李 濤 ， 王志剛

(中國(guó)石化 洛陽(yáng)分公司 ， 河南 洛陽(yáng) 471012)

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減壓塔機(jī)械抽真空改造后存在問(wèn)題及解決措施

李 濤 ， 王志剛

(中國(guó)石化 洛陽(yáng)分公司 ， 河南 洛陽(yáng) 471012)

通過(guò)對(duì)常減壓裝置減壓塔頂蒸汽抽真空系統(tǒng)與“蒸汽+機(jī)械”抽真空系統(tǒng)的對(duì)比分析，總結(jié)“蒸汽+機(jī)械”抽真空系統(tǒng)在節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)裝置的節(jié)能降耗。同時(shí)對(duì)改造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題、原因進(jìn)行分析，并提出解決方法。

常減壓裝置 ； 減壓塔 ； 機(jī)械抽真空

0 前言

中國(guó)石化洛陽(yáng)分公司常減壓裝置設(shè)計(jì)原油加工能力為800萬(wàn)t/a，裝置采用初餾、常壓、減壓三級(jí)蒸餾技術(shù)，裝置采用的是三級(jí)兩組高效噴射式蒸汽抽真空系統(tǒng)，蒸汽抽真空系統(tǒng)自2002年投用以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定。

蒸汽噴射器因內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、壽命長(zhǎng)，安裝維護(hù)方便、密封性能好、抽氣量大等優(yōu)點(diǎn)，因此蒸汽噴射器被廣泛地應(yīng)用于大型常減壓蒸餾裝置[1]。但蒸汽抽真空蒸汽消耗量大，造成裝置能耗高，與降耗相悖。同時(shí)，抽真空蒸汽凝結(jié)后的含硫污水增加了下游污水汽提裝置處理負(fù)荷和能耗。另外，蒸汽管網(wǎng)壓力波動(dòng)時(shí)會(huì)極大地沖擊蒸汽抽真空系統(tǒng)，嚴(yán)重影響減壓塔的正常操作，威脅裝置的安全生產(chǎn)。

洛陽(yáng)分公司利用2015年裝置檢修機(jī)會(huì)，對(duì)減壓塔抽真空系統(tǒng)進(jìn)行改造，將原有蒸汽抽真空系統(tǒng)改為“蒸汽+機(jī)械”組合式抽真空系統(tǒng)。改造完成后，節(jié)能效果顯著，在降低蒸汽消耗的同時(shí)，能夠降低含硫污水外排量，降低蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)壓力波動(dòng)對(duì)減壓塔正常生產(chǎn)的影響。

1 機(jī)械抽真空系統(tǒng)改造情況

改造前蒸汽抽真空系統(tǒng)(包括一級(jí)增壓器)為三級(jí)，蒸汽總耗量約為12 t/h，末級(jí)抽真空蒸汽消耗量約為4 t/h，本次改造將原蒸汽抽真空系統(tǒng)末級(jí)改成機(jī)械抽真空，與原蒸汽抽真空系統(tǒng)末級(jí)組成并聯(lián)，互為備用，液環(huán)真空泵具體設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 液環(huán)真空泵進(jìn)料油氣性質(zhì)

減頂一級(jí)抽真空冷卻器出口油氣經(jīng)液環(huán)真空泵入口吸入后，經(jīng)過(guò)真空泵作用后排入減頂水封罐。當(dāng)液環(huán)真空泵無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，可將原蒸汽抽真空系統(tǒng)末級(jí)投用。本次抽真空系統(tǒng)改造流程圖見(jiàn)圖1。

