深冷分离方法是回收油田伴生气NGL(Natural Gas Liquid)的主要方法之一。油田双级膨胀式NGL深冷分离系统复杂,由多种物流、能流及多类设备组成,是典型的由供能、用能及余热回收三部分组成的分布式能量利用系统。根据在用的双级膨胀式深冷分离装置的工艺流程特点,采用"三箱"分析方法,将系统划分为六个子系统,建立了系统—单元—设备的火用分析模型,并给出了具体分析过程和评价指标。利用实测数据,对大庆油田实际运行的NGL装置进行了分析计算,据此提出了改进建议,并进行了工程实施,取得了较好的节能效果。