蔣 云

（中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)技術(shù)部，江蘇儀征 211900）

聚酯裝置熱煤爐節(jié)能攻關(guān)

蔣 云

（中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)技術(shù)部，江蘇儀征 211900）

總結(jié)了近年來(lái)儀化公司熱煤爐節(jié)油工作卓有成效的攻關(guān)情況，統(tǒng)計(jì)核算了某裝置改5臺(tái)爐運(yùn)行方式為4臺(tái)爐運(yùn)行的節(jié)能效果；專門論證了天然氣折標(biāo)油系數(shù)取值不合適問(wèn)題及其對(duì)節(jié)能降耗的影響；提出了新階段熱煤爐管理工作關(guān)注的要點(diǎn)，對(duì)臥式爐及S3小爐子改造方案進(jìn)行了思考。

熱煤爐 攻關(guān) 節(jié)能 天然氣折標(biāo)系數(shù)

聚酯裝置熱媒爐是聚酯合成的供熱設(shè)備，熱媒爐熱效率低下會(huì)造成燃料消耗過(guò)高增加產(chǎn)品成本。2007年以前中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司（下稱儀化公司）熱媒爐運(yùn)行不穩(wěn)定，熱效率較低、油耗較高。改用天然氣后爐膛基本不積灰，解決了燒油時(shí)積灰嚴(yán)重?zé)嵝士焖俳档偷膯?wèn)題。另一方面針對(duì)儀化熱媒爐的爐型設(shè)計(jì)，專業(yè)熱媒爐設(shè)計(jì)生產(chǎn)企業(yè)提出了改造空預(yù)器降低排煙溫度為主的技術(shù)改造方案。通過(guò)技術(shù)上加大改造力度，管理上加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)控和規(guī)范作業(yè)，儀化公司熱媒爐熱效率逐年上升，燃料消耗逐年下降，某生產(chǎn)中心熱媒爐平均熱效率由2007年的86.6%上升到2009年的89.88%，上升了3.28%，燃料單耗下降了4.37 kg標(biāo)油／t PET。

1 節(jié)能措施及途徑

1.1 熱媒爐改造

改造前，儀化公司熱媒爐熱效率低、燃料消耗高，且其爐管積灰嚴(yán)重，運(yùn)行周期短。與此同時(shí)，還有熱媒爐故障多、有時(shí)煙囪冒黑煙污染環(huán)境等問(wèn)題。改造陸續(xù)從空預(yù)器、聚酯裝置廢水汽提項(xiàng)目等方面入手。

1.1.1 熱煤爐空預(yù)器改造

根據(jù)反平衡熱效率計(jì)算公式，熱媒爐排煙溫度每下降15～20℃熱效率上升1%。專業(yè)機(jī)構(gòu)為此設(shè)計(jì)了變一級(jí)換熱為兩級(jí)換熱、其中一級(jí)為搪瓷管的空預(yù)器改造方案，增加了換熱面積，通過(guò)強(qiáng)化空氣預(yù)熱器換熱來(lái)降低排煙溫度，但排煙溫度降低后要嚴(yán)格預(yù)防煙氣結(jié)露引起空預(yù)器腐蝕，所以一級(jí)空預(yù)器必須采用搪瓷管來(lái)預(yù)防腐蝕。為了防止搪瓷管缺陷造成腐蝕穿孔，搪瓷管空預(yù)器運(yùn)輸安裝時(shí)須輕裝輕卸，運(yùn)行時(shí)不能超過(guò)允許最低排煙溫度尤其是熱媒爐清灰后投運(yùn)初期，清灰作業(yè)時(shí)要防止磕碰搪瓷管。

空預(yù)器改造清灰后，該公司熱媒爐煙氣溫度平均降低了125.5℃，扣除清灰因素，空預(yù)器改造后熱效率提高了4.19%，燃料節(jié)能率均達(dá)到了4%。

1.1.2 聚酯裝置廢水汽提項(xiàng)目

聚酯裝置廢水COD較高，含有乙醛等環(huán)境污染物質(zhì)。如果將其中易揮發(fā)的乙醛成分分離出來(lái)，引至熱媒爐進(jìn)行助燃，既可大大降低廢水COD，又可以節(jié)省熱媒爐燃料。改造投運(yùn)后，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)廢水汽提項(xiàng)目可以節(jié)能60～70 kg標(biāo)油／h。

1.2 5臺(tái)爐運(yùn)行調(diào)整為4臺(tái)運(yùn)行嘗試

2010年，該公司某裝置熱媒站進(jìn)行了減爐節(jié)能嘗試，減爐運(yùn)行嘗試時(shí)對(duì)5＃爐采取了停爐停泵低流量循環(huán)熱備的方式，希望通過(guò)減少電耗和可能減少的燃料消耗達(dá)到節(jié)能的目的。

