煉廠低溫余熱回收技術應用分析

魏艷艷，王賢山，王殿明，燕欽國，劉 兵

(正和集團股份有限公司， 山東 東營 257300)

近幾年來，煉油行業能源結構逐步發展為催化裂化和延遲焦化的焦炭、煉廠氣、渣油以及部分煤、電力等多種能源。我國煉油加工設施技術水平與國外先進裝置相比還有相當的差距，就整個煉油能耗來講，噸原油能耗大致高出國外先進煉廠10～20kg標油左右。從煉油裝置來看，催化裂化裝置、延遲焦化裝置等存在著很大的節能潛力。因此，如何降低裝置單耗和能耗總量，節約能源、降低企業成本成為各企業最為緊迫的任務[1-2]。

煉油企業能可以分為能量轉換與傳輸、能量的工藝利用和能量回收三個環節。三個環節之間聯系緊密，必須同時來抓，才能更有效地降低企業能耗。煉油工藝用能包括化學能和電能，其中由燃料產生的化學能占主要部分。煉油企業一般以蒸汽供熱和用蒸汽在汽輪機中作功來提供動力，工藝過程用能絕大部分是熱能[3]。

1 某煉廠催化裂化裝置蒸汽利用狀況

1.1 背景技術及某煉廠具體蒸汽利用現狀

目前，石化行業中的硫磺裝置凝結水回收至其本裝置內部的凝結水罐，汽油加氫裝置的凝結水回收至其本裝置內的凝結水罐，熱量都直接損失。DCC裝置為催化裂化裝置，DCC裝置的溶劑再生單元使用通過1.0MPa蒸汽減溫減壓至0.3MPa的蒸汽，該過程中增加了1.0MPa蒸汽使用量，增加DCC裝置負擔，同時減溫減壓過程把高品質的蒸汽轉換成低品質的蒸汽使用，是能量的高質低用，使企業的生產成本大幅提高。

催化裂化裝置約20米平臺上除氧器一臺，除氧能力為150t/h，進汽壓力1.0MPa，溫度230℃，除氧頭DN80三通管常年外排乏汽壓力0.02 ～0.05MPa，溫度104℃，乏汽量約為2.5t/h，造成極大浪費。正常情況下，通過DN200調節閥給除氧器供脫鹽水約90t/h，溫度為57℃。另外一路凝結水給除氧器補水約60t/h，滿足除氧器正常工作。離除氧器直線距離約50米的地面上，有一臺定連排罐，正常工作時7個汽包往其內排放壓力約為3.3MPa，溫度為250℃的凝結水約6t/h，因水質不好，pH值=10，水就地排到地溝，閃蒸乏汽通過罐頂部DN300管外排，通過計算乏汽量約為2.5t/h，(閃蒸率為43%)，此部分乏汽和高溫凝結水