2 存在問(wèn)題及解決措施

2.1 存在問(wèn)題

2015年11月份，裝置檢修過(guò)程中完成機(jī)械抽真空系統(tǒng)項(xiàng)目的施工后，在對(duì)液環(huán)真空泵單體設(shè)備試運(yùn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)大量明水進(jìn)入液環(huán)真空泵泵體，當(dāng)時(shí)分析為裝置檢修管線中有存水進(jìn)入液環(huán)真空泵，導(dǎo)致液環(huán)真空泵不能正常試運(yùn)。在裝置完成檢修開(kāi)車(chē)運(yùn)行后，再次將機(jī)械抽真空系統(tǒng)并入減壓塔頂抽真空系統(tǒng)，仍然存在上述問(wèn)題。

圖1 減壓抽真空系統(tǒng)改造流程圖(粗實(shí)線部分為本次改造部分)

2.2 問(wèn)題分析

經(jīng)過(guò)故障排查，確認(rèn)設(shè)備不存在問(wèn)題，排除液環(huán)真空泵設(shè)備本身的問(wèn)題。

通過(guò)調(diào)研其它同類(lèi)裝置機(jī)械抽真空系統(tǒng)，重新對(duì)減頂抽真空系統(tǒng)進(jìn)行全面分析，減壓抽真空系統(tǒng)液環(huán)真空泵運(yùn)行存在的主要問(wèn)題為：①真空泵出口壓力(160 kPa)高于減頂餾出油罐壓力，造成減壓抽真空系統(tǒng)壓力不平衡，使得冷凝液不能通過(guò)大氣腿流至減頂油水分離罐，導(dǎo)致冷凝液從側(cè)面氣相出口流至液環(huán)真空泵入口，造成泵的振動(dòng)，無(wú)法正常運(yùn)行；②投用時(shí)由于液環(huán)真空泵出口三相分離罐水相至減頂水泵流程(DN50)未投用，僅通過(guò)排凝排放，造成后路不暢，三相分離罐瞬間滿(mǎn)罐，超過(guò)真空泵液環(huán)要求的高度，造成泵腔充滿(mǎn)水，無(wú)法正常工作。

2.3 解決措施

減壓抽真空系統(tǒng)液環(huán)真空泵出口壓力高于減頂油水分離罐不凝氣壓力，造成抽真空系統(tǒng)壓力不平衡，導(dǎo)致液環(huán)真空泵無(wú)法正常投用。針對(duì)此情況，擬增加油水分離罐不凝氣至低壓系統(tǒng)流程，將減頂油水分離罐不凝氣與液環(huán)真空泵出口隔離開(kāi)，防止系統(tǒng)憋壓。利用減頂油水分離罐現(xiàn)有的放空線(DN40)和常頂油氣線安全閥后至低壓系統(tǒng)管線蒸汽吹掃線(DN50)，增加減頂油水分離罐至低壓系統(tǒng)流程，并相應(yīng)地完善減頂油水分離罐放空線和常頂油氣線安全閥后管線的蒸汽吹掃線。具體改造流程圖見(jiàn)圖2。

圖2 機(jī)械抽真空系統(tǒng)問(wèn)題解決流程圖(虛線部分為新增加部分)

2.4 效果檢驗(yàn)

對(duì)減壓抽真空系統(tǒng)進(jìn)一步改造完善后，對(duì)機(jī)械抽真空系統(tǒng)進(jìn)行再次投用。在真空泵投用的初期，減頂餾出油罐的水包液位急劇上漲，含硫污水仍然無(wú)法及時(shí)排出，減壓塔頂壓力也出現(xiàn)大幅波動(dòng)，如圖3。通過(guò)暫時(shí)將減頂餾出油罐的含硫污水外排一段時(shí)間后，再次投用液環(huán)真空泵，機(jī)械抽真空系統(tǒng)運(yùn)行正常，此現(xiàn)象驗(yàn)證之前所出現(xiàn)問(wèn)題原因分析的正確性。

