常減壓裝置節(jié)能降耗運(yùn)行分析

夏洪亮（江蘇新海石化有限公司）

常減壓裝置節(jié)能降耗運(yùn)行分析

夏洪亮（江蘇新海石化有限公司）

通過(guò)分析江蘇新海石化有限公司常減壓裝置綜合能耗的組成及各單項(xiàng)能耗占綜合能耗的百分比與加工量的關(guān)系，得出燃料消耗時(shí)影響裝置能耗的重點(diǎn)。針對(duì)節(jié)約燃料采取加熱爐改造、檢修、加強(qiáng)管理的措施；針對(duì)節(jié)約蒸汽采取控制減頂抽真空蒸汽、提高常二中發(fā)汽量的措施；針對(duì)節(jié)約水、電采取用水替代、高負(fù)荷運(yùn)行、減頂抽真空器冷后溫度控制、側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品冷后溫度控制的措施，使裝置能耗從檢修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t。

常減壓；綜合能耗；節(jié)能

1　裝置能耗分析

新海石化2.5 Mt/a常減壓裝置由海工英派爾公司承擔(dān)主體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用閃蒸塔、常壓塔、汽提塔、減壓塔流程。裝置原設(shè)計(jì)原料為380#燃料油和塔里木原油，設(shè)計(jì)綜合能耗為508.50 MJ/t。

自2015年開(kāi)展裝置對(duì)標(biāo)活動(dòng)以來(lái)，針對(duì)常減壓裝置高能耗問(wèn)題開(kāi)展了研究，提出要降低綜合能耗，實(shí)現(xiàn)裝置效益最大化。常減壓裝置于2015年8—9月進(jìn)行檢修和部分改造，10月份檢修完成后節(jié)能效果明顯。2013—2015年常減壓裝置綜合能耗的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　能耗統(tǒng)計(jì)

裝置能耗主要包括燃料（燃料油和燃料氣）、蒸汽、循環(huán)水、電、除氧水等。從表1可以導(dǎo)出各能耗介質(zhì)占綜合能耗的百分比，見(jiàn)表2。從表2對(duì)比2013年度與2014年度數(shù)據(jù)可以得知：

1）年度電、循環(huán)水單耗占總能耗百分比與加工量成反比關(guān)系，即加工量越大，電、循環(huán)水的能耗占比越小，說(shuō)明電和水的綜合能耗優(yōu)化主要與加工量有關(guān)系，對(duì)于裝置綜合能耗影響不是重點(diǎn)因素。

2）蒸汽單耗占總能耗的百分比與加工量成正比關(guān)系，說(shuō)明在加工量較高的情況下，采取措施降蒸汽單耗是主要的節(jié)能手段之一。

3）燃料單耗占總能耗的百分比與加工量成正比關(guān)系，說(shuō)明在加工量較高的情況下，采取措施降低燃料單耗是主要的節(jié)能手段之一。

表2　不同年份加工量下單項(xiàng)能耗占比

結(jié)合表1與表2可見(jiàn)，年度加工量大小即負(fù)荷率與綜合能耗成反比關(guān)系，即為了降低裝置綜合能耗首先要保證裝置負(fù)荷率，裝置負(fù)荷率低時(shí)很難實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)［1］。

2　節(jié)省燃料的措施

常減壓裝置燃料全部用于常壓加熱爐和減壓加熱爐，由于燃料能耗占總能耗的60%以上，因此采取有效措施降低燃料的消耗將對(duì)裝置綜合能耗優(yōu)化起到主要作用。

2.1加熱爐現(xiàn)狀分析

2.5Mt/a常減壓裝置連續(xù)運(yùn)行5年，加熱爐熱效率不斷降低，實(shí)際生產(chǎn)中加熱爐運(yùn)行存在以下問(wèn)題：煙道、風(fēng)道結(jié)灰結(jié)硫嚴(yán)重；余熱回收系統(tǒng)堵塞嚴(yán)重效率低下，空氣預(yù)熱器熱管部分腐蝕泄漏，冷風(fēng)熱風(fēng)互串，鼓引風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，常減壓爐一次風(fēng)門(mén)開(kāi)啟方能滿(mǎn)足爐內(nèi)氧含量需求；吹灰系統(tǒng)腐蝕損壞，不能投用；煙道擋板和旁路擋板卡澀無(wú)法調(diào)節(jié)。

2.2加熱爐及附件檢修

根據(jù)加熱爐前期運(yùn)行實(shí)際情況，車(chē)間組織對(duì)加熱爐系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，包括爐體、煙道、預(yù)熱器系統(tǒng)、擋板及風(fēng)門(mén)，并利用檢修對(duì)卡澀擋板進(jìn)行更換，對(duì)銹蝕損壞保溫進(jìn)行拆除更換，減少散熱損失。

