常減壓裝置綜合能耗分析與節(jié)能措施

郭彥臣，方子來，趙國(guó)君，向存華，賈憲剛

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

常減壓裝置綜合能耗分析與節(jié)能措施

郭彥臣，方子來，趙國(guó)君，向存華，賈憲剛

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

文中分析了某石化公司煉油廠6.5 Mt/a常減壓裝置的綜合能耗情況，對(duì)影響裝置綜合能耗的因素逐一進(jìn)行分析，找到了該裝置綜合能耗偏高的原因，提出了具體節(jié)能措施，同時(shí)對(duì)工藝操作進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，取得了良好節(jié)能效果。

常減壓裝置；綜合能耗；潛力分析；措施

某常減壓蒸餾裝置于2012年10月10日建成投產(chǎn)。裝置為燃料—潤(rùn)滑油型常減壓蒸餾裝置，原料為大慶原油，主要產(chǎn)品為石腦油、噴氣燃料、柴油、減壓蠟油及渣油。

該常減壓蒸餾裝置能耗由循環(huán)水、新鮮水、電、除鹽水、新鮮水1.0 MPa蒸汽、熱輸入（出）、燃料等組成，能耗占全廠總能耗的比例高達(dá)到14%~ 15%。

1 裝置綜合能耗及對(duì)比

裝置設(shè)計(jì)、標(biāo)定及年度能耗見表1，中國(guó)石油同類裝置能耗對(duì)比見表2。

由表1可見，裝置設(shè)計(jì)能耗455.42 MJ/t，2013年裝置運(yùn)行年累計(jì)能耗達(dá)到設(shè)計(jì)值，但均高于表2數(shù)據(jù)顯示的國(guó)內(nèi)同類裝置能耗數(shù)值。裝置調(diào)整生產(chǎn)操作標(biāo)定階段能耗降低至434.68 MJ/t，說明裝置合理調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)及技術(shù)改造，裝置綜合能耗能夠達(dá)到設(shè)計(jì)水平，并有望優(yōu)于設(shè)計(jì)［1］。

2 影響綜合能耗的因素分析

2.1 燃料單耗高

表1 裝置設(shè)計(jì)、標(biāo)定及年度能耗/（MJ·t-1）

通過數(shù)據(jù)計(jì)算并結(jié)合裝置生產(chǎn)實(shí)際發(fā)現(xiàn)，常減壓裝置主要的能耗來自于加熱爐燃料。燃料油能耗與燃料氣能耗占總能耗的76.43%。在實(shí)際燃燒過程中，過?？諝庀禂?shù)過小會(huì)使燃料燃燒不完全；過?？諝庀禂?shù)過大進(jìn)入加熱爐的空氣增多，導(dǎo)致爐膛溫度下降，降低了加熱爐管的吸熱量，從而增加燃料單耗。常減壓裝置加熱爐爐膛氧含量工藝設(shè)計(jì)指標(biāo)一般為3%~6%，操作員往往出于安全和省事考慮，常把加熱爐爐膛氧含量控制在4%左右，增加了加熱爐燃料單耗［2］。

表2 中國(guó)石油同類裝置能耗/（MJ·t-1）

2.2 加熱爐熱效率低

裝置常壓爐、減壓爐均為雙排單面輻射立管雙輻射室方箱爐，常壓爐設(shè)計(jì)負(fù)荷45.66 MW，減壓爐設(shè)計(jì)負(fù)荷23.9 MW。降低排煙溫度，是提高加熱爐熱效率的主要措施。該裝置加熱爐余熱回收系統(tǒng)采用常壓爐、減壓爐排煙與兩爐供風(fēng)系統(tǒng)換熱的方式，在提高爐膛進(jìn)風(fēng)溫度的同時(shí)，有效降低加熱爐排煙溫度，降低煙氣熱損失。但引風(fēng)機(jī)及相應(yīng)煙道設(shè)計(jì)選型過小，裝置運(yùn)行階段被迫將煙氣直排煙囪擋板開啟一塊，使得走空氣預(yù)熱器的煙氣量下降。當(dāng)需要加熱的冷空氣達(dá)到相同溫度進(jìn)入加熱爐時(shí)，加熱爐熱效率大幅度下降［3］。

2.3 減壓抽真空效果不理想

裝置減壓塔頂采用高效噴射式蒸汽抽真空系統(tǒng)，在保證減頂真空度的前提下節(jié)省投資，減壓塔頂?shù)牟僮鲏毫?.02 MPa。同時(shí)3級(jí)抽真空系統(tǒng)采用機(jī)械抽真空機(jī)組，降低蒸汽消耗。

