煉油廠常減壓裝置節(jié)能措施探討

張祺

摘 要：在煉油廠的耗能裝置中，常減壓裝置是耗能最大的裝置之一，大概在煉油能耗中占25%-30%，如何降低常減壓裝置耗能在煉油廠節(jié)能中是至關(guān)重要的。本文簡(jiǎn)單分析了常減壓裝置存在的問題和用能的特點(diǎn)，并對(duì)用能的三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行討論和總結(jié)其節(jié)能的新的解決方案和措施。通過對(duì)常減壓裝置節(jié)能效果簡(jiǎn)單分析評(píng)價(jià)，用來方便在煉油廠中借鑒裝置改造，降低加工成本，提高煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：節(jié)約能量；常減壓裝置；效果解析；新措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.064

在煉油廠常減壓裝置占煉油總能耗約為25%-30%，所以降低常減壓裝置耗能在煉油廠節(jié)能工作中是至關(guān)重要的。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在國(guó)內(nèi)的常減壓的裝置中，其平常的能耗是518.3MJ t，而其最低的能耗大致是410.3MJ t，在距離上，兩邊相差108MJ t，因此，常減壓的裝置的節(jié)能作用的發(fā)掘還是很讓人期待的。本文簡(jiǎn)單的分析了常減壓的裝置現(xiàn)有的問題和使用能量的特點(diǎn)，并對(duì)用能的三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行討論和總結(jié)其節(jié)能的新的解決方案和措施。對(duì)于常減壓裝置的節(jié)能效果簡(jiǎn)單分析評(píng)價(jià)，可以提高裝置的能量效果和煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1 常減壓裝置的用能過程的簡(jiǎn)單分析

常減壓裝置的用能過程大致上可以分三個(gè)環(huán)節(jié)：能量的回收和利用的環(huán)節(jié)、能量對(duì)工藝加以利用的環(huán)節(jié)和能量的相互轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)。常減壓裝置的用能過程的簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)方法可以分為有效能分析和能量平衡分析。這里我們主要從能量平衡的方面分析常減壓裝置的用能過程，但是，有效的能能量分析卻單單只是簡(jiǎn)單的涉及到。對(duì)于一些比較典型的常減壓的裝置的使用能量步驟過程的大致上的分析研究有：第一個(gè)，能量回收利用的環(huán)節(jié)，它的回收率有64.5%之多，讓冷卻水帶走的回收能量占18.8%，另外，通過散熱的方式被帶入大氣的能量有12.5%；第二個(gè)，能量工藝?yán)玫沫h(huán)節(jié)，在整個(gè)裝置中，工藝用能的能量比較高，不小于1000MJ t，并且，系統(tǒng)的回收循環(huán)往復(fù)利用的能量比較低，在其中占到36.1%，其他的用能則由外界的電力、蒸汽和燃料等等來提供補(bǔ)充；第三個(gè)，轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)，利用能量的使用率有86.9%，由加熱爐損失的排煙熱能量在總的供入能量中占8.45%。

通過這些分析可以得出結(jié)論：在能量回收的環(huán)節(jié)中，應(yīng)該主要提高低溫?zé)峄厥章?，將冷卻負(fù)荷減少；在能量工藝?yán)玫沫h(huán)節(jié)中合理的使用各個(gè)不同溫度的熱力源，改進(jìn)系統(tǒng)的換熱流程，對(duì)循環(huán)能量的回收應(yīng)該做到加強(qiáng)，并且將操作更優(yōu)化，同時(shí)利用其他裝置的供能，減少本裝置的總用能；在能量傳輸轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，直接的熱量損失比較大，尤其是排煙的熱量損失占得比例更大。

2 減少常減壓的裝置的能量損耗的新措施

按照上邊講的研究分析，各個(gè)搞科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和各個(gè)煉油廠在不間斷的把技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，試驗(yàn)和探討常減壓的裝置在各種不相同的環(huán)節(jié)里的新的措施，得到了比較好的效果。