2015年8月裝置檢修，對(duì)加熱爐空氣預(yù)熱系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)更換檢修，將老舊燃?xì)庵骰鹱旄鼡Q成高效火嘴。

2.3檢修后加熱爐的運(yùn)行控制及效果

加熱爐經(jīng)過(guò)檢修后投入使用，為降低燃料單耗，裝置采取以下管理措施：優(yōu)化加熱爐三門(mén)一板操作，保證加熱爐高效運(yùn)行；強(qiáng)化加熱爐氧含量管理，優(yōu)化控制在2%～3%［2］，提高加熱爐熱效率；加強(qiáng)加熱爐保養(yǎng)，保證設(shè)備高效運(yùn)行；優(yōu)化常、減壓兩塔操作，降低加熱爐熱負(fù)荷；優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，提高進(jìn)爐溫度，降低燃料消耗；加強(qiáng)進(jìn)裝置前原料脫水，降低常壓爐熱負(fù)荷；減少減三冷油回注，提高減渣抽出溫度，已達(dá)到提高原料換熱終溫，降低加熱爐負(fù)荷［3］。檢修后對(duì)加熱爐余熱回收系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

表3　加熱爐余熱回收系統(tǒng)檢修后運(yùn)行情況

通過(guò)表3數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過(guò)檢修后余熱回收系統(tǒng)運(yùn)行情況得到明顯的改善。兩爐氧含量得到有效控制；排煙溫度降低到160℃左右，熱量回收明顯；加熱爐熱效率較檢修前有較大的提高。

2.4檢修后裝置的節(jié)能效益

2015年檢修前累計(jì)燃料單耗6.55 kg/t，檢修后10—12月份燃料單耗為5.80 kg/t，2016年計(jì)劃加工原料2.5 Mt，按燃料價(jià)格為3000元/t計(jì)算，則節(jié)省燃料消耗增效562.5萬(wàn)元。

3　節(jié)省蒸汽的措施

3.1靈活調(diào)整減頂抽真空器閥門(mén)開(kāi)度

減壓塔塔頂采用三級(jí)蒸汽抽真空器進(jìn)行抽真空操作，由于常減壓裝置原料性質(zhì)變化頻繁，減壓塔頂負(fù)荷變化較大，若不能及時(shí)調(diào)整蒸汽給汽閥門(mén)將會(huì)在塔頂負(fù)荷低時(shí)造成能源浪費(fèi)，同時(shí)加大了塔頂酸性污水的產(chǎn)量。車(chē)間規(guī)定在保證減頂殘壓3 kPa以?xún)?nèi)的前提下，逐漸關(guān)小蒸汽調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，降低蒸汽用量。

3.2增加自產(chǎn)蒸汽

常減壓裝置設(shè)計(jì)了常二中換熱汽包發(fā)汽，保證常壓塔熱平衡的前提，盡量將常二中泵滿(mǎn)負(fù)荷，提高該泵利用效率的同時(shí)提高常二中發(fā)汽量，一般加工量300 t/h以上時(shí)常二中控制流量不低于60 t/h，發(fā)汽量一般不低于4 t/h。

3.3改變傳統(tǒng)防凍凝思路降低冬季用汽量

傳統(tǒng)防凍凝管理即環(huán)境溫度在達(dá)到既定溫度后就進(jìn)行裝置全面防凍凝工作，各種伴熱全開(kāi)，常減壓裝置側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品密度、凝點(diǎn)、溫度等跨度分布廣，對(duì)于伴熱投用不能一概而論。要求班組對(duì)減壓側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品出裝置管線(xiàn)全年停用伴熱，做好相關(guān)伴熱線(xiàn)放空排凝工作后只在裝置停工時(shí)臨時(shí)投用上述管線(xiàn)伴熱。

3.4減頂抽真空器改造

常減壓裝置原設(shè)計(jì)減頂抽真空為三級(jí)蒸汽抽真空器，裝置蒸汽單耗受其影響較大，2015年檢修期間對(duì)減頂三級(jí)抽真空器進(jìn)行改造，將第三級(jí)抽真空器改成水環(huán)真空泵，此改造每小時(shí)降低蒸汽耗量1 t左右。