圖3 液環(huán)真空泵投用過(guò)程中減壓塔頂壓力變化趨勢(shì)圖

3 蒸汽系統(tǒng)與機(jī)械抽真空系統(tǒng)的對(duì)比

減壓塔機(jī)械抽真空系統(tǒng)投用后，機(jī)械抽真空系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，原減壓抽真空末級(jí)蒸汽噴射器停用，減壓塔頂壓力平均為2.42 kPa。根據(jù)減壓塔頂壓力，適當(dāng)關(guān)小一級(jí)蒸汽噴射器噴射蒸汽，節(jié)能減排效果明顯，減少1.0 MPa蒸汽消耗約5 t/h，外排減頂含硫污水量由25.0 t/h降至20.0 t/h。與此同時(shí)，可降低下游污水汽提裝置1.0 MPa汽提蒸汽約0.6 t/h。減壓塔抽真空系統(tǒng)改造前后公用工程消耗數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 減壓塔抽真空系統(tǒng)改造前后公用工程消耗數(shù)據(jù)對(duì)比表

注：因含硫污水減排降低污水汽提裝置的能耗的量以減少1.0 MPa蒸汽計(jì)算。

效益核算如下：每年節(jié)省1.0 MPa蒸汽費(fèi)用約515.4萬(wàn)元；年消耗除鹽水費(fèi)用約15.9萬(wàn)元；年電耗費(fèi)用約93.2萬(wàn)元；年節(jié)能降耗效益約406.3萬(wàn)元；減壓塔抽真空系統(tǒng)改造項(xiàng)目累計(jì)投資122萬(wàn)元，投資回收期為0.3年。

4 可能存在的問(wèn)題

再次投用機(jī)械抽真空系統(tǒng)初期仍然出現(xiàn)減壓塔頂壓力大幅波動(dòng)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為液環(huán)抽真空系統(tǒng)在投用前仍然存在部分冷凝水，在液環(huán)真空泵運(yùn)行初期大量水進(jìn)入液環(huán)真空泵，導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，待管線存水排空后，抽真空系統(tǒng)運(yùn)行正常，減壓塔頂壓力也恢復(fù)正常。因此在將原蒸汽抽真空系統(tǒng)末級(jí)切換為機(jī)械抽真空系統(tǒng)時(shí)，務(wù)必將管線中存水排空，避免引起生產(chǎn)波動(dòng)。

5 結(jié)論

①減壓塔抽真空系統(tǒng)改造后，液環(huán)真空泵成功地替代了蒸汽抽真空系統(tǒng)的末級(jí)，“蒸汽+機(jī)械”抽真空系統(tǒng)。每年可節(jié)能降耗約505萬(wàn)元，同時(shí)可降低下游污水汽提裝置的運(yùn)行負(fù)荷，降低裝置運(yùn)行能耗。②在生產(chǎn)實(shí)踐中，蒸汽質(zhì)量的好壞以及冷卻器循環(huán)冷卻水的冷卻質(zhì)量，對(duì)蒸汽噴射器的抽真空能力和真空穩(wěn)定性影響很大[2]。機(jī)械抽真空系統(tǒng)的投用，可以極大地降低1.0 MPa蒸汽系統(tǒng)壓力波動(dòng)對(duì)減壓塔頂壓力的影響，降低因蒸汽系統(tǒng)波動(dòng)對(duì)減壓系統(tǒng)影響。③液環(huán)真空泵出口油水分離罐，油側(cè)和水側(cè)后路存在設(shè)計(jì)缺陷，需在下次大檢修時(shí)改進(jìn)。

[1] 陳 建.機(jī)械抽真空技術(shù)在大型常減壓蒸餾裝置的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù)，2006,24(1)：76-77,80-83.

[2] 唐孟海,胡兆靈.常減壓蒸餾裝置技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)石化出版社，2004.

2016-07-29

李 濤(1987-)，男，助理工程師，從事技術(shù)改造工作；聯(lián)系人：王志剛(1986-)，男，工程師，從事重質(zhì)油的生產(chǎn)技術(shù)管理工作，E-mail：wzgdeemail@163.com。

TQ050.7

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1003-3467(2016)11-0035-03