2013年夏季（5月至9月）3級(jí)抽真空使用蒸汽噴射器。如投用減頂抽真空系統(tǒng)的3級(jí)水環(huán)真空泵，可以節(jié)約蒸汽8 t/h，節(jié)約能耗30.74 MJ/t。

2.4 裝置熱聯(lián)合系統(tǒng)不完善

裝置減四線、減五線、熱渣油首先經(jīng)過與原油換熱回收其熱量，部分再經(jīng)過采暖水換熱后經(jīng)水冷直接進(jìn)入重油催化裂化裝置與延遲焦化裝置。既增加重油催化裂化裝置與延遲焦化裝置進(jìn)料升溫加熱的負(fù)荷，又增加常減壓裝置產(chǎn)品的冷卻負(fù)荷，增加裝置綜合能耗。

2.5 工藝操作條件不理想

裝置常二中與除氧水換熱自產(chǎn)1.0 MPa蒸汽，減一中、常二線與除氧水換熱自產(chǎn)0.3 MPa蒸汽，2部分自產(chǎn)蒸汽的產(chǎn)量受裝置常二線和減二線產(chǎn)品方案的調(diào)整不斷變化，嚴(yán)重影響裝置自身發(fā)氣量。通過不斷優(yōu)化裝置操作參數(shù)，在產(chǎn)品效益和自產(chǎn)蒸汽量之間找出平衡點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品效益最大化的前提下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)裝置自產(chǎn)蒸汽量達(dá)到最大化［4］。

2.6 空冷積垢嚴(yán)重

裝置空冷器有初頂汽油板式空冷器、常頂汽油空冷器、常一線反應(yīng)前空冷器等17臺(tái)空冷設(shè)備?？绽湔Ｊ褂脳l件下，由于空冷器表面結(jié)垢后，傳熱效率降低，造成介質(zhì)冷卻不下來，影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。結(jié)合同類裝置經(jīng)驗(yàn)，為了減少或延緩空冷器表面結(jié)垢，需定期清洗空冷器，通過清洗可迅速清除管束表面污垢，恢復(fù)空冷器正常工作效率。

3 降低綜合能耗措施

3.1 降低燃料氣單耗

合理有效降低燃料單耗，必須將初頂瓦斯、常頂瓦斯、減頂瓦斯引至加熱爐燃燒，有效降低燃料能耗。制定了《加熱爐管理考核細(xì)則》，要求操作員根據(jù)加熱爐在線氧含量分析儀數(shù)值，積極調(diào)整加熱爐火焰燃燒狀況，合理降低過?？諝庀禂?shù)。該措施有效控制爐膛氧含量在2%~4%的工藝指標(biāo)范圍內(nèi)，有效提高加熱爐熱效率［5］。

3.2 提高加熱爐熱效率

結(jié)合裝置余熱回收系統(tǒng)采用煙氣直接預(yù)熱空氣方式的特點(diǎn)，利用5月份檢修期間將加熱爐更換為大流量引風(fēng)機(jī)，提高加熱爐效率。裝置原引風(fēng)機(jī)選型過小，造成加熱爐引風(fēng)機(jī)能力不夠，導(dǎo)致排煙溫度過高。裝置通過檢修將引風(fēng)機(jī)由原流量141 600 m3/h更換為250 000 m3/h，并且增加煙氣分支煙道。改造前，引風(fēng)機(jī)入口擋板開度100%，并且煙道旁路擋板打開1個(gè)，才能滿足加熱爐正常生產(chǎn)需要。改造后，引風(fēng)機(jī)入口擋板開度37%，煙道旁路擋板全部關(guān)閉，引風(fēng)機(jī)就能滿足加熱爐正常生產(chǎn)需要。由于煙氣全部走空氣預(yù)熱器，使熱空氣溫度由原來的195℃上升至220℃，提高了加熱爐熱效率。

通過封堵加熱爐看火孔、增加空氣預(yù)熱器風(fēng)道保溫，封堵加熱爐漏風(fēng)點(diǎn)等方式，降低加熱爐散熱損失量，提高加熱爐熱效率［6~11］。

3.3 投用高效混合抽真空系統(tǒng)

投用高效混合抽真空系統(tǒng)。在2014年，通過分析減頂抽真空系統(tǒng)的操作條件，在保證減頂真空度≮97 kPa的前提下，逐步停用1級(jí)蒸汽真空泵J-201A/B/C，抽真空蒸汽用量從13 t/h下降至3 t/h，節(jié)約蒸汽10 t/h，降低能耗40.56 MJ/t；進(jìn)入月4份以來，減頂?shù)?級(jí)蒸汽真空泵切換至水環(huán)真空泵，節(jié)約蒸汽8 t/h，降低能耗30.74 MJ/t。

