高進 李顯良 張偉 余若文

（中國石油西南油氣田公司重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠，重慶 404307）

忠縣天然氣凈化廠的節(jié)能措施介紹

高進 李顯良 張偉 余若文

（中國石油西南油氣田公司重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠，重慶 404307）

為確保節(jié)能考核指標的順利完成，中國石油西南油氣田公司重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠自建成投產以來，在確保裝置平穩(wěn)運行的基礎上，分析用能消耗現狀，尋找節(jié)能途徑并加強節(jié)能管理，對其通過優(yōu)化操作、優(yōu)化工藝流程、對轉動設備增設變頻器控制和進行內部結構改造等技術措施積極開展節(jié)能工作以及取得的節(jié)能效果進行了詳細地介紹。

天然氣凈化廠 節(jié)能措施 工藝流程優(yōu)化 增設變頻控制 內部結構改造

0 引言

中國石油西南油氣田公司重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠（以下簡稱“分廠”）自建成投產以來，在確保裝置平穩(wěn)運行的基礎上，加強節(jié)能管理，分析用能消耗現狀，尋找節(jié)能途徑，通過優(yōu)化操作、優(yōu)化工藝流程、對轉動設備增設變頻器控制和進行內部結構改造等技術措施積極開展節(jié)能工作，以確保分廠節(jié)能考核指標的順利完成。筆者擬就分廠的節(jié)能措施作一詳細介紹。

1 分廠基本情況

分廠于2005年5月20日建成投產，天然氣處理量為2×300×104Nm3/d。其中天然氣凈化裝置及硫磺回收裝置各2套，公用工程裝置1套，包括過濾分離裝置、脫硫脫水裝置、硫磺回收成型裝置、污水處理裝置、火炬及放空系統(tǒng)、新鮮水系統(tǒng)、鍋爐及鍋爐給水裝置、循環(huán)冷卻水裝置、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。分廠在生產過程中需消耗大量的水、燃料氣和電能，表1為分廠近幾年的能耗統(tǒng)計表。

2 節(jié)能措施

表1 分廠近幾年的能耗統(tǒng)計表

分廠作為重慶忠縣重點用能大戶，自投產以來，在確保裝置平穩(wěn)運行的基礎上，按照合理用能的原則，加強節(jié)能管理，分析用能消耗現狀，尋找節(jié)能途徑，采取技術上可行、經濟上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施，從生產的各個環(huán)節(jié)積極開展節(jié)能工作，降低消耗、減少損失和污染物排放，有效、合理地利用能源，保護環(huán)境。以下從4個方面詳細介紹分廠采取的節(jié)能措施，節(jié)能效果均系裝置

在滿負荷生產條件下取得的。

2.1 優(yōu)化操作

工藝操作是天然氣凈化廠日常生產管理中的一項重要活動，操作人員應根據生產裝置的工藝參數、工況條件、實際運行情況出現的變化及時作出相應的操作調整，優(yōu)化裝置各項運行參數，確保裝置始終處于最佳運行狀態(tài)，從而降低裝置的運行能耗。以下是分廠通過優(yōu)化操作實現節(jié)能效果較為明顯的事例。

1）優(yōu)化甲基二乙醇胺（MDEA）溶液循環(huán)量。根據原料氣的硫化氫含量降低情況，在保證產品氣H2S含量合格的情況下，盡量降低MDEA溶液循環(huán)量，從而降低溶液循環(huán)泵的電耗量。MDEA溶液循環(huán)量從設計值55 m3/h降至26 m3/h，MDEA循環(huán)泵電流由329A下降至270A，年節(jié)約電能30.75×104kW·h。

2）降低MDEA溶液再生塔頂控制溫度。在保證裝置凈化氣質量的前提下，逐步降低再生塔頂溫度，從設計值107.1℃降至98℃，再生塔重沸器蒸汽用量由6.6 t/h下降至4.5 t/h，按照100 m3燃料氣產生1 t蒸汽計算，每年可節(jié)約1.66×104m3燃料氣。

