焦化裝置能耗分析及節能措施的應用

劉敏

摘 要：焦化裝置在正常的運行過程中需要消耗大量的能源，比如電能、水蒸氣、原料油等，在國家大力提倡節能減排的環保理念下，焦化裝置要采取措施來實現裝置節能減排的目的，下文通過分析焦化裝置能耗的基本構成，讓相關人員有一定的了解，然后從燃料、水蒸氣、電能等方面展開了關于節能措施的分析。

關鍵詞：節能措施；應用；焦化裝置；能耗分析

焦化裝置是將渣油經深度熱裂化轉化為氣體和輕、中質餾分油及焦炭的加工工藝，是煉油廠提高輕質油收率和生產石油焦的重要手段。焦化屬于熱脫炭工藝，其中熱裂化反應是強吸熱過程，需要消耗大量的能量較。當前，節能降耗、清潔生產已成為社會廣泛關注的焦點問題，作為能耗較大的焦化裝置，需要想方設法降低生產過程中的能耗，以保證整個裝置運行的經濟性。

一、焦化裝置生產過程中的能耗構成

在煉油企業中，傳統的焦化裝置需要消耗較多的能源和資源，而且整體浪費也比較嚴重，這不僅對周邊的自然環境會產生不利影響，也會影響到我國國民經濟的高速發展。煉油廠焦化裝置的能耗主要包括加熱爐所使用的燃料氣以及燃料油，機泵以及壓縮機所需要消耗的電能、催化和裂化裝置所消耗的焦炭、蒸汽和新鮮水等。這些能耗的具體消耗比例也是不完全相同的。例如燃料能耗的總消耗就高達55%以上，消耗的蒸汽總量大約占總能耗的三成左右，電能的消耗占10%左右。因此，優化工藝條件，改善加熱爐的負荷，提升加熱爐的熱率，是降低燃料能耗的關鍵。同時還應該采取必要措施控制蒸汽、原料、電能等的消耗。

二、焦化裝置的節能措施及優化實踐

（一）優化改造蒸汽系統

一，優化動力蒸汽系統。煉油企業可以依據實際狀況，對動力蒸汽系統進行適當的優化調整，以便充分發揮動力蒸汽系統的作用，降低能源的消耗。例如某煉油企業將低負荷的兩臺鍋爐系統優化調整為一臺鍋爐系統和一臺燃機系統，并處于經濟負荷狀態下，能夠顯著提升動力站的熱效率，進而實現對燃料的有效節約。最終有效降低了該煉油企業的總能耗為0.53-0.89kg標油/t。不過該種優化方式也存在一定的缺點，例如處理故障的余地較小，且容易導致系統出現較大的波動。所以具體優化方法需要結合煉油企業的實際狀況合理確定；二，保溫改造蒸汽管道。由于蒸汽管道內的介質整體溫度較高，極易出現較大的熱損失，為有效降低蒸汽輸送過程中的熱量損失，可適當改進蒸汽管道的保溫措施。

（二）降低燃料能耗

降低燃料能耗要對加熱爐進行系統技術改造。焦化裝置中的加熱爐是采用熱管空氣預熱器對系統進行設計的，加熱爐的溫度和氧氣含量值盡管都在合理的控制范圍內，但是，在加熱過程中由于操作波動問題以及煙氣流量問題等，造成不同程度的熱量損失。因此，我們要根據加熱爐的實際情況，對加熱爐進行技術改造，采用水熱煤余熱回收系統，通過高壓脫氧水實現煙氣和冷空氣兩者之間的熱量交換，從而確保熱管表面的溫度均勻。該系統于2013年6月完成改造，投入使用后的排煙溫度、入爐溫度和熱效率效果比較顯著。下面通過改造前后兩者數據的比較分析，來驗證節能改造后的焦化裝置效果，如表1。

（三）降低水的消耗

焦化裝置在正常的生產過程中會消耗大量的水，比如新鮮水、循環水等，因此需要對裝置采取節水措施：其一，循壞水系統的優化處理。對于循壞水而言，需要依據各個換熱介質的實際溫度具體進行優化控制。比如某煉油廠，通過對循環水系統的優化控制后，換熱器進出口溫差調整為6-7℃，此時可減少水量消耗高達4×104-4.5×104t/h；其二，對于新鮮水而言，若是運用凈化水來進行補水，則需要控制好流量，防止浪費水資源。同時還應該對水中所包含的氯離子進行定期檢查，避免氯離子含量過高而腐蝕除焦設備。

（四）減少電能消耗的措施

焦化裝置運行過程中的主要設備有機泵、塔器及空冷器等。所需的電能通常比較大，例如某焦化裝置100KW的電機有18臺，由此可見，在焦化設備運行過程中，需要消耗大量電能，所以降低電能的消耗也很重要，首先通常要采用優先工藝設備，優化并縮短除焦時間，通過提高焦化裝置的液體收率，來降低焦炭的產率；其次，根據焦炭的硬度變化對加熱爐出口的溫度進行及時的調節，保證溫度的正常；再次，對焦化生產人員加強技術培訓和指導，提高其除焦水平和技能，保證除焦速度的合理性；最后，還要對高壓水泵的啟泵時間進行科學的控制，避免水泵的預充時間過長，對除焦設備進行及時的檢查，避免設備出現不必要的故障問題。

三、結語

綜上所述，對于解決焦化裝置高能耗問題，需要相關人員積極探索合適的節能減排措施。由于焦化裝置能耗主要包含燃料、蒸汽、水和電能等，所以石化企業要明采取必要措施對上述高耗能部分進行優化，最大限度降低能源的消耗，實現焦化裝置節能減排的目的，推動石化企業的可持續發展。

參考文獻：

[1]李金馬，莫力根.煉油焦化裝置能耗分析及節能優化實踐[J].石化技術，2016，03：1.endprint