常減壓裝置節(jié)能降耗探討

雷帥 佟彪（中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司， 山東 青島 266555）0）

常減壓裝置節(jié)能降耗探討

雷帥 佟彪（中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司， 山東 青島 266555）0）

本文分析了常減壓裝置節(jié)能降耗的意義與目前存在的主要問(wèn)題，并對(duì)同類裝置的節(jié)能技術(shù)改造，節(jié)能管理和優(yōu)化工藝操作等節(jié)能的手段和途徑進(jìn)行了探討。

常減壓蒸餾裝置；節(jié)能；降耗；技改

常減壓蒸餾裝置的節(jié)能具有以下重要意義：煉油廠加工所消耗的能量占原油加工量的4%～8%，而常減壓蒸餾裝置又是能耗最大的生產(chǎn)裝置，1989年國(guó)內(nèi)煉油廠平均能耗為2.90GJ/t原油，其中常減壓蒸餾裝置能耗為0.536 GJ/t原油，占全廠能耗的18.5%。2001年中國(guó)石化常減壓蒸餾裝置平均能耗為0.496GJ/t（不包括不開(kāi)減壓裝置），最低0.438GJ/t，最高0.686GJ/t。國(guó)外先進(jìn)水平已達(dá)0.419GJ/t，與國(guó)外常減壓蒸餾裝置相比，我國(guó)常減壓蒸餾裝置的能耗依然偏高，具有較大的節(jié)能潛力。以年加工5.0Mt原油的常減壓蒸餾裝置為例，若降低能耗77MJ/t，達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，則相當(dāng)于每年降低燃料油耗量約9150t。由此可見(jiàn)，常減壓蒸餾裝置的節(jié)能具有特殊的意義，它不僅給煉油廠帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且為能源緊張的我國(guó)提供更多的燃料。

1 能耗分析

（1）換熱流程不佳 換熱終溫低，極大地增大了常壓爐的熱負(fù)荷，導(dǎo)致燃料消耗增加。裝置運(yùn)行狀況與設(shè)計(jì)工況存在較大的差別，現(xiàn)有換熱網(wǎng)絡(luò)、加熱爐操作參數(shù)遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)值。設(shè)計(jì)換后終溫298℃，實(shí)際換后終溫為275℃，這和國(guó)內(nèi)同類裝置相比存在很大差距。國(guó)內(nèi)部分常減壓裝置換熱終溫為296～310℃。另外電脫鹽的脫鹽效果不佳導(dǎo)致脫鹽后原油含鹽含水量較大，換熱器老化，結(jié)垢嚴(yán)重，傳熱傳質(zhì)效果差。常壓塔取熱氣液負(fù)荷分配不合理，塔頂負(fù)荷較大，一中二中負(fù)荷較小，這樣造成換熱系統(tǒng)難以在優(yōu)化條件下運(yùn)行。

（2）加熱爐熱效率低，燃料消耗大 由于設(shè)置的煙氣回收系統(tǒng)換熱面積過(guò)小，換熱流程短，導(dǎo)致加熱爐排煙溫度高，過(guò)?？諝庀禂?shù)偏大；對(duì)流室吹灰系統(tǒng)設(shè)置不合理，吹灰效果不好；另外常壓爐、減壓爐表面局部溫度高，增大了爐體的散熱損失。

（3）電耗高 由于裝置為科研服務(wù)，而且裝置規(guī)模小，經(jīng)常出現(xiàn)原油庫(kù)存不夠的情況，所以裝置加工量經(jīng)常變化。而加工量的變化對(duì)電耗影響較大，當(dāng)加工量不能滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電的單耗將隨加工量的下降而升高。

（4）裝置規(guī)模小 規(guī)模小的裝置加工能耗較高，其原因除了小設(shè)備小機(jī)泵效率較低外，主要是散熱損失大。粗略計(jì)算一個(gè)年處理能力為50萬(wàn)噸的常減壓蒸餾裝置，其單位散熱面積一般為年處理能力為250萬(wàn)噸同類裝置的2.4倍以上。因此規(guī)模小的裝置，其“固定能耗”占的比例比規(guī)模大的裝置大，這是小型煉油廠在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的致命弱點(diǎn)。

