淺析石化裝置蒸汽管網(wǎng)的優(yōu)化和節(jié)能技術(shù)

傅雷

摘要：在我國進入21世紀(jì)的新時期，經(jīng)濟一體化發(fā)展十分迅速，對能源的需求量的不斷提高，然而在石化裝置節(jié)能方面中，必須要合理的應(yīng)用科技增效的方式提高節(jié)能降耗的作用，保證其石化工程中對石化裝置蒸汽管網(wǎng)的設(shè)計工作，對蒸汽管線的整體運行效率進行提高，這樣才能在一定程度上促進石化裝置得到更加穩(wěn)定的運行，實現(xiàn)高產(chǎn)量。因此本文主要對石化裝置蒸汽管網(wǎng)的優(yōu)化以及節(jié)能設(shè)計進行分析，在此基礎(chǔ)上提出下文內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：石化裝置;蒸汽管網(wǎng);優(yōu)化;節(jié)能設(shè)計;分析

引言

隨著我國現(xiàn)代化石化產(chǎn)業(yè)體系日益完善，對先進科學(xué)技術(shù)的引進和應(yīng)用比例不斷提升，基于產(chǎn)能需求和質(zhì)量需求的裝置規(guī)模也在不斷擴大，相應(yīng)地，如何確保石化裝置系統(tǒng)優(yōu)化及節(jié)能成為一個重要的研究課題，這關(guān)系到我國環(huán)境友好型社會的建設(shè)和“兩高一剩”產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。其中，工業(yè)蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)，在現(xiàn)代石化裝置體系中具有一定代表性，因此蒸汽管網(wǎng)從設(shè)計到運行必須確保其工藝生產(chǎn)能夠適應(yīng)不同的環(huán)境，確保安全、可靠、穩(wěn)定的運行。筆者通過對本企業(yè)服務(wù)的石化企業(yè)蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，目前在整體設(shè)計、運行中已經(jīng)具備了較為超前的先進性，但仍然存在可以優(yōu)化的空間。

1石化裝置蒸汽管網(wǎng)優(yōu)化的重要意義

目前的石化產(chǎn)業(yè)中還有很大的節(jié)能潛能，而蒸汽管網(wǎng)作為石化裝置中的重要裝置，能夠為石化生產(chǎn)活動提供載體，實現(xiàn)換熱作用，蒸汽管網(wǎng)不僅僅起到提供熱源的活動，同時也能夠根據(jù)蒸汽來源以及蒸汽等級來決定能源層次。而很多經(jīng)過改造與優(yōu)化的蒸汽管網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)富余蒸汽補充以及資源調(diào)動，保證了管網(wǎng)的壓力平衡[1]，在節(jié)能改造下，不同裝置的蒸汽壓力也達(dá)到了0.6兆帕，溫度提升到了260℃，其余的換熱站在進行內(nèi)蒸汽閉環(huán)改造時也能夠至少提升6℃，這在很大程度上能夠提升石化裝置蒸汽管網(wǎng)裝置的加熱效率，實現(xiàn)了能源的節(jié)約與優(yōu)化，所以要在正確認(rèn)識石化裝置蒸汽管網(wǎng)優(yōu)化重要意義的基礎(chǔ)之上，利用多種設(shè)計方式進行改善與優(yōu)化，將節(jié)能技術(shù)落實到位。

2石化裝置蒸汽管網(wǎng)應(yīng)用節(jié)能方式分析

2.1對輔助節(jié)能改造技術(shù)合理應(yīng)用

在石化工廠中，不僅需要對自身管網(wǎng)作出相應(yīng)的改造，也是需要從機組自身和鍋爐進行分析，通過一些輔助的節(jié)能技術(shù)對鍋爐的整體熱效率提高，讓蒸汽回收后可以對燃料源進行及時的回收。目前我國所提出的技術(shù)改造方案主要是應(yīng)用爐膛內(nèi)壁的節(jié)能涂料，所以在對相關(guān)設(shè)備節(jié)能改造中，是可以對石化裝置做出相應(yīng)的維護，通過合理的對節(jié)能涂料進行利用，保證燃料的燃燒效率得到提升，促進鍋爐輔助節(jié)能，在這個基礎(chǔ)上實現(xiàn)鍋爐對熱力和動力方面的平衡需要。因此實際上由于鍋爐內(nèi)部具有比較大的節(jié)能潛力，但是多數(shù)裝置的副產(chǎn)蒸汽量是根據(jù)高壓進行調(diào)節(jié)的方式才能進行補充的，不能夠?qū)φ羝M行合理的分類以及分級。因此通過配合裝置分解的方式，能夠保證系統(tǒng)能源的平衡，通過高壓蒸汽對溫度壓力進行調(diào)節(jié)，輔助節(jié)能改造技術(shù)也可以在一定程度上對能源消耗量進行降低。此外通過設(shè)置一些蒸汽伴熱管線，由于水在進行凝結(jié)的時候自身具有溫度，所以凝結(jié)水應(yīng)用的時候，是可以將其作為溫度條件，但是所要求的熱源裝置則是存在不同，因此在使用后便需要進行及時的回收處理，所以在對輔助節(jié)能改造技術(shù)進行應(yīng)用的時候，必須要對熱量的應(yīng)用進行關(guān)注，通過對熱量進行收集和調(diào)節(jié)，這是作為石化裝置的蒸汽管網(wǎng)節(jié)能改造過程中一項十分重要的輔助技術(shù)，合理的應(yīng)用這項技術(shù)可以降低能耗。