3）優(yōu)化脫硫裝置循環(huán)水量。MDEA循環(huán)量和再生塔頂溫度降低后，MDEA貧液后冷器冷卻水量也相應降低。循環(huán)水流量由500 m3/h下降至350 m3/h，循環(huán)泵電機電流由150A下降至126A，年節(jié)電能12.5×104kW·h。

4）優(yōu)化火炬長明燈燃料氣量。在保證火炬正常燃燒的前提下，優(yōu)化火炬長明燈燃料氣壓力，逐漸降低火炬燃料氣流量，調整長明燈燃燒器配風等措施，提高了火炬長明燈的穩(wěn)定性，燃料氣的流量由180 m3/h降低至80 m3/h，每年可節(jié)約燃料氣85.2× 104m3。

5）加強裝置操作管理。包括：①加強MDEA溶液過濾操作，防止MDEA貧/富液換熱器結垢，高效回收熱能；②根據季節(jié)特點調整MDEA后冷器和酸氣后冷器流量，在酸氣空冷出口溫度低于40℃時，關閉酸氣后冷器冷卻水；③加強管理，確保設備完好，杜絕跑、冒、滴、漏現象出現。

2.2 優(yōu)化工藝流程

工藝流程是實現天然氣凈化廠生產功能的重要組成部分，其是否合理決定天然氣凈化廠生產過程是否合理。分廠并行布置有兩列天然氣凈化裝置及硫磺回收裝置，各類動、靜設備種類、數量多，工藝流程復雜，具有很大的優(yōu)化空間。自建成投產以來，分廠每年都通過裝置大修進行了工藝流程的優(yōu)化改造，既簡化了操作，又節(jié)約了能耗。

1）主燃燒爐吹掃氣由氮氣改為空氣。2009年7月，對硫磺回收裝置主燃燒爐吹掃氣進行了整改。正常生產期間，吹掃氣為空氣，在主燃燒爐聯(lián)鎖停車、熄火及點爐期間，又切換為氮氣吹掃。通過改造，減少了氮氣用量，不僅使制氮裝置長期處于待機狀態(tài)，從而使空氣壓縮機待機時間大大延長，同時節(jié)約了電能15.5×104kW·h［1］。

2）濃水回用。2008年5月，將反滲透純水裝置的濃水回用至大循環(huán)水系統(tǒng)。反滲透裝置濃水含有較高的鹽分，但不含Ca2+、Mg2+，用作循環(huán)冷卻水，可以有效防止換熱器結垢，是一種優(yōu)質的水源。通過改造，每年可以節(jié)約2.2×104t水。

3）優(yōu)化完善中水回用系統(tǒng)。分廠污水處理裝置

設計有中水回用系統(tǒng)，但因硬件設施不齊全，中水回用量較少。2007年3月，分廠對中水回用系統(tǒng)管網進行優(yōu)化和補充完善，在廠區(qū)綠化帶內安裝水管及自動噴水頭，將中水回用作為澆花用水，全年可節(jié)約用水8 000 t。

2.3 對轉動設備增設變頻控制

在天然氣凈化廠中，轉動設備是心臟，消耗電能，將電能轉化為動能，為裝置生產運行提供動力來源，同時也是主要的耗電設備。分廠有各類轉動設備102臺，而變頻器作為轉動設備最常用的節(jié)能措施，在忠縣凈化廠的節(jié)能改造中發(fā)揮了重要作用。

