夏洪亮（江蘇新海石化有限公司）

常減壓裝置節(jié)能降耗運行分析

夏洪亮（江蘇新海石化有限公司）

通過分析江蘇新海石化有限公司常減壓裝置綜合能耗的組成及各單項能耗占綜合能耗的百分比與加工量的關(guān)系，得出燃料消耗時影響裝置能耗的重點。針對節(jié)約燃料采取加熱爐改造、檢修、加強管理的措施；針對節(jié)約蒸汽采取控制減頂抽真空蒸汽、提高常二中發(fā)汽量的措施；針對節(jié)約水、電采取用水替代、高負(fù)荷運行、減頂抽真空器冷后溫度控制、側(cè)線產(chǎn)品冷后溫度控制的措施，使裝置能耗從檢修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t。

常減壓；綜合能耗；節(jié)能

1　裝置能耗分析

新海石化2.5 Mt/a常減壓裝置由海工英派爾公司承擔(dān)主體設(shè)計。設(shè)計采用閃蒸塔、常壓塔、汽提塔、減壓塔流程。裝置原設(shè)計原料為380#燃料油和塔里木原油，設(shè)計綜合能耗為508.50 MJ/t。

自2015年開展裝置對標(biāo)活動以來，針對常減壓裝置高能耗問題開展了研究，提出要降低綜合能耗，實現(xiàn)裝置效益最大化。常減壓裝置于2015年8—9月進(jìn)行檢修和部分改造，10月份檢修完成后節(jié)能效果明顯。2013—2015年常減壓裝置綜合能耗的數(shù)據(jù)見表1。

表1　能耗統(tǒng)計

裝置能耗主要包括燃料（燃料油和燃料氣）、蒸汽、循環(huán)水、電、除氧水等。從表1可以導(dǎo)出各能耗介質(zhì)占綜合能耗的百分比，見表2。從表2對比2013年度與2014年度數(shù)據(jù)可以得知：

1）年度電、循環(huán)水單耗占總能耗百分比與加工量成反比關(guān)系，即加工量越大，電、循環(huán)水的能耗占比越小，說明電和水的綜合能耗優(yōu)化主要與加工量有關(guān)系，對于裝置綜合能耗影響不是重點因素。

2）蒸汽單耗占總能耗的百分比與加工量成正比關(guān)系，說明在加工量較高的情況下，采取措施降蒸汽單耗是主要的節(jié)能手段之一。

3）燃料單耗占總能耗的百分比與加工量成正比關(guān)系，說明在加工量較高的情況下，采取措施降低燃料單耗是主要的節(jié)能手段之一。

表2　不同年份加工量下單項能耗占比

結(jié)合表1與表2可見，年度加工量大小即負(fù)荷率與綜合能耗成反比關(guān)系，即為了降低裝置綜合能耗首先要保證裝置負(fù)荷率，裝置負(fù)荷率低時很難實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)［1］。

2　節(jié)省燃料的措施

常減壓裝置燃料全部用于常壓加熱爐和減壓加熱爐，由于燃料能耗占總能耗的60%以上，因此采取有效措施降低燃料的消耗將對裝置綜合能耗優(yōu)化起到主要作用。

2.1加熱爐現(xiàn)狀分析

2.5Mt/a常減壓裝置連續(xù)運行5年，加熱爐熱效率不斷降低，實際生產(chǎn)中加熱爐運行存在以下問題：煙道、風(fēng)道結(jié)灰結(jié)硫嚴(yán)重；余熱回收系統(tǒng)堵塞嚴(yán)重效率低下，空氣預(yù)熱器熱管部分腐蝕泄漏，冷風(fēng)熱風(fēng)互串，鼓引風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷運行，常減壓爐一次風(fēng)門開啟方能滿足爐內(nèi)氧含量需求；吹灰系統(tǒng)腐蝕損壞，不能投用；煙道擋板和旁路擋板卡澀無法調(diào)節(jié)。

2.2加熱爐及附件檢修

根據(jù)加熱爐前期運行實際情況，車間組織對加熱爐系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，包括爐體、煙道、預(yù)熱器系統(tǒng)、擋板及風(fēng)門，并利用檢修對卡澀擋板進(jìn)行更換，對銹蝕損壞保溫進(jìn)行拆除更換，減少散熱損失。