2.2裝置自產(chǎn)汽的優(yōu)化節(jié)能措施

裝置自產(chǎn)的蒸汽，與裝置類型及其工藝流程密切相關(guān)，主要來源于余熱回收。如采用余熱鍋爐，本身就是對能量的回收利用，是一種重要的節(jié)能手段。隨著技術(shù)的成熟，優(yōu)化工藝流程，能達(dá)到更多的節(jié)能效果。例如利用優(yōu)化反應(yīng)釜溫度，采用“一爐一案”控制裂解爐出口溫度，減少排污，提高對流段熱負(fù)荷等措施，有效提高了自產(chǎn)蒸汽量。采用產(chǎn)汽做“加法”通過自產(chǎn)提高自產(chǎn)蒸汽，自產(chǎn)自銷，從而降低從管網(wǎng)（熱電廠提供）獲取的蒸汽量，甚至能輸送氣源至管網(wǎng)中，為其他裝置提供蒸汽。采用先進的DCS監(jiān)控技術(shù)，對工藝操作參數(shù)進行監(jiān)控研究，根據(jù)負(fù)荷變化及時調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)和抽氣閥門開度。從壓縮機負(fù)荷調(diào)整及抽氣率入手，通過提高汽輪機的功率和抽氣/凝液比，減少了該系統(tǒng)蒸汽使用量。結(jié)合生產(chǎn)實際，對塔釜和反應(yīng)器進行個性化調(diào)優(yōu)，以進一步降低蒸汽消耗。采用耗汽做“減法”，進一步降低蒸汽消耗。除此之外，還有乏汽回收等節(jié)能措施在裝置生產(chǎn)中被使用。另外裝置中有些不適合自發(fā)蒸汽的廢熱，還可以采用溴化鋰吸收式冷熱水，制備冷凍水。一方面可以滿足生產(chǎn)中對冷凍水的需求：如某些工藝需要，或者產(chǎn)品罐保冷。另一方面也能為生產(chǎn)管理辦公區(qū)域提供制冷源（熱源）。對于南京這類冬冷夏熱的區(qū)域，非常適用。既能能量回收利用，又能滿足人體舒適度及某些設(shè)備的溫濕度要求。也能達(dá)到減汽的目的。

2.3產(chǎn)汽系統(tǒng)優(yōu)化

更新改造現(xiàn)有鍋爐，西安石化動力站現(xiàn)有五臺低壓燃煤循環(huán)流化床鍋爐。由于使用年限較長，故障率高出力不足，雖經(jīng)大力改進和維護，但運行狀況一直較差，能耗居高不下。質(zhì)量升級技術(shù)改造工程又增加了兩套生產(chǎn)裝置。一套30萬噸/年的汽油加氫裝置和一套30萬噸/年催化重整裝置，上報可研已經(jīng)獲得總部批復(fù)，目前LPEC正在進行基礎(chǔ)設(shè)計。如果這兩套生產(chǎn)裝置投用，蒸汽需求量增加，現(xiàn)有動力站就不能滿足需求，正常工況下，3.5Mpa蒸汽缺口28.8t/h。因而將現(xiàn)有1～5#低壓低負(fù)荷煤粉爐停用，改建成2臺75t/h中壓的循環(huán)流化床鍋爐（簡稱CFB鍋爐）。循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、操作性能穩(wěn)定、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、環(huán)境保護好等優(yōu)點，逐步得到推廣運用，目前動力站可研剛獲得總部批復(fù)。

2.4對于不同的蒸汽管網(wǎng)實現(xiàn)分別控制

高壓、低壓蒸汽的分別控制有利于提升利用效率，因為目前的石化裝置蒸汽管網(wǎng)有不同的項目類別，并且也配套設(shè)置了抽氣裝置等多種滿足蒸汽管網(wǎng)運行要求的設(shè)備，能夠滿足用氣的實際要求的前提下，還能夠?qū)⒄羝麑崿F(xiàn)等級以及來源的劃分，從而達(dá)到分類蒸汽、利用蒸汽的實際目的。不僅僅是不同壓力下蒸汽流量的分別控制，在壓力以及用量上也要實現(xiàn)分別控制，目前常見的節(jié)能控制方案一般是采取控制釜溫度的方法，一個裂解爐一個控制方案，進一步減輕流量管網(wǎng)的壓力，較好地對出口的溫度進行調(diào)節(jié)，在目前的分別控制方案實施過程之中，最大的好處就是對于多余蒸汽量的循環(huán)利用，在分別控制的基礎(chǔ)之上，可以分別對于蒸汽進行使用與轉(zhuǎn)化，甚至可以在采用多余蒸汽的前提下自身循環(huán)進行使用，或者直接將這些蒸汽重新融入到管網(wǎng)之中，來為裝置提供蒸汽。

結(jié)語

根據(jù)上述內(nèi)容進行分析可以得出，在石化裝置的蒸汽管網(wǎng)進行節(jié)能設(shè)計和應(yīng)用的過程中依然存在著比較大的改進空間，因此對石化裝置蒸汽管網(wǎng)進行改造和應(yīng)用節(jié)能技術(shù)具有重要意義，通過對不同裝置進行對比，就能實現(xiàn)節(jié)能，同時對不同蒸汽管網(wǎng)實現(xiàn)分別控制，這樣能夠保證能量得以存放和循環(huán)的應(yīng)用，滿足使用的需要。

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