1.3 燃料變更

因中石化節(jié)約原油資源熱媒爐燃料改用重油的要求，該公司原用燃料油由原油改為重油，由于重油不完全燃燒和雜質(zhì)比例更高，燃油品質(zhì)較差且不穩(wěn)定，霧化狀態(tài)不好，燃燒狀況變差，導(dǎo)致熱媒爐爐管和空預(yù)器積灰嚴(yán)重，熱效率快速降低。

2010年開始儀化公司熱媒爐開始使用清潔能源天然氣，由于使用天然氣基本不積灰，因此該公司安排對(duì)熱媒爐進(jìn)行了一次全面的清灰，并對(duì)所有腐蝕漏風(fēng)的搪瓷管小空預(yù)器進(jìn)行了更換。共完成18臺(tái)熱媒爐的清灰工作。清灰后，煙氣溫度平均降低了90.7℃，排煙溫度平均下降了42.8℃，推算熱效率約可以提高2.5%，熱媒爐運(yùn)行情況達(dá)到歷史最好水平，儀化公司熱媒爐平均熱效率為93.2%。

2 結(jié)果與討論

2.1 臥式爐及S3兩臺(tái)小爐子的改造設(shè)想

臥式爐及S3的兩臺(tái)小爐子熱效率偏低，已經(jīng)無(wú)法滿足該公司節(jié)能降耗的要求和中石化對(duì)有機(jī)熱載體爐熱效率的規(guī)定。

意大利臥式爐空預(yù)器設(shè)計(jì)為內(nèi)置式，在空氣預(yù)熱和空預(yù)器保溫效果上有一定優(yōu)勢(shì)，既然空預(yù)器改造的目的是降低最終排煙溫度，只要新增的附加空預(yù)器能將排煙溫度降到設(shè)計(jì)值，改造方案都是可行的，因此保留原空預(yù)器的方案既降低排煙溫度提高了熱效率，又利用了原設(shè)計(jì)在空氣預(yù)熱和空預(yù)器保溫效果上的優(yōu)勢(shì)。排煙溫度降低后需要防止露點(diǎn)腐蝕，新增空預(yù)器采用搪瓷管。

S3熱媒爐由于用熱負(fù)荷低，一用一備，不需要兩臺(tái)爐同時(shí)運(yùn)行，因此兩臺(tái)爐可以共用空預(yù)器。但設(shè)計(jì)共用空預(yù)器時(shí)，要設(shè)計(jì)備用爐點(diǎn)爐試運(yùn)行需要的旁路，即煙氣直排大氣、空氣不經(jīng)預(yù)熱，以及各個(gè)空預(yù)器的旁路以備空預(yù)器的維修，最終需要的管路投資比兩套空預(yù)器方案增加不多，但增加了切換操作，需要培訓(xùn)到位。空預(yù)器也需要設(shè)計(jì)成一大一?。ㄌ麓晒埽┑男问健?/p>

2.2 某裝置5臺(tái)爐運(yùn)行為4臺(tái)運(yùn)行節(jié)能嘗試的統(tǒng)計(jì)核算

熱媒爐減爐運(yùn)行的節(jié)能情況可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)核算和理論計(jì)算求得，統(tǒng)計(jì)核算使用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，更接近于實(shí)際能耗，但可能受氣溫和下雨等天氣影響而有所誤差。理論計(jì)算可以避免天氣影響，但計(jì)算模型的局限性可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果誤差較大。筆者選擇了統(tǒng)計(jì)核算。核算思路如下：

7月份某裝置熱媒站4臺(tái)爐運(yùn)行時(shí)，對(duì)5＃爐采取了停爐停泵低流量熱備的方式，即4臺(tái)爐運(yùn)行比5臺(tái)爐運(yùn)行只有燃料消耗和電力消耗的變化，其他能源介質(zhì)的消耗量不變。統(tǒng)計(jì)、計(jì)算出燃料消耗和電力消耗的差值即減爐節(jié)能值，再以總的燃料消耗為基數(shù)計(jì)算節(jié)能率，即減爐節(jié)能折合節(jié)約了多少燃料，以此評(píng)價(jià)節(jié)能效果是否顯著。

2.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

能耗對(duì)比核算時(shí)4臺(tái)爐運(yùn)行選取了該裝置生產(chǎn)穩(wěn)定的7月13～25日時(shí)間段，期間該裝置各單元負(fù)荷分布如表1所示。

