常減壓裝置節能降耗運行分析

夏洪亮（江蘇新海石化有限公司）

常減壓裝置節能降耗運行分析

夏洪亮（江蘇新海石化有限公司）

通過分析江蘇新海石化有限公司常減壓裝置綜合能耗的組成及各單項能耗占綜合能耗的百分比與加工量的關系，得出燃料消耗時影響裝置能耗的重點。針對節約燃料采取加熱爐改造、檢修、加強管理的措施；針對節約蒸汽采取控制減頂抽真空蒸汽、提高常二中發汽量的措施；針對節約水、電采取用水替代、高負荷運行、減頂抽真空器冷后溫度控制、側線產品冷后溫度控制的措施，使裝置能耗從檢修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t。

常減壓；綜合能耗；節能

1　裝置能耗分析

新海石化2.5 Mt/a常減壓裝置由海工英派爾公司承擔主體設計。設計采用閃蒸塔、常壓塔、汽提塔、減壓塔流程。裝置原設計原料為380#燃料油和塔里木原油，設計綜合能耗為508.50 MJ/t。

自2015年開展裝置對標活動以來，針對常減壓裝置高能耗問題開展了研究，提出要降低綜合能耗，實現裝置效益最大化。常減壓裝置于2015年8—9月進行檢修和部分改造，10月份檢修完成后節能效果明顯。2013—2015年常減壓裝置綜合能耗的數據見表1。

表1　能耗統計

裝置能耗主要包括燃料（燃料油和燃料氣）、蒸汽、循環水、電、除氧水等。從表1可以導出各能耗介質占綜合能耗的百分比，見表2。從表2對比2013年度與2014年度數據可以得知：

1）年度電、循環水單耗占總能耗百分比與加工量成反比關系，即加工量越大，電、循環水的能耗占比越小，說明電和水的綜合能耗優化主要與加工量有關系，對于裝置綜合能耗影響不是重點因素。

2）蒸汽單耗占總能耗的百分比與加工量成正比關系，說明在加工量較高的情況下，采取措施降蒸汽單耗是主要的節能手段之一。

3）燃料單耗占總能耗的百分比與加工量成正比關系，說明在加工量較高的情況下，采取措施降低燃料單耗是主要的節能手段之一。

表2　不同年份加工量下單項能耗占比

結合表1與表2可見，年度加工量大小即負荷率與綜合能耗成反比關系，即為了降低裝置綜合能耗首先要保證裝置負荷率，裝置負荷率低時很難實現節能降耗的目標［1］。

2　節省燃料的措施

常減壓裝置燃料全部用于常壓加熱爐和減壓加熱爐，由于燃料能耗占總能耗的60%以上，因此采取有效措施降低燃料的消耗將對裝置綜合能耗優化起到主要作用。

2.1加熱爐現狀分析

2.5Mt/a常減壓裝置連續運行5年，加熱爐熱效率不斷降低，實際生產中加熱爐運行存在以下問題：煙道、風道結灰結硫嚴重；余熱回收系統堵塞嚴重效率低下，空氣預熱器熱管部分腐蝕泄漏，冷風熱風互串，鼓引風機滿負荷運行，常減壓爐一次風門開啟方能滿足爐內氧含量需求；吹灰系統腐蝕損壞，不能投用；煙道擋板和旁路擋板卡澀無法調節。

2.2加熱爐及附件檢修

根據加熱爐前期運行實際情況，車間組織對加熱爐系統進行全面檢查，包括爐體、煙道、預熱器系統、擋板及風門，并利用檢修對卡澀擋板進行更換，對銹蝕損壞保溫進行拆除更換，減少散熱損失。

2015年8月裝置檢修，對加熱爐空氣預熱系統、吹灰系統進行重點更換檢修，將老舊燃氣主火嘴更換成高效火嘴。

2.3檢修后加熱爐的運行控制及效果

加熱爐經過檢修后投入使用，為降低燃料單耗，裝置采取以下管理措施：優化加熱爐三門一板操作，保證加熱爐高效運行；強化加熱爐氧含量管理，優化控制在2%～3%［2］，提高加熱爐熱效率；加強加熱爐保養，保證設備高效運行；優化常、減壓兩塔操作，降低加熱爐熱負荷；優化換熱網絡，提高進爐溫度，降低燃料消耗；加強進裝置前原料脫水，降低常壓爐熱負荷；減少減三冷油回注，提高減渣抽出溫度，已達到提高原料換熱終溫，降低加熱爐負荷［3］。檢修后對加熱爐余熱回收系統運行情況進行了數據統計見表3。

表3　加熱爐余熱回收系統檢修后運行情況

通過表3數據可以看出，經過檢修后余熱回收系統運行情況得到明顯的改善。兩爐氧含量得到有效控制；排煙溫度降低到160℃左右，熱量回收明顯；加熱爐熱效率較檢修前有較大的提高。

2.4檢修后裝置的節能效益

2015年檢修前累計燃料單耗6.55 kg/t，檢修后10—12月份燃料單耗為5.80 kg/t，2016年計劃加工原料2.5 Mt，按燃料價格為3000元/t計算，則節省燃料消耗增效562.5萬元。

3　節省蒸汽的措施

3.1靈活調整減頂抽真空器閥門開度

減壓塔塔頂采用三級蒸汽抽真空器進行抽真空操作，由于常減壓裝置原料性質變化頻繁，減壓塔頂負荷變化較大，若不能及時調整蒸汽給汽閥門將會在塔頂負荷低時造成能源浪費，同時加大了塔頂酸性污水的產量。車間規定在保證減頂殘壓3 kPa以內的前提下，逐漸關小蒸汽調節閥門開度，降低蒸汽用量。