（5）蒸汽消耗量較大 由于減壓系統(tǒng)采用的是蒸汽抽真空系統(tǒng)，蒸汽抽真空工作效率低，蒸汽抽真空能耗占裝置總能耗20%。

（6）高溫部位散熱損失大 檢修后的高溫部位保溫未及時(shí)恢復(fù)，或者一些地方的保溫設(shè)施被破壞未及時(shí)更換，導(dǎo)致高溫設(shè)備表面散熱損失（如爐體，塔體，高溫轉(zhuǎn)油線，閥門，機(jī)泵大蓋）大。

2 節(jié)能措施探討

（1）進(jìn)行技術(shù)改造

①換熱流程的改造：利用夾點(diǎn)技術(shù)分析換熱網(wǎng)絡(luò)，找出換熱網(wǎng)絡(luò)能量回收中的瓶頸因素，對(duì)閃底油換熱流程進(jìn)行改造，通過(guò)深化部分物流換熱程度和調(diào)整現(xiàn)有物流的換熱次序，盡可能提高原油換熱終溫，最終使換熱終溫從275℃提高到295℃，可以極大地減少了燃料的消耗，并且降低了油品出裝置溫度，減少了循環(huán)水的使用量。

②蒸汽抽真空改為機(jī)械抽真空：蒸汽抽真空所需要的條件比較苛刻，比如蒸汽壓力，蒸汽溫度，蒸汽量，冷卻水的溫度和流量等都會(huì)影響真空度的穩(wěn)定，否則會(huì)對(duì)裝置的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響。而羅茨水環(huán)抽真空機(jī)組最大的優(yōu)點(diǎn)是能耗較低，約為蒸汽抽真空能耗的1/5左右，并且運(yùn)行過(guò)程中所受的干擾較少，能較好的保證塔頂真空度的穩(wěn)定。

③對(duì)部分負(fù)荷變化較大，主要靠調(diào)節(jié)閥或者出口閥來(lái)調(diào)節(jié)流量的機(jī)泵，改造成變頻調(diào)速技術(shù)調(diào)節(jié)流量。

④設(shè)置常減壓爐的煙氣余熱回收系統(tǒng)，降低排煙溫度，提高入爐空氣的溫度，有效的利用煙氣余熱。設(shè)置吹灰效果好的吹灰器，定期吹灰，提高對(duì)流傳熱效果，降低壁溫，減少散熱損失。

（2）加強(qiáng)節(jié)能管理

①每個(gè)班組進(jìn)行能耗核算制度，發(fā)現(xiàn)有超指標(biāo)的項(xiàng)目，及時(shí)分析原因，采取措施補(bǔ)救并對(duì)之考核，不達(dá)標(biāo)的與月度獎(jiǎng)金掛鉤，引導(dǎo)班組對(duì)節(jié)能工作的重視。

②定期進(jìn)行對(duì)流室的吹灰工作，設(shè)置先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，加強(qiáng)加熱爐“三門一板”的調(diào)節(jié)。在降低加熱爐過(guò)剩空氣系數(shù)的同時(shí)，保證加熱爐燃料完全燃燒。根據(jù)煙氣氧含量情況調(diào)節(jié)加熱爐總供風(fēng)量，盡量減少煙氣排放量，減少加熱爐排煙損失。

③及時(shí)對(duì)跑冒滴漏的蒸汽，風(fēng)，水，物料進(jìn)行堵漏或者加盲板處理，對(duì)檢修完的設(shè)備及時(shí)的加上保溫。比如某個(gè)機(jī)泵特別是高溫的機(jī)泵，在機(jī)修處理完畢后，機(jī)泵的大蓋長(zhǎng)時(shí)間的裸露在外，一方面很不安全，容易被燙傷，另一方面散熱損失非常大，浪費(fèi)嚴(yán)重，極不利于節(jié)能降耗。