1）鍋爐燃燒機增設變頻器。分廠設置有2臺鍋爐，每臺鍋爐額定的蒸汽負荷為15 t/h。考慮到分廠供電電源質量較差，當雷雨天氣時極易出現電網電壓波動或瞬間停電，導致鍋爐熄火。為保證鍋爐平穩(wěn)運行和停爐后盡快的恢復蒸汽供應，分廠2臺鍋爐沒有采取一用一備方式，而是都處于運行狀態(tài)。但在正常生產時需要消耗鍋爐產生的蒸汽量較小，僅為8 t/h左右，也就是說每套鍋爐的蒸汽量僅為4 t/h左右，對于額定蒸汽量為15 t/h的鍋爐而言，存在嚴重的“大馬拉小車”現象。同理，鍋爐燃燒機也存在嚴重的“大馬拉小車”現象。致使兩臺鍋爐長期處于低負荷運行，而燃燒機風機則全速運行，絕大部分電能被浪費。2007年3月，鍋爐燃燒機風機增設變頻器。實施變頻控制后，風機電流由20A下降到8A。兩臺風機全年可節(jié)電6.35×104kW·h。

2）循環(huán)水泵增設變頻器。分廠循環(huán)水處理裝置涼水塔風機設計是一用一備，由于所處的地理環(huán)境和季節(jié)氣候變換，春、秋、冬早晚溫差較大，每年冬季，因氣溫較低，即使啟運1臺風機，風量也有較大富余，而春秋季節(jié)使用一臺又不能滿足生產的需求，必須使用兩臺，但使用兩臺又造成了能源的極大浪費。2008年5月，對循環(huán)水涼水塔風機K-3101A、B安裝變頻器，根據循環(huán)水溫變化來調節(jié)風機啟停和轉速，達到節(jié)能的目的。每年可節(jié)省2.64× 104kW·h電能。

2.4 轉動設備結構改造

轉動設備通過安裝變頻器控制是常用的節(jié)能措施，但在已建成的天然氣凈化廠中應用常常受到安裝條件、使用場地及投資成本等諸多條件的限制。因而分廠對轉動設備節(jié)能除安裝變頻器外，還通過改變轉動設備結構來實現節(jié)能。

1）更換尾氣灼燒爐風機皮帶傳動輪。分廠硫磺回收裝置設置有2臺皮帶傳動單級臥式離心鼓風機，為尾氣灼燒爐提供燃燒空氣。該風機最大流量約為5 200 kg/h，而實際生產過程中，裝置空氣需求量僅為3 000 kg/h左右，高負荷或特殊情況下也不到3 700 kg/h，多余部分風量只能進行放空處理，浪費大。2009年4月，對尾氣灼燒爐風機K-1402A、B皮帶傳動輪進行了改造，更換了大直徑的從動輪，將從動輪外徑由132 mm增大為190 mm，使風機轉速從5 017 r/min下降至3 668 r/min，電機電流從95A下降至40A，經過實際運行，完全能夠滿足生產需求。每年可以節(jié)電29.1×104kW·h，節(jié)能效果非常顯著。

2）循環(huán)水泵泵殼內部防腐。分廠循環(huán)水裝置設置有兩臺單極離心泵作為循環(huán)水泵，由于泵殼材質為鑄鋼，泵殼內壁極易生銹，增加了水與泵殼內壁的摩擦，從而增加了電機的耗電量。2010年8月，對兩臺循環(huán)水泵的泵殼內壁涂保護膜，既減少了水與泵殼內壁的摩擦，又降低了水對泵殼的腐蝕強度。經實際運行，在相同循環(huán)量下，改造后循環(huán)泵電機電流下降了約2A，全年可節(jié)電1.10×104kW·h。

3 結束語

以上4點節(jié)能措施僅僅是分廠采取的具有代表性的節(jié)能措施，通過這些節(jié)能措施，既優(yōu)化了裝置運行效率，降低了生產成本，又取得了顯著的環(huán)保效益。

［1］高進.鍋爐燃料機控制系統(tǒng)的改進［J］.石油化工自動化，2008，45（5）：95-97.

（編輯：蔣龍）

B

2095-1132（2014）06-0044-03

10.3969/j.issn.2095-1132.2014.06.013

修訂回稿日期：2014-12-11

高進（1977-），工程師，從事儀表維修和技術管理工作。E-mail：gaojin@petrochina.com.cn。