表1 7月13～25日某裝置生產(chǎn)負(fù)荷分布情況

5臺(tái)爐運(yùn)行選取了相同負(fù)荷及負(fù)荷分布且生產(chǎn)穩(wěn)定的4月10～20日時(shí)間段。

截取7月13～25日及4月10～20日兩個(gè)時(shí)間段的某裝置熱媒運(yùn)行臺(tái)賬數(shù)據(jù)，分別對(duì)每臺(tái)爐的天然氣流量作波動(dòng)圖，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)時(shí)間段流量穩(wěn)定即熱媒爐負(fù)荷穩(wěn)定，比較適合統(tǒng)計(jì)核算。

7月13～25日4臺(tái)爐運(yùn)行時(shí)，某裝置對(duì)5＃爐采取了停爐停泵低流量熱備的方式，5＃爐熱媒循環(huán)泵電機(jī)額定功率為185 kW。

天然氣折標(biāo)油系數(shù)為0.93 kg標(biāo)油／Nm3，電折標(biāo)油系數(shù)為2.6 kg標(biāo)油／kWh。

2.2.2 減爐前后能耗對(duì)比核算

對(duì)兩個(gè)時(shí)間段每臺(tái)爐的每天10：00抄表天然氣流量進(jìn)行平均，結(jié)果如表2、3所示。

表2 減爐運(yùn)行前后各爐負(fù)荷分布／Nm3·h－1

表3 天然氣消耗及停泵節(jié)電折合標(biāo)油計(jì)算

由表2、3數(shù)據(jù)計(jì)算減爐節(jié)能情況：

4臺(tái)爐運(yùn)行比5臺(tái)爐運(yùn)行節(jié)氣（3285.18-3264.44）＝20.74 kg標(biāo)油／h，節(jié)電48.1 kg標(biāo)油／h，總共節(jié)能（20.74＋48.1）＝68.84 kg標(biāo)油／h，占5臺(tái)爐運(yùn)行燃料消耗的比例為100×501.74／3285.18＝15.27%。

統(tǒng)計(jì)核算顯示某裝置5臺(tái)爐運(yùn)行為4臺(tái)運(yùn)行節(jié)能約15%，但由于7月份氣溫比4月份高，正常燃料消耗比4月份氣溫低時(shí)要低一點(diǎn)，計(jì)算2009年該裝置7月份燃料消耗相比4月份減少幅度為7.19%，扣除氣溫影響某裝置5臺(tái)爐運(yùn)行為4臺(tái)運(yùn)行節(jié)能8.08%。

2.3 使用天然氣對(duì)熱媒爐運(yùn)行的影響

使用天然氣簡(jiǎn)化了熱媒爐操作、減少了設(shè)備故障、提高了熱效率，但改燒天然氣后燃料消耗不降反升。

2.3.1 以某裝置為例計(jì)算改燒天然氣后燃料消耗變化

儀化現(xiàn)行天然氣折標(biāo)油系數(shù)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)取值為0.93 kg／Nm3，而儀化使用的中石油天然氣的實(shí)際熱值僅為約8 500 kcal／Nm3，因此天然氣折標(biāo)油系數(shù)實(shí)際是偏高的，對(duì)裝置的綜合能耗影響較大。以某裝置為例對(duì)比說(shuō)明如下。

由于裝置檢修和儀化公司經(jīng)營(yíng)性停車，2008年10月和2010年5月某生產(chǎn)中心本部均只有某裝置處于運(yùn)行狀態(tài)，兩個(gè)月裝置的綜合能耗對(duì)比如表4所示。

表4 某裝置燃油和燃?xì)饩C合能耗對(duì)比

2010年5月該裝置高負(fù)荷運(yùn)行，但是能耗并沒(méi)有得到顯著攤薄。裝置負(fù)荷提升8.0%，綜合能耗僅下降1.2%。這其中燃料消耗的影響最大，如表5所示。

表5 某裝置負(fù)荷提升對(duì)各耗能工質(zhì)消耗的影響

試以貼近實(shí)際熱值的折標(biāo)油系數(shù)0.86 kg／Nm3測(cè)算，則2010年5月裝置的燃料消耗和綜合能耗遠(yuǎn)低于2008年10月，這才真正體現(xiàn)出了裝置高負(fù)荷和燃?xì)飧咝实膬?yōu)勢(shì)，如表6所示。

表6 天然氣折標(biāo)油系數(shù)取值對(duì)燃料消耗和綜合能耗的影響

從表6可以看出，天然氣折標(biāo)油系數(shù)對(duì)某裝置綜合能耗的影響達(dá)到了4.5 kg標(biāo)油／t，影響幅度達(dá)到3.7%。