3.2增加自產蒸汽

常減壓裝置設計了常二中換熱汽包發汽，保證常壓塔熱平衡的前提，盡量將常二中泵滿負荷，提高該泵利用效率的同時提高常二中發汽量，一般加工量300 t/h以上時常二中控制流量不低于60 t/h，發汽量一般不低于4 t/h。

3.3改變傳統防凍凝思路降低冬季用汽量

傳統防凍凝管理即環境溫度在達到既定溫度后就進行裝置全面防凍凝工作，各種伴熱全開，常減壓裝置側線產品密度、凝點、溫度等跨度分布廣，對于伴熱投用不能一概而論。要求班組對減壓側線產品出裝置管線全年停用伴熱，做好相關伴熱線放空排凝工作后只在裝置停工時臨時投用上述管線伴熱。

3.4減頂抽真空器改造

常減壓裝置原設計減頂抽真空為三級蒸汽抽真空器，裝置蒸汽單耗受其影響較大，2015年檢修期間對減頂三級抽真空器進行改造，將第三級抽真空器改成水環真空泵，此改造每小時降低蒸汽耗量1 t左右。

4　節省水電的措施

4.1靈活調整水冷用循環水

要求班組及時根據減頂負荷情況調整循環水用量，根據初步統計數據得知減頂用循環水對常減壓裝置循環水用量影響最為直接，裝置小時耗量可在900～2400 t之間波動，通過調整可使循環水單耗從9 t/t降低至4.5 t/t，冬季最低時達到4.0 t/t以下。

涉及水冷的減二、減三、減渣產品要求班組每班聯系物流罐區落實大罐溫度，盡量提高外送溫度。一般減二、減三線油溫度控制不小于90℃，渣油外送溫度控制不小于170℃，產品多走水冷付線，循環水量摸索調小。

4.2強化管理

強化電脫鹽運行管理，創建電脫鹽及原料運行數據臺賬，要求班組每班進行記錄，將同種原料運行數據進行篩選，擇優作為調整優化目標，逐漸累積數據，逐步降低電脫鹽運行電流；這樣累積記錄可以使班組進行調整時有目的的進行摸索，避免了調整的隨意性，逐漸形成良性循環。

由于裝置原料性質不同，各機泵負荷率變化較大，檢修期間對部分電機進行了變頻改造［4］以適應機泵負荷變化帶來用電浪費；強化班組變頻使用意識是節電的又一關鍵措施，要求班組延長變頻電動機的使用時間，將變頻電動機使用作為常態化管理思路。

5　結論

通過檢修改造，常減壓裝置綜合能耗從檢修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t，綜合能耗降低幅度達到10%以上，節能效果明顯。要進一步實現節能降耗優化運行，應該從以下幾方面開展工作：

1）燃料消耗在綜合能耗中占60%以上，降低綜合能耗首先要從提高加熱爐熱效率著手做工作，降低裝置綜合能耗效果十分明顯。

2）保證原料充足穩定，使裝置全年處于滿負荷狀態，對于降低裝置綜合能耗有著決定性的作用。

3）采用先進的節能改造技術及方案，同時采用先進的管理手段，如低溫熱回收利用、裝置熱聯合技術應用、常減壓裝置操作優化技術AVO等。

［1］劉超.常減壓蒸餾裝置的節能技術及應用［J］.節能技術，2010，18（3）：43-46.

［2］黃榮.5Mt/a常減壓裝置能耗分析及節能措施［J］.石化技術，2011，18（3）：33-35.

［3］谷濤，劉迎春.煉油廠常減壓裝置節能新技術措施［J］.節能技術，2004，22（3）：9-12.

［4］王穎華.原油常減壓裝置節能技術［J］.天然氣與石油，2006，24（3）：59-64.

（編輯王古月）

式中：Q——每年節約能源，kJ；

N——每天的高峰周期數。

可見，有效回收蒸汽管道疏水和換熱設備凝結水，可節約大量能源。以假設1個周期（8 h）的蒸汽疏水量和凝結水量1500 kg為例，每年可節約熱能5.5×108kJ。

3　結束語

蒸汽管道的疏水和換熱設備的凝結水含有較大的熱能，本方案將蓄熱器和蒸汽疏水回收系統合并，能根據工廠對熱水的需求量自動調節熱水溫度，在蒸汽疏水量不能滿足熱水量的需求時，自動補水，采用蒸汽自動加熱，適用于各種規模的用熱單位。

參考文獻：

［1］中國機械工業聯合會.鍋爐房設計規范：GB 50041-2008.［S］.北京：中國計劃出版社，2008：11.

［2］中華人民共和國住房和城鄉建設部.城鎮供熱管網設計規范：CJJ 34—2010［S］.北京：中國建筑出版社，2010：12.

［3］鄭海莼.凝結水回收系統的分析比較［J］.煤氣與熱力，2002，22（3）：285-286.

［4］程祖虞.蒸汽蓄熱器的設計和應用［M］.北京：機械工業出版社，1986：42-47.

收稿日期2016-02-16

（編輯鞏亞清）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.001

2015-11-07

夏洪亮，2007年6月畢業于淮海工學院，從事石油化工生產及工藝技術管理工作，E-mail：15150962980@163.com，地址：江蘇省連云港市贛榆區柘枉臨港產業區，222113。