催化裂化裝置煙氣輪機節(jié)能的問題分析

丁飛

摘要：在石化企業(yè)當(dāng)中催化裂化裝置當(dāng)中的煙氣輪機，對設(shè)備以及煉油廠的節(jié)能工作起到了非常重要的影響。本文重點從節(jié)能和經(jīng)濟的角度上來進行了分析和研究，重點針對催化裂化裝置，煙氣氣輪機的相關(guān)階段問題展開了分析和論述，以此來有效提高整個催化裂化裝置的經(jīng)濟性，同時也實現(xiàn)了石化企業(yè)良好的經(jīng)濟效益與社會效益。

關(guān)鍵詞：催化裂化；煙氣輪機；節(jié)能問題

催化裂化煙氣能量回收設(shè)備從正式被投入和使用以來，因汽輪機在煉油廠的催化裂化設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用效果非常明顯，并且現(xiàn)階段各煉油廠單位對催化裂化煙氣輪機設(shè)備的應(yīng)用程度越來越高。我國在1978年石油二廠正式投入使用第一臺煙氣輪機開始，由于整個國產(chǎn)機組的整體經(jīng)濟造價相對較低，各個石化單位紛紛開始消防安裝，基本上已經(jīng)廣泛分布在我國各大中型催化電話設(shè)備當(dāng)中，在整個設(shè)備的使用程度以及發(fā)展速度上，遠遠超過了國外一些國家。煙氣輪機對裝置以及全場的節(jié)能性工作發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用，但是由于兵器輪機機組的整體投資相對較高，因此必須要充分考慮到投資以及節(jié)能工作效益之間的關(guān)聯(lián)，將技術(shù)和經(jīng)濟性之間進行有效的融合，不斷提高整個煉油廠的經(jīng)濟效益。

1.節(jié)能原理與流程分析

催化裂化煙氣輪機在工作過程當(dāng)中的節(jié)能原理和燃氣輪機之間有著一定的類似，內(nèi)部系統(tǒng)當(dāng)中主要分為主風(fēng)機、再生器以及膨脹煙氣輪機為主要的構(gòu)成環(huán)節(jié)，其中存在的主要差異是催化裂化燒焦的反映工作流程，為了有效恢復(fù)催化劑的整體活性，燃燒系統(tǒng)當(dāng)中所燃燒的物質(zhì)，通常情況下不是常見的燃料類型，而是附著在催化劑表層的焦炭物質(zhì)。除此之外，再生煙氣是煉油工藝當(dāng)中的一個重要的產(chǎn)物，經(jīng)常會企業(yè)帶催化劑、粉塵對整個煙機汽輪機的能量回收以及投資有著非常嚴(yán)重的影響。煙氣輪機的工作功率和煙氣輪機之間的壓力有著一定的關(guān)聯(lián)，同時還和入口區(qū)域當(dāng)中的煙氣溫度之間有著密切的關(guān)聯(lián)，在實際的工作過程當(dāng)中，主風(fēng)壓縮機在低溫條件下，壓縮機的功率消耗相對較小，通常都是通過煙氣輪機的膨脹來進行做工，而在因汽輪機的膨脹過程中，不但回收了煙氣內(nèi)部的壓力，同時還可以將煙氣當(dāng)中部分的熱能有效轉(zhuǎn)化為做功，在煙氣輪機的工作過程中，有效考慮到了煙氣輪機的實際工作效率、設(shè)備以及系統(tǒng)的壓降要求，在整個設(shè)計回收功率上，通常情況下保持在0.7～1.5之間。