2015年8月裝置檢修，對加熱爐空氣預(yù)熱系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)進(jìn)行重點更換檢修，將老舊燃?xì)庵骰鹱旄鼡Q成高效火嘴。

2.3檢修后加熱爐的運行控制及效果

加熱爐經(jīng)過檢修后投入使用，為降低燃料單耗，裝置采取以下管理措施：優(yōu)化加熱爐三門一板操作，保證加熱爐高效運行；強化加熱爐氧含量管理，優(yōu)化控制在2%～3%［2］，提高加熱爐熱效率；加強加熱爐保養(yǎng)，保證設(shè)備高效運行；優(yōu)化常、減壓兩塔操作，降低加熱爐熱負(fù)荷；優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，提高進(jìn)爐溫度，降低燃料消耗；加強進(jìn)裝置前原料脫水，降低常壓爐熱負(fù)荷；減少減三冷油回注，提高減渣抽出溫度，已達(dá)到提高原料換熱終溫，降低加熱爐負(fù)荷［3］。檢修后對加熱爐余熱回收系統(tǒng)運行情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表3。

表3　加熱爐余熱回收系統(tǒng)檢修后運行情況

通過表3數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過檢修后余熱回收系統(tǒng)運行情況得到明顯的改善。兩爐氧含量得到有效控制；排煙溫度降低到160℃左右，熱量回收明顯；加熱爐熱效率較檢修前有較大的提高。

2.4檢修后裝置的節(jié)能效益

2015年檢修前累計燃料單耗6.55 kg/t，檢修后10—12月份燃料單耗為5.80 kg/t，2016年計劃加工原料2.5 Mt，按燃料價格為3000元/t計算，則節(jié)省燃料消耗增效562.5萬元。

3　節(jié)省蒸汽的措施

3.1靈活調(diào)整減頂抽真空器閥門開度

減壓塔塔頂采用三級蒸汽抽真空器進(jìn)行抽真空操作，由于常減壓裝置原料性質(zhì)變化頻繁，減壓塔頂負(fù)荷變化較大，若不能及時調(diào)整蒸汽給汽閥門將會在塔頂負(fù)荷低時造成能源浪費，同時加大了塔頂酸性污水的產(chǎn)量。車間規(guī)定在保證減頂殘壓3 kPa以內(nèi)的前提下，逐漸關(guān)小蒸汽調(diào)節(jié)閥門開度，降低蒸汽用量。

3.2增加自產(chǎn)蒸汽

常減壓裝置設(shè)計了常二中換熱汽包發(fā)汽，保證常壓塔熱平衡的前提，盡量將常二中泵滿負(fù)荷，提高該泵利用效率的同時提高常二中發(fā)汽量，一般加工量300 t/h以上時常二中控制流量不低于60 t/h，發(fā)汽量一般不低于4 t/h。

3.3改變傳統(tǒng)防凍凝思路降低冬季用汽量

傳統(tǒng)防凍凝管理即環(huán)境溫度在達(dá)到既定溫度后就進(jìn)行裝置全面防凍凝工作，各種伴熱全開，常減壓裝置側(cè)線產(chǎn)品密度、凝點、溫度等跨度分布廣，對于伴熱投用不能一概而論。要求班組對減壓側(cè)線產(chǎn)品出裝置管線全年停用伴熱，做好相關(guān)伴熱線放空排凝工作后只在裝置停工時臨時投用上述管線伴熱。

3.4減頂抽真空器改造

常減壓裝置原設(shè)計減頂抽真空為三級蒸汽抽真空器，裝置蒸汽單耗受其影響較大，2015年檢修期間對減頂三級抽真空器進(jìn)行改造，將第三級抽真空器改成水環(huán)真空泵，此改造每小時降低蒸汽耗量1 t左右。

4　節(jié)省水電的措施

4.1靈活調(diào)整水冷用循環(huán)水

要求班組及時根據(jù)減頂負(fù)荷情況調(diào)整循環(huán)水用量，根據(jù)初步統(tǒng)計數(shù)據(jù)得知減頂用循環(huán)水對常減壓裝置循環(huán)水用量影響最為直接，裝置小時耗量可在900～2400 t之間波動，通過調(diào)整可使循環(huán)水單耗從9 t/t降低至4.5 t/t，冬季最低時達(dá)到4.0 t/t以下。