2.3.2 論證供應(yīng)儀化的天然氣折標(biāo)油系數(shù)取值的不合適

針對(duì)天然氣折標(biāo)系數(shù)問(wèn)題，利用網(wǎng)絡(luò)查詢發(fā)現(xiàn)，天然氣折標(biāo)油系數(shù)有的取值0.93，也有的取值0.85，兩種取值情況都比較多，但是均沒(méi)有國(guó)家權(quán)威部門機(jī)構(gòu)的直接文件規(guī)定或國(guó)家權(quán)威部門的取值范例，通過(guò)廣泛查找確認(rèn)，在GB／T 2589-2008《綜合能耗計(jì)算通則》附錄A中找到間接的、比較權(quán)威的取值方法：各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)表。在遼寧地方標(biāo)準(zhǔn)DB21／1618-2008也找到了相同的佐證。

表7 各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)〔3－4〕

計(jì)算折標(biāo)油系數(shù)：標(biāo)油熱值為10Mcal／kg，結(jié)果為表8所示。

表8 天然氣折標(biāo)油參考系數(shù)

根據(jù)中國(guó)石油天然氣西氣東輸管道分公司天然氣氣質(zhì)分析報(bào)告（2010年2月25日至26日青山分輸清管站取樣分析）高位發(fā)熱量為38.652 54 MJ／m3即9 243.5 kcal／m3，高位發(fā)熱量也達(dá)不到9 300 kcal／m3，一般來(lái)說(shuō)高位、低位發(fā)熱量相差10%，高位發(fā)熱量為9 243.5 kcal／m3時(shí)低位發(fā)熱量應(yīng)該為8 400 kcal／m3左右，不到氣田天然氣的低位發(fā)熱量8 500 kcal／m3。查詢得知，西氣東輸項(xiàng)目氣源主要為塔里木盆地克拉2氣田、牙哈凝析氣田、桑南凝析氣田、吉拉克凝析氣田。由此有理由懷疑供應(yīng)儀化公司的天然氣應(yīng)該為氣田天然氣，折標(biāo)油系數(shù)取值應(yīng)該為0.85 kg／m3。

2.3.3 天然氣折標(biāo)油系數(shù)準(zhǔn)確取值對(duì)節(jié)能降耗的影響

表面上看，天然氣的價(jià)格是確定的，折標(biāo)油系數(shù)高低并不直接影響企業(yè)效益，但是在節(jié)能降耗已成為世界主流和國(guó)家政策的今天，對(duì)與世界共經(jīng)緯的儀化乃至中石化，天然氣折標(biāo)油系數(shù)高低造成的較大能耗差異影響的絕不僅僅只是簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在節(jié)能降耗工作中，應(yīng)客觀、真實(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的總結(jié)和評(píng)價(jià)。

3 結(jié) 論

a）通過(guò)空預(yù)器改造，增加換熱面積降低煙氣溫度，大幅度地提高了熱煤爐的熱效率，降低了燃油消耗。

b）某裝置變5臺(tái)爐全部運(yùn)行方式為4臺(tái)爐運(yùn)行的嘗試，各項(xiàng)節(jié)能比照燃料消耗共節(jié)約8%，節(jié)能效果顯著。

c）使用清潔能源天然氣基本不積灰，可以保持熱媒爐熱效率長(zhǎng)周期高水平運(yùn)行，不含硫煙氣腐蝕性大大減輕降低了設(shè)備故障率。

d）天然氣折標(biāo)油系數(shù)應(yīng)該為0.85 kg／m3，原折標(biāo)系數(shù)0.93 kg／m3虛高了產(chǎn)品能耗，減弱了儀化公司為節(jié)能降耗所作的社會(huì)效益和責(zé)任。

e）在攻關(guān)取得階段性成果后和燃料油改氣的新形勢(shì)下，仍然需要通過(guò)空預(yù)器改造等技術(shù)改進(jìn)和提高與熱效率計(jì)算相關(guān)的儀表管理類別等強(qiáng)化管理來(lái)不斷做好熱煤爐的提效節(jié)油工作。

［1］ 胡秀蓮等綜合能耗計(jì)算通則GB／T 2589-2008，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

［2］ 王德海等.水泥單位產(chǎn)品能耗限額及計(jì)算方法DB21／1618-2008，遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)

Energy conservation brainstorm for annealing oven of polyester

Jiang Yun

（Sinopec Yizheng Chemical Fibre Company Limited，Yizheng Jiangsu 211900，China）

Summarized the energy conservation brainstorm behavior for annealing oven in recent years，statistic the energy conservation behavior of fore ovens running instead of five ovens running at some plant.specially demonstrated that the standard oil coefficient of the NG in use is unseemliness，and its effect to energy conservation and emission reduction.Put forward the main points of the annealing oven management in the new stage，and discussed how to reconstruct horizontal oven and minor oven in S3 plant.

annealing oven；brainstorm；energy conservation；NG standard coefficient

TQ340.635.8

：B

：1006-334X（2011）02-0048-04

2011-05-31

蔣云（1972-），江蘇鹽城人，工程師，現(xiàn)從事聚酯專業(yè)技術(shù)管理工作。