3.4 采用裝置熱聯(lián)合

將超過110℃的渣油熱負(fù)荷、超過90℃的蠟油熱負(fù)荷作為熱聯(lián)合供料能耗核算標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)原油加工量的條件下，通過調(diào)整減四線、減五線、熱渣油出裝置的冷后溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)重油催化裂化與延遲焦化裝置的熱供料，降低裝置間因原料預(yù)熱及產(chǎn)品冷凝的能耗達(dá)到38.35 MJ/t，特別是熱渣油實(shí)現(xiàn)對(duì)下游裝置熱供料，占熱聯(lián)合總供料能耗的88.7%。

3.5 優(yōu)化工藝操作條件

增加蒸汽發(fā)生器的熱量（1.0 MPa蒸汽發(fā)生器熱油換后溫度從210℃調(diào)整至198℃），提高裝置產(chǎn)汽量。該措施使得裝置1.0 MPa蒸汽產(chǎn)汽量從15 t上升至21 t，并結(jié)合在減壓抽真空系統(tǒng)1.0 MPa蒸汽主線上新接1條專線蒸汽線，在保證減壓抽真空系統(tǒng)的正常用氣量的前提下，實(shí)現(xiàn)把裝置自產(chǎn)的1.0 MPa蒸汽輸送到1.0 MPa蒸汽外管網(wǎng)，現(xiàn)裝置自產(chǎn)剩余1.0 MPa蒸汽4~5 t/h。

3.6 定期清洗空冷散熱片

結(jié)合本地實(shí)際氣候條件，制定出《裝置夏季空冷清洗方案》。方案為保證裝置高溫生產(chǎn)的安全和平穩(wěn)，要求操作人員定期對(duì)裝置內(nèi)17臺(tái)空冷散熱片進(jìn)行逐臺(tái)清洗。該年度在入夏、夏中及夏末清洗空冷4次，提高了各空冷散熱片的效率。經(jīng)過清洗后，冷卻效果非常明顯，氣分區(qū)各塔頂冷后溫度平均下降3~5℃，分餾塔頂冷后溫度降低4℃左右，降低了操作難度，滿足了高溫生產(chǎn)的需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過對(duì)裝置操作工藝的優(yōu)化與改造，逐步對(duì)影響裝置能耗的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行控制，收到了良好的節(jié)能效果。該常減壓裝置的能耗由改造前的485.11 MJ/t降低到改造后的455.42 MJ/t，達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。

［1］林世雄.石油煉制工程（第三版）［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：12-15.

［2］雷鈞，高光偉，曹慧.優(yōu)化工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)減壓深拔［J］.煉油與化工，2006，17（2）：25-28.

［3］唐孟海，胡兆靈.常減壓蒸餾技術(shù)問答［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2005：351-386.

［4］顏軍文.常減壓裝置能耗分析與節(jié)能途徑探討［J］.能源工程，2002（3）：42-45.

［5］武金倫.常減壓裝置節(jié)能途徑探討［J］.化學(xué)與生物工程，2003，20（1）：44-45.

［6］黃榮.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.

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［8］嵇境鵬.常減壓蒸餾裝置加熱爐節(jié)能改造［J］.煉油技術(shù)與工程，2009，39（9）：23-25.

［9］錢伯章.原油蒸餾裝置的現(xiàn)代化節(jié)能改造［J］.石油煉制與化工，1988（11）：9.

［10］楊伯極.原油蒸餾裝置節(jié)能改造的回顧和展望［J］.石油煉制與化工，2004（2）：12-15.

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Analysis of comprehensiye energy consumption of atmospheric&yacuum distillation unit

Guo Yanchen，F(xiàn)ang Zilai，Zhao Guojun，Xiang Cunhua，Jia Xiangang
（Oil Refinery of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163711，China）

This paper analyzed the comprehensive energy consumption of the 6.5 Mt/a atmospheric&vacuum distillation unit of an oil refinery,and made further analysis to the factors influencing comprehensive energy consumption of this unit.The causes for the comprehensive energy consumption on the high side were found,specific energy-saving measures were put forward,optimization and adjustment to the technological operation were made in the meantime,and good energy-saving effect has been obtained.

atmospheric&vacuum distillation unit;comprehensive energy consumption;potential analysis;measure

TE624.2

B

1671-4962（2017）01-0067-03

2016-07-16

郭彥臣，男，助理工程師，2009年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事催化裂化裝置工藝技術(shù)管理工作。