要求，使能源的能级逐次下降，对能量进行梯次或多次利用。

总之，在实际用能过程中，应注意以下几点：(www.xing528.com)

（1）防止能量无偿降级：用高温热源去加热低温物料，或者将高压蒸汽节流降温、降压使用，或者设备保温不良造成的热损失（或冷损失）等情况均属能量无偿降级现象，要尽可能避免。

（2）采用最佳推动力的工艺方案：过程速率等于推动力除以阻力。推动力越大，过程进行的速率也越大，设备投资费用可以减少，但有效能损失增大，费用增加。反之，减小推动力，可减少有效能损耗，能耗费减少，但为了保证产量，只有增大设备，则投资费用增大。采用最佳推动力的原则，就是确定过程最佳的推动力，谋求合理解决这一矛盾，使总费用最小。

（3）合理组织能量梯次利用：化工厂许多化学反应都是放热反应，放出的热量不仅数量大而且温度较高，这是化工过程的一项宝贵的余热资源。对于温度较高的反应热应通过废热锅炉产生高压蒸汽，然后将高压蒸汽先通过蒸汽透平做功或发电，最后用低压蒸汽作为加热热源使用，即先产功后用热的原则。对热量也要按其能级高低回收使用，例如，用高温热源加热高温物料，用中温热源加热中温物料，用低温热源加热低温物料，从而达到较高的能量利用率。现代大型化工、石油化工企业正是在这些概念上建立起来的综合用能体系。