（1）采用把系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的匹配方法，從總體上考慮節(jié)約能量的方案。把系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的匹配方法是通過打破單套的裝置的界限，按照不同的溫度位數(shù)的熱源的這個(gè)特點(diǎn)，把常用的裝置之間的合理聯(lián)合在一起，使用大范圍的熱、冷物流的更加優(yōu)化的匹配的方法，它的最根本的目的就是利用最大的能量的使用率，避免出現(xiàn)“高熱量的低使用”。我們要合理的利用常減壓的裝置可以生成的中間產(chǎn)物，而且直接提供給下游用來加工使用，做到從接口進(jìn)料，可以通過這樣的方式達(dá)到節(jié)約能量的目的。如果常減壓的渣油和蠟油可以做熱供料提供給催化瀝青、加氫裂化、裂化等等的裝置里，通過這個(gè)來組成新的物流的聯(lián)合系統(tǒng)，這樣既可以減少常減壓的裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品需要冷卻產(chǎn)生的負(fù)荷，并且可以減少使用冷卻水，進(jìn)而做到綜合節(jié)能，又可以減少能量損耗，降低常減壓裝置的下游裝置的進(jìn)料加熱升溫的負(fù)荷，以此來達(dá)到綜合節(jié)約能量損耗的目的。

（2）將換熱工序的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，熱冷物流的匹配要做到合理。常減壓裝飾是通過蒸餾塔來取出剩余熱量的，主要方法為通過蒸餾塔的各中段回流和塔頂回流的方式取出，熱流的溫度位差是從上到下依次升高的，所以可以合理的分配取熱，將高溫位的熱源增加，以此達(dá)到原有的最終換熱的溫度提高，優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。按照在換熱過程中有效能的損失，應(yīng)該在換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該多次換熱并安排高溫?zé)嵩?，也就是按照冷源的高低溫度來進(jìn)行換熱，致使每一次的傳熱溫差比較小，不應(yīng)該讓溫度比較低的冷流和高溫?zé)嵩粗苯咏佑|，因?yàn)橹苯咏佑|會(huì)產(chǎn)生比較大的溫差。

（3）利用新的工藝的設(shè)備，把能量的轉(zhuǎn)換使用的水平提到最高。 1）把加熱爐的工作效率提高。煉油廠里很重要的一個(gè)升溫的設(shè)備就是加熱爐，而且煉油廠里的綜合的能量損耗也是通過加熱爐來消耗和轉(zhuǎn)換的，它的節(jié)能的潛力是非常巨大的。對(duì)提高加熱爐的工作效率的方法有幾個(gè)新的措施：第一個(gè)，把原油的獨(dú)立的換熱的流程和常規(guī)的煙氣的余熱被用到加熱自用式的燃燒空氣來轉(zhuǎn)換成加熱爐對(duì)煙氣和流室內(nèi)的冷流的原油的最最直接的熱轉(zhuǎn)換的流程。這個(gè)流程的好處就在于：既把最初的氣氣交換熱量改變成氣液交換熱量極大地提升的換熱速錄和效率，又加強(qiáng)裝置的換熱系統(tǒng)熱冷流和煙氣的余熱回收系統(tǒng)的優(yōu)化匹配。據(jù)悉，某廠的裝著就是在進(jìn)行流程改造之后，加熱爐的平均效率從65提至85；第二個(gè)，對(duì)于加熱爐的煙氣能量回收的強(qiáng)化更進(jìn)一步，排煙的熱損失減少是通過利用排管式的空氣預(yù)熱器來實(shí)現(xiàn)的。這是一種通過熱管在組成的空氣預(yù)熱器，是一宗高效的可用于氣氣換熱的設(shè)備。熱管的內(nèi)外是封閉的，管內(nèi)充滿儲(chǔ)熱介質(zhì)，管外有翅片。它是利用戒指的冷凝和蒸發(fā)來比較高效的實(shí)現(xiàn)空氣和煙氣間的換熱的，它最大的負(fù)荷約為5MW，把加熱爐的工作效率提高一直到90%以上；第三個(gè)，利用新的燃燒器的火嘴，把加熱爐的燃料燃燒的效率提高到最大。燃料的燃燒的效果和霧化的性能是根據(jù)燃燒器的火嘴的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)來決定的，重油燃料特別需要這一點(diǎn)。目前，對(duì)有高粘的特性的重油燃料，北京的航空航天大學(xué)真正成功的開發(fā)了多空的內(nèi)混的互吉式的音速空氣的霧化火嘴，可被用來做重油霧化的粒度不大于20μm，霧化性能特別的好，不容易堵塞發(fā)生結(jié)焦，燃燒能夠充分的特點(diǎn)，和其他的重油性的燃燒器相比較來看，它可以節(jié)約的燃料約是10%。因此，這樣的新型的霧化的火嘴可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)的應(yīng)用，取得良好的效果。