④定期對(duì)裝置常減壓爐的外壁進(jìn)行溫度檢測(cè)，以觀察外壁溫度是否符合相關(guān)的規(guī)定。該裝置邀請(qǐng)了工程研究室進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如下：常減壓爐由熱成像儀檢測(cè)對(duì)流室外壁溫度數(shù)據(jù)顯示：對(duì)流室外壁平均溫度為81.51℃，雖然符合《一般煉油裝置用火焰加熱爐》SH/T3036-2012加熱爐外壁溫度≯82℃要求，但存在外壁溫度偏高現(xiàn)象。防爆門、看火窗、對(duì)流室彎頭箱等因結(jié)構(gòu)原因，局部溫度超過(guò)82℃以上。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)常減壓爐的外壁保溫進(jìn)行了加固和更換了新的保溫材料，再次檢測(cè)外壁平均溫度大約在70℃，有效的減少了加熱爐的散熱損失，節(jié)能了寶貴的燃料。

（3）平穩(wěn)及優(yōu)化工藝操作

①搞好電脫鹽的操作，保證脫鹽后的原油含鹽含水符合要求，以減少換熱器的結(jié)垢結(jié)鹽，保證換熱器的傳熱效果，同時(shí)也可減少加熱爐的燃料消耗。要是原油帶水嚴(yán)重的話，給裝置的正常生產(chǎn)造成沖擊而不得不把產(chǎn)品改進(jìn)不合格罐，會(huì)使得裝置的能耗極大地上升。②搞好平穩(wěn)操作，提高整個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)效果。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量降低塔頂冷回流的取熱比，提高中段回流取熱比，以加強(qiáng)原油的換熱，提高換熱終溫。③搞好物料平衡，保證塔底液位平穩(wěn)，防止塔底流量大幅的波動(dòng)，以保證與原油換熱的高溫?zé)嵩创笾路€(wěn)定，有利于加熱爐和換熱器的穩(wěn)定操作和塔底泵的使用壽命。④提高閃蒸塔、常壓塔的拔出率，減少過(guò)氣化率，減少常渣中350℃以前的餾分含量，以減少常壓爐減壓爐的燃料消耗量。

3 結(jié)語(yǔ)

①通過(guò)技術(shù)改造，公司的節(jié)能降耗工作取得明顯成效，比如通過(guò)對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化項(xiàng)目實(shí)施，經(jīng)過(guò)運(yùn)行測(cè)算，達(dá)到了預(yù)計(jì)效果，換熱終溫提高后，節(jié)省天然氣約1.48Nm3/t。增加熱量回收20×104kcal/h，循環(huán)水平均溫升按10℃計(jì)，則節(jié)約循環(huán)冷卻水0.32t/t。天然氣價(jià)格按3.91元/m3，節(jié)省資金289萬(wàn)元，循環(huán)水價(jià)格按0.4元/m3，節(jié)省資金6萬(wàn)元，全年總計(jì)節(jié)省生產(chǎn)成本295萬(wàn)元，為公司的節(jié)能降耗發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

②蒸汽抽真空改為機(jī)械羅茨水環(huán)抽真空機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益情況。

蒸汽抽真空消耗蒸汽：1.72×8000=13760噸。

機(jī)械抽真空消耗電：

（1.5+11+7.5+55） ×8000=600000kW·h

消耗新鮮水：3×8000=24000噸。

消耗循環(huán)水；60×8000=480000噸。

節(jié)省蒸汽資金1.72×8000×370=509.12萬(wàn)元

電費(fèi)消耗75×8000×0.8=48萬(wàn)元

節(jié)約資金509.12-48=461.12萬(wàn)元

本項(xiàng)目總投資120萬(wàn)元。按一年開(kāi)工8000小時(shí)計(jì)算，機(jī)械抽真空改造后，全年可節(jié)省蒸汽1.3760萬(wàn)噸，抽真空單相噸油加工成本降低10.48元。投用后年節(jié)省資金509.12萬(wàn)元，去除機(jī)械抽真空設(shè)備耗電費(fèi)48萬(wàn)元，全年節(jié)省461.12余萬(wàn)元，3個(gè)月就已經(jīng)收回成本。該項(xiàng)目實(shí)施后為公司降低成本，節(jié)能減排起到了重要的作用，并被上級(jí)公司評(píng)為節(jié)能減排優(yōu)秀項(xiàng)目。

［1］唐夢(mèng)海，胡兆靈.常減壓蒸餾裝置技術(shù)問(wèn)答［J］.中國(guó)石化出版社，2015，3.

［2］趙曉鈺.常減壓蒸餾裝置節(jié)能探討-以蘭州石化公司煉油廠為例［J］.