李 濤 ， 王志剛

(中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽 471012)

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減壓塔機械抽真空改造后存在問題及解決措施

李 濤 ， 王志剛

(中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽 471012)

通過對常減壓裝置減壓塔頂蒸汽抽真空系統(tǒng)與“蒸汽+機械”抽真空系統(tǒng)的對比分析，總結(jié)“蒸汽+機械”抽真空系統(tǒng)在節(jié)能方面的優(yōu)勢，實現(xiàn)裝置的節(jié)能降耗。同時對改造過程中出現(xiàn)的問題、原因進行分析，并提出解決方法。

常減壓裝置 ； 減壓塔 ； 機械抽真空

0 前言

中國石化洛陽分公司常減壓裝置設(shè)計原油加工能力為800萬t/a，裝置采用初餾、常壓、減壓三級蒸餾技術(shù)，裝置采用的是三級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年投用以來運行穩(wěn)定。

蒸汽噴射器因內(nèi)部沒有運動部件，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、壽命長，安裝維護方便、密封性能好、抽氣量大等優(yōu)點，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，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荷和能耗。另外，蒸汽管網(wǎng)壓力波動時會極大地沖擊蒸汽抽真空系統(tǒng)，嚴重影響減壓塔的正常操作，威脅裝置的安全生產(chǎn)。

洛陽分公司利用2015年裝置檢修機會，對減壓塔抽真空系統(tǒng)進行改造，將原有蒸汽抽真空系統(tǒng)改為“蒸汽+機械”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，能夠降低含硫污水外排量，降低蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)壓力波動對減壓塔正常生產(chǎn)的影響。

1 機械抽真空系統(tǒng)改造情況

改造前蒸汽抽真空系統(tǒng)(包括一級增壓器)為三級，蒸汽總耗量約為12 t/h，末級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)末級改成機械抽真空，與原蒸汽抽真空系統(tǒng)末級組成并聯(lián)，互為備用，液環(huán)真空泵具體設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 液環(huán)真空泵進料油氣性質(zhì)

減頂一級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)過真空泵作用后排入減頂水封罐。當液環(huán)真空泵無法正常運行時，可將原蒸汽抽真空系統(tǒng)末級投用。本次抽真空系統(tǒng)改造流程圖見圖1。

2 存在問題及解決措施

2.1 存在問題

2015年11月份，裝置檢修過程中完成機械抽真空系統(tǒng)項目的施工后，在對液環(huán)真空泵單體設(shè)備試運過程中，發(fā)現(xiàn)大量明水進入液環(huán)真空泵泵體，當時分析為裝置檢修管線中有存水進入液環(huán)真空泵，導致液環(huán)真空泵不能正常試運。在裝置完成檢修開車運行后，再次將機械抽真空系統(tǒng)并入減壓塔頂抽真空系統(tǒng)，仍然存在上述問題。

圖1 減壓抽真空系統(tǒng)改造流程圖(粗實線部分為本次改造部分)

2.2 問題分析

經(jīng)過故障排查，確認設(shè)備不存在問題，排除液環(huán)真空泵設(shè)備本身的問題。

通過調(diào)研其它同類裝置機械抽真空系統(tǒng)，重新對減頂抽真空系統(tǒng)進行全面分析，減壓抽真空系統(tǒng)液環(huán)真空泵運行存在的主要問題為：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大氣腿流至減頂油水分離罐，導致冷凝液從側(cè)面氣相出口流至液環(huán)真空泵入口，造成泵的振動，無法正常運行；②投用時由于液環(huán)真空泵出口三相分離罐水相至減頂水泵流程(DN50)未投用，僅通過排凝排放，造成后路不暢，三相分離罐瞬間滿罐，超過真空泵液環(huán)要求的高度，造成泵腔充滿水，無法正常工作。

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，導致液環(huán)真空泵無法正常投用。針對此情況，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，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。具體改造流程圖見圖2。

圖2 機械抽真空系統(tǒng)問題解決流程圖(虛線部分為新增加部分)

2.4 效果檢驗

對減壓抽真空系統(tǒng)進一步改造完善后，對機械抽真空系統(tǒng)進行再次投用。在真空泵投用的初期，減頂餾出油罐的水包液位急劇上漲，含硫污水仍然無法及時排出，減壓塔頂壓力也出現(xiàn)大幅波動，如圖3。通過暫時將減頂餾出油罐的含硫污水外排一段時間后，再次投用液環(huán)真空泵，機械抽真空系統(tǒng)運行正常，此現(xiàn)象驗證之前所出現(xiàn)問題原因分析的正確性。

圖3 液環(huán)真空泵投用過程中減壓塔頂壓力變化趨勢圖

3 蒸汽系統(tǒng)與機械抽真空系統(tǒng)的對比

減壓塔機械抽真空系統(tǒng)投用后，機械抽真空系統(tǒng)運行平穩(wěn)，原減壓抽真空末級蒸汽噴射器停用，減壓塔頂壓力平均為2.42 kPa。根據(jù)減壓塔頂壓力，適當關(guān)小一級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，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)對比見表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蒸汽計算。

效益核算如下：每年節(jié)省1.0 MPa蒸汽費用約515.4萬元；年消耗除鹽水費用約15.9萬元；年電耗費用約93.2萬元；年節(jié)能降耗效益約406.3萬元；減壓塔抽真空系統(tǒng)改造項目累計投資122萬元，投資回收期為0.3年。

4 可能存在的問題

再次投用機械抽真空系統(tǒng)初期仍然出現(xiàn)減壓塔頂壓力大幅波動的問題，經(jīng)過分析認為液環(huán)抽真空系統(tǒng)在投用前仍然存在部分冷凝水，在液環(huán)真空泵運行初期大量水進入液環(huán)真空泵，導致設(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)末級切換為機械抽真空系統(tǒng)時，務(wù)必將管線中存水排空，避免引起生產(chǎn)波動。

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，“蒸汽+機械”抽真空系統(tǒng)。每年可節(jié)能降耗約505萬元，同時可降低下游污水汽提裝置的運行負荷，降低裝置運行能耗。②在生產(chǎn)實踐中，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，對蒸汽噴射器的抽真空能力和真空穩(wěn)定性影響很大[2]。機械抽真空系統(tǒng)的投用，可以極大地降低1.0 MPa蒸汽系統(tǒng)壓力波動對減壓塔頂壓力的影響，降低因蒸汽系統(tǒng)波動對減壓系統(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)計缺陷，需在下次大檢修時改進。

[1] 陳 建.機械抽真空技術(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)問答[M].北京：中國石化出版社，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