2）應(yīng)用加熱爐噴涂耐高溫反輻射涂料，減低熱量散失造成能量的大量浪費(fèi)。耐高溫反輻射節(jié)能涂料是根據(jù)“二次輻射”原理開發(fā)的節(jié)能產(chǎn)品（增加爐墻內(nèi)表面輻射率，提高輻射室傳熱量）。節(jié)能涂料由輻射粉體基料、粘結(jié)劑、燒結(jié)劑和載液組成，能夠增加基體的表面的黑度，可以增強(qiáng)基體的表面對(duì)熱源傳來的熱量的吸收后的“二次輻射”傳熱程度。加熱爐的輻射傳熱，占到全爐70—80%熱負(fù)荷，所以提高它的輻射熱是提高它的熱效率的最直接的辦法。當(dāng)加熱爐的爐膛的溫度超過了700℃的時(shí)侯，主要是靠輻射來進(jìn)行傳熱的，因?yàn)榧訜釥t的輻射室襯里邊使用的耐火的材料在常溫下的黑度一般是0.6～0.8，并隨著溫度的升高而大幅度的不斷地下降。現(xiàn)在使用耐高溫的反輻射涂料能減緩這種下降，甚至可以使其提高。某裝置檢修期間在加熱爐輻射室內(nèi)噴涂耐高溫輻射涂料后，經(jīng)施工前后標(biāo)定對(duì)比，常壓爐壁溫度平均下降8.5 ℃，減壓爐壁溫度平均下降10.8 ℃，有效減少了熱量損失，加熱爐效率上升。加熱爐燃料的消耗在化工企業(yè)能源消耗中占比較大，加熱爐效率的高低直接影響到生產(chǎn)成本，防輻射涂料的噴涂，能明顯降低加熱爐爐壁溫度，降低損失，增加加熱爐效率，最終降低生產(chǎn)成本，值得推廣。

3 結(jié)束語

近前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的常減壓裝置的節(jié)能潛力還是相當(dāng)大的，利用系統(tǒng)匹配的更優(yōu)化的方法，來實(shí)現(xiàn)各裝置間的夾點(diǎn)的技術(shù)和熱量相互聯(lián)合等等新的優(yōu)化的措施，來達(dá)到把加熱爐的工作效率提高，是讓油料的換熱功能更加強(qiáng)化，工藝的操作條件可以更加深化等等這些來讓常減壓的裝置有好的節(jié)約能量的效果，切合實(shí)際的降低能耗，最終可以把工廠的經(jīng)濟(jì)效益提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]候祥麟.中國(guó)煉油技術(shù)（第二版）[M].北京：中國(guó)石化出版社，2001.

[2]肖立剛，張道光，段維忠.常減壓蒸餾聯(lián)合裝置節(jié)能設(shè)計(jì)[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，1999，10（02）：26-28.

[3]林浩，高建村，王海生等.夾點(diǎn)技術(shù)及其在蒸餾換熱網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].新疆石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，10（02）：38-43.