4　節(jié)省水電的措施

4.1靈活調(diào)整水冷用循環(huán)水

要求班組及時(shí)根據(jù)減頂負(fù)荷情況調(diào)整循環(huán)水用量，根據(jù)初步統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知減頂用循環(huán)水對(duì)常減壓裝置循環(huán)水用量影響最為直接，裝置小時(shí)耗量可在900～2400 t之間波動(dòng)，通過(guò)調(diào)整可使循環(huán)水單耗從9 t/t降低至4.5 t/t，冬季最低時(shí)達(dá)到4.0 t/t以下。

涉及水冷的減二、減三、減渣產(chǎn)品要求班組每班聯(lián)系物流罐區(qū)落實(shí)大罐溫度，盡量提高外送溫度。一般減二、減三線(xiàn)油溫度控制不小于90℃，渣油外送溫度控制不小于170℃，產(chǎn)品多走水冷付線(xiàn)，循環(huán)水量摸索調(diào)小。

4.2強(qiáng)化管理

強(qiáng)化電脫鹽運(yùn)行管理，創(chuàng)建電脫鹽及原料運(yùn)行數(shù)據(jù)臺(tái)賬，要求班組每班進(jìn)行記錄，將同種原料運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，擇優(yōu)作為調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)，逐漸累積數(shù)據(jù)，逐步降低電脫鹽運(yùn)行電流；這樣累積記錄可以使班組進(jìn)行調(diào)整時(shí)有目的的進(jìn)行摸索，避免了調(diào)整的隨意性，逐漸形成良性循環(huán)。

由于裝置原料性質(zhì)不同，各機(jī)泵負(fù)荷率變化較大，檢修期間對(duì)部分電機(jī)進(jìn)行了變頻改造［4］以適應(yīng)機(jī)泵負(fù)荷變化帶來(lái)用電浪費(fèi)；強(qiáng)化班組變頻使用意識(shí)是節(jié)電的又一關(guān)鍵措施，要求班組延長(zhǎng)變頻電動(dòng)機(jī)的使用時(shí)間，將變頻電動(dòng)機(jī)使用作為常態(tài)化管理思路。

5　結(jié)論

通過(guò)檢修改造，常減壓裝置綜合能耗從檢修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t，綜合能耗降低幅度達(dá)到10%以上，節(jié)能效果明顯。要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行，應(yīng)該從以下幾方面開(kāi)展工作：

1）燃料消耗在綜合能耗中占60%以上，降低綜合能耗首先要從提高加熱爐熱效率著手做工作，降低裝置綜合能耗效果十分明顯。

2）保證原料充足穩(wěn)定，使裝置全年處于滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)，對(duì)于降低裝置綜合能耗有著決定性的作用。

3）采用先進(jìn)的節(jié)能改造技術(shù)及方案，同時(shí)采用先進(jìn)的管理手段，如低溫?zé)峄厥绽?、裝置熱聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用、常減壓裝置操作優(yōu)化技術(shù)AVO等。

［1］劉超.常減壓蒸餾裝置的節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用［J］.節(jié)能技術(shù)，2010，18（3）：43-46.

［2］黃榮.5Mt/a常減壓裝置能耗分析及節(jié)能措施［J］.石化技術(shù)，2011，18（3）：33-35.

［3］谷濤，劉迎春.煉油廠(chǎng)常減壓裝置節(jié)能新技術(shù)措施［J］.節(jié)能技術(shù)，2004，22（3）：9-12.

［4］王穎華.原油常減壓裝置節(jié)能技術(shù)［J］.天然氣與石油，2006，24（3）：59-64.

（編輯王古月）

式中：Q——每年節(jié)約能源，kJ；

N——每天的高峰周期數(shù)。

可見(jiàn)，有效回收蒸汽管道疏水和換熱設(shè)備凝結(jié)水，可節(jié)約大量能源。以假設(shè)1個(gè)周期（8 h）的蒸汽疏水量和凝結(jié)水量1500 kg為例，每年可節(jié)約熱能5.5×108kJ。

3　結(jié)束語(yǔ)

蒸汽管道的疏水和換熱設(shè)備的凝結(jié)水含有較大的熱能，本方案將蓄熱器和蒸汽疏水回收系統(tǒng)合并，能根據(jù)工廠(chǎng)對(duì)熱水的需求量自動(dòng)調(diào)節(jié)熱水溫度，在蒸汽疏水量不能滿(mǎn)足熱水量的需求時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)水，采用蒸汽自動(dòng)加熱，適用于各種規(guī)模的用熱單位。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期2016-02-16

（編輯鞏亞清）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.001

2015-11-07

夏洪亮，2007年6月畢業(yè)于淮海工學(xué)院，從事石油化工生產(chǎn)及工藝技術(shù)管理工作，E-mail：15150962980@163.com，地址：江蘇省連云港市贛榆區(qū)柘枉臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)，222113。