2.節(jié)能和效益問題分析與估算

運用煙氣輪機回收動能，屬于一個非常重要的節(jié)能技術(shù)通過對該項技術(shù)，有效應(yīng)用可以充分達到煙氣輪機的節(jié)能工作效果，也是煉油廠項目決策的重要工作依據(jù)，煙氣輪機的節(jié)能工作效果主要表現(xiàn)在主風(fēng)機的電能消耗或者是節(jié)能效益方面，在此過程當(dāng)中需要充分注意到因為采用煙氣輪機之后，整個再生煙氣的溫度有著明顯的下降，使得整個熱能的回收量不斷減少。除此之外，還有煙氣輪機的系統(tǒng)消耗問題等。在理想狀態(tài)下的膨脹功能當(dāng)中，煙氣輪機當(dāng)中的做功功率損失問題，主要是因為散熱系統(tǒng)內(nèi)部的煙氣出現(xiàn)了大量泄露，由此可以看出，引起輪機的膨脹做功率沒有充分考慮到設(shè)備和管線的散熱問題，這樣造成了蒸汽量降低。對于投入使用的煙氣輪機來講，可以直接將煙氣的溫度估算素質(zhì)來加以明確，但是充分考慮到了煙氣輪機的禁煙量大小變化，在煙氣輪機本身所需要消耗的水電以及蒸汽等，都需要保證整個煙氣進口溫度的高低，但是不能防止二次燃燒過程當(dāng)中的蒸汽排放量。除此之外，針對一些大型的催化裂化裝置來講，通過裝置系統(tǒng)內(nèi)部的有效改造，有效提高了整個再生系統(tǒng)的操作壓力，主風(fēng)機的功耗也有著明顯的提升，在節(jié)能和計算過程當(dāng)中需要進行有效的扣除。當(dāng)然在提高了再生壓力之后，因為煙氣輪機的整體高度超過了主體，風(fēng)的溫度大小因汽輪機的膨脹做功超過了主風(fēng)機的功耗，因此必須要將該部分的能耗進行充分的計算。

3煙氣輪機能量回收系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟評價

基于階段我國社會經(jīng)濟市場的發(fā)展?fàn)顩r來進行分析和評判，一個階段項目必須要充分滿足技能和工程上的可行性基礎(chǔ)之下，重點觀察整個煙氣輪機工作的經(jīng)濟性條件，是否可以為整個企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟價值，因其能量回收系統(tǒng)的研發(fā)，在最近幾年的發(fā)展過程中有著明顯的上升趨勢，除了自控系統(tǒng)的不斷發(fā)展之外，在原料的價格以及物價方面的因素影響也至關(guān)重要，尤其是針對先進設(shè)備的引進以及整體的物資投入量上相對較大，因此在采用冰淇淋機回收項目過程中，對整個聯(lián)系人的系統(tǒng)來進行有效的經(jīng)濟性評測就顯得尤為重要。在煙氣輪機系統(tǒng)的投資過程中，重點包含了煙氣輪機、旋風(fēng)分離器高壓控制系統(tǒng)以及高壓管線等相關(guān)配套設(shè)施，其中除了一次性投資之外還需要充分考慮到設(shè)備在使用過程當(dāng)中的一些維修性費用，預(yù)見性費用以及專項技術(shù)費用等，煙氣輪機在回收工作完成之后，余熱鍋爐的整體投資量上相對有所減少，并且影響不是非常明顯，當(dāng)對煙氣輪機進行一次性投資之后，煙氣輪機的整體使用周期就成為了經(jīng)濟控制工作當(dāng)中的重要工作要素。

4提高煙氣輪機的負荷率對回收功的影響分析

效率較高的煙氣汽輪機組在實際的工作過程當(dāng)中，并不能完全處于一種高效化的運行工作狀態(tài)，其中存在一些高效率的單機組所構(gòu)成的煙氣輪機，在裝置的運行和工作過程中，整個設(shè)計值不能超過5000，其中主要原因在于煙氣輪機經(jīng)常處于一種低負荷的運行工作狀態(tài)下，直接影響到了整個煙氣輪機的節(jié)能工作效果，分析煙氣輪機運行工作當(dāng)中負荷較低的影響因素，主要分為以下幾個方面：第一，在充分考慮到整個石化單位的長遠發(fā)展角度，裝置實際生產(chǎn)加工料低于設(shè)計加工料，也就是在裝置低負荷的運行過程當(dāng)中所產(chǎn)生的煙氣變化量。第二，實際工作當(dāng)中產(chǎn)生的成交率和設(shè)計的成交率之間存在一定的差異，通常情況下表現(xiàn)出外加工的原料性質(zhì)和實際加工材料性質(zhì)之間存在一定的偏差；第三，在操作參數(shù)方面如果煙氣當(dāng)中的一氧化碳含量以及過剩的氧濃度之間存在明顯的變化都會直接影響到煙氣量的變化，進而造成的煙氣人機整體負荷產(chǎn)生明顯的波動，因汽輪機的選用偏大會直接造成煙氣輪機整體的低負荷運轉(zhuǎn)效率偏低。

5.結(jié)束語：

針對使用旁路雙滑動控制閥，煙氣量通常情況下不會全部經(jīng)過煙氣的輪機系統(tǒng)，在操作過程中需要將煙氣發(fā)保持一定的開度，同時需要控制設(shè)備兩邊的壓力大小，以此來保證整個汽輪機節(jié)能的效果。

參考文獻：

[1]周旭.140萬噸/年催化裂化裝置的煙氣輪機節(jié)能改造關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華東理工大學(xué)，2016.

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