涉及水冷的減二、減三、減渣產(chǎn)品要求班組每班聯(lián)系物流罐區(qū)落實大罐溫度，盡量提高外送溫度。一般減二、減三線油溫度控制不小于90℃，渣油外送溫度控制不小于170℃，產(chǎn)品多走水冷付線，循環(huán)水量摸索調(diào)小。

4.2強化管理

強化電脫鹽運行管理，創(chuàng)建電脫鹽及原料運行數(shù)據(jù)臺賬，要求班組每班進(jìn)行記錄，將同種原料運行數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，擇優(yōu)作為調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)，逐漸累積數(shù)據(jù)，逐步降低電脫鹽運行電流；這樣累積記錄可以使班組進(jìn)行調(diào)整時有目的的進(jìn)行摸索，避免了調(diào)整的隨意性，逐漸形成良性循環(huán)。

由于裝置原料性質(zhì)不同，各機(jī)泵負(fù)荷率變化較大，檢修期間對部分電機(jī)進(jìn)行了變頻改造［4］以適應(yīng)機(jī)泵負(fù)荷變化帶來用電浪費；強化班組變頻使用意識是節(jié)電的又一關(guān)鍵措施，要求班組延長變頻電動機(jī)的使用時間，將變頻電動機(jī)使用作為常態(tài)化管理思路。

5　結(jié)論

通過檢修改造，常減壓裝置綜合能耗從檢修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t，綜合能耗降低幅度達(dá)到10%以上，節(jié)能效果明顯。要進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能降耗優(yōu)化運行，應(yīng)該從以下幾方面開展工作：

1）燃料消耗在綜合能耗中占60%以上，降低綜合能耗首先要從提高加熱爐熱效率著手做工作，降低裝置綜合能耗效果十分明顯。

2）保證原料充足穩(wěn)定，使裝置全年處于滿負(fù)荷狀態(tài)，對于降低裝置綜合能耗有著決定性的作用。

3）采用先進(jìn)的節(jié)能改造技術(shù)及方案，同時采用先進(jìn)的管理手段，如低溫?zé)峄厥绽?、裝置熱聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用、常減壓裝置操作優(yōu)化技術(shù)AVO等。

［1］劉超.常減壓蒸餾裝置的節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用［J］.節(jié)能技術(shù)，2010，18（3）：43-46.

［2］黃榮.5Mt/a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.

［3］谷濤，劉迎春.煉油廠常減壓裝置節(jié)能新技術(shù)措施［J］.節(jié)能技術(shù)，2004，22（3）：9-12.

［4］王穎華.原油常減壓裝置節(jié)能技術(shù)［J］.天然氣與石油，2006，24（3）：59-64.

（編輯王古月）

式中：Q——每年節(jié)約能源，kJ；

N——每天的高峰周期數(shù)。

可見，有效回收蒸汽管道疏水和換熱設(shè)備凝結(jié)水，可節(jié)約大量能源。以假設(shè)1個周期（8 h）的蒸汽疏水量和凝結(jié)水量1500 kg為例，每年可節(jié)約熱能5.5×108kJ。

3　結(jié)束語

蒸汽管道的疏水和換熱設(shè)備的凝結(jié)水含有較大的熱能，本方案將蓄熱器和蒸汽疏水回收系統(tǒng)合并，能根據(jù)工廠對熱水的需求量自動調(diào)節(jié)熱水溫度，在蒸汽疏水量不能滿足熱水量的需求時，自動補水，采用蒸汽自動加熱，適用于各種規(guī)模的用熱單位。

參考文獻(xiàn)：

［1］中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會.鍋爐房設(shè)計規(guī)范：GB 50041-2008.［S］.北京：中國計劃出版社，2008：11.

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［3］鄭海莼.凝結(jié)水回收系統(tǒng)的分析比較［J］.煤氣與熱力，2002，22（3）：285-286.

［4］程祖虞.蒸汽蓄熱器的設(shè)計和應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986：42-47.

收稿日期2016-02-16

（編輯鞏亞清）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.001

2015-11-07

夏洪亮，2007年6月畢業(yè)于淮海工學(xué)院，從事石油化工生產(chǎn)及工藝技術(shù)管理工作，E-mail：15150962980@163.com，地址：江蘇省連云港市贛榆區(qū)柘枉臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)，222113。