方林勇 陳麗

摘要：400萬噸/年煤制油項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)最大調(diào)度集成項(xiàng)目，該項(xiàng)目裝置系列之多，系統(tǒng)復(fù)雜性之高，在國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際上都未曾出現(xiàn)，本文根據(jù)筆者多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，充分討論了該項(xiàng)目蒸汽系統(tǒng)存在的問題及解決辦法，供同行業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：煤制油項(xiàng)目、蒸汽系統(tǒng)、優(yōu)化改造

一、煤制油項(xiàng)目簡(jiǎn)介

400萬噸/年煤炭間接液化示范項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱煤制油項(xiàng)目）是國(guó)家“十二五”期間重點(diǎn)建設(shè)的煤炭深加工示范項(xiàng)目，也是寧夏回族自治區(qū)“十二五”期間重點(diǎn)建設(shè)工程，是神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大項(xiàng)目。項(xiàng)目位于寧東能源化工基地煤化工園區(qū)A區(qū)，總占地面積815.23公頃，其中廠區(qū)占地面積334.4公頃。項(xiàng)目以煤為原料，年轉(zhuǎn)化煤炭2036萬噸，年用水2478萬立方米。項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)油品405萬噸，其中柴油274萬噸、石腦油98萬噸、液化氣34萬噸；副產(chǎn)硫磺20萬噸、混醇7.5萬噸、硫酸銨10.7萬噸。項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括工藝生產(chǎn)裝置以及配套的公用、輔助和廠外工程。項(xiàng)目建設(shè)兩條200萬噸生產(chǎn)線，工藝生產(chǎn)裝置具體包括，10臺(tái)640t/h產(chǎn)汽量的鍋爐、12套10.15萬標(biāo)立方米/小時(shí)空分裝置、28臺(tái)干煤粉加壓氣化爐（24開4備）、6套一氧化碳變換裝置、4套低溫甲醇洗裝置、3套硫回收裝置、8套費(fèi)托合成裝置、1套油品加工裝置和1套尾氣處理裝置。配套的公用、輔助和廠外工程主要包括，鍋爐及發(fā)電機(jī)組，原料、產(chǎn)品和灰渣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，火炬、消防，蒸發(fā)塘及設(shè)備組裝等。

該項(xiàng)目配套污水處理項(xiàng)目，廢水回用率98%以上，實(shí)現(xiàn)了近零排放。

二、蒸汽系統(tǒng)簡(jiǎn)介

煤制油項(xiàng)目蒸汽用戶多，僅透平機(jī)組達(dá)到48臺(tái)，蒸汽主要來源于動(dòng)力站10臺(tái)鍋爐，提供全廠所用的全部高壓蒸汽。副產(chǎn)蒸汽主要來源于一氧化碳變換裝置和油品合成裝置，油品合成裝置是全廠中壓飽和蒸汽的主要來源，一氧化碳變換裝置是全廠低壓和低低壓蒸汽的主要來源。各裝置副產(chǎn)和使用蒸汽通過全廠蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行平衡，各工藝裝置內(nèi)副產(chǎn)蒸汽首先應(yīng)盡量在內(nèi)部平衡使用，不平衡輸出部分達(dá)到管網(wǎng)蒸汽等級(jí)后并網(wǎng)運(yùn)行。

因煤制油項(xiàng)目裝置系列多，蒸汽等級(jí)復(fù)雜，為更好的平衡各等級(jí)用戶需求， 各種蒸汽母管之間設(shè)置了多種減溫減壓器，用于開車等非正常工況和事故工況下各級(jí)管網(wǎng)之間的調(diào)節(jié)，使管網(wǎng)能夠快速適應(yīng)負(fù)荷變化并保證管網(wǎng)的安全可靠。

蒸汽系統(tǒng)分為9個(gè)等級(jí)（具體參數(shù)見表一），分別為12.5Mpa、6.0Mpa、5.4Mpa、4.0Mpa、2.8Mpa、2.3Mpa、2.2Mpa、1.0Mpa、0.5Mpa，且每個(gè)等級(jí)基本都有透平機(jī)組，一是為了將電機(jī)驅(qū)動(dòng)改為透平驅(qū)動(dòng)，節(jié)省電費(fèi)，二是根據(jù)煤制油特性，高負(fù)荷期間，副產(chǎn)蒸汽量大，通過在低等級(jí)蒸汽管網(wǎng)設(shè)置透平水泵或者發(fā)電機(jī)組，用副產(chǎn)余熱蒸汽發(fā)電，進(jìn)一步節(jié)省電費(fèi)，通過發(fā)電負(fù)荷調(diào)整、平衡各等級(jí)蒸汽，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡。

蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行過程中排凝產(chǎn)生出的蒸汽凝液全部回收利用，蒸汽凝液通過凝液閃蒸系統(tǒng)，閃蒸出0.5MPa蒸汽，返回管網(wǎng)使用，凝液則進(jìn)入工藝凝液回收系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)無就地排放。

三、蒸汽系統(tǒng)存在的問題及解決辦法

1.開車初期蒸汽系統(tǒng)不平衡問題

蒸汽系統(tǒng)在設(shè)計(jì)初期，并未考慮開車初期系統(tǒng)副產(chǎn)蒸汽少問題，僅僅依靠高等級(jí)蒸汽通過減溫減壓并入低等級(jí)使用，由于減溫減壓器流通量有限，無法滿足大面積開車用汽需求，只能逐步開車，該方法使得系統(tǒng)投料開車進(jìn)度滯后，往往為滿足低等級(jí)用汽需求，需要通過提前開氣化爐的方式，副產(chǎn)蒸汽，以滿足下游裝置開車用汽需求，該方法能耗高。我們通過充分論證，在現(xiàn)有蒸汽項(xiàng)目上，新增四臺(tái)高壓至低壓減溫減壓器，相當(dāng)于副產(chǎn)了800t/h的低等級(jí)蒸汽，解決了下游用汽不足問題。

2.2.2 MPa和2.3MPa蒸汽不平衡問題

在煤制油項(xiàng)目滿負(fù)荷運(yùn)行期間，2.2MPa和2.3MPa蒸汽基本滿足用戶需求，但是當(dāng)煤制油項(xiàng)目低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，尤其是在開停車階段，因?yàn)?.3MPa蒸汽用戶少，經(jīng)常出現(xiàn)2.3MPa蒸汽富裕，2.2MPa蒸汽不足的現(xiàn)象，且為了保證2.3MPa蒸汽品質(zhì)，需要開大就地導(dǎo)淋或者機(jī)組暖管導(dǎo)淋，保證末端蒸汽溫度，這樣操作浪費(fèi)極大。通過將2.2和2.3兩根蒸汽管線增加連通閥聯(lián)通的策略，無論高低負(fù)荷，兩個(gè)等級(jí)蒸汽均能夠互相流通使用，解決了一端飽和，一端缺汽的問題。同時(shí)通過該措施關(guān)閉了就地排放導(dǎo)淋，也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

3.高壓蒸汽放空能力不足，導(dǎo)致管線超壓?jiǎn)栴}

煤制油項(xiàng)目配套的12套空分，在項(xiàng)目前期沒有考慮空分跳車蒸汽釋放問題（每套空分蒸汽耗量200t/h），當(dāng)空分跳車時(shí)，因?yàn)闆]有放空調(diào)節(jié)手段，導(dǎo)致鍋爐超壓，主蒸汽壓力過高，影響其他機(jī)組的安穩(wěn)運(yùn)行。通過討論，在每三套空分的蒸汽主管設(shè)置放空閥，避免了此問題的發(fā)生，也確保了高壓蒸汽的安穩(wěn)運(yùn)行。

四、結(jié)論

煤制油項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)也是國(guó)際上第一座一次建成投產(chǎn)的大型煤化工項(xiàng)目，沒有任何集成經(jīng)驗(yàn)供參考，筆者所在項(xiàng)目的同事們，經(jīng)過多年的摸索和嘗試，基本實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)的安穩(wěn)運(yùn)行。但是系統(tǒng)依然存在很多問題，需要我們不斷優(yōu)化和改進(jìn)。通過對(duì)蒸汽系統(tǒng)的各項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)，目前已經(jīng)解決了蒸汽系統(tǒng)各類瓶頸，這些辦法加快了開車進(jìn)度，同時(shí)也降低能耗。希望通過本文，能夠?yàn)橥袠I(yè)提高一些經(jīng)驗(yàn)，共同推進(jìn)國(guó)內(nèi)煤化工行業(yè)的發(fā)展。

（作者單位：神華寧煤煤制油分公司生產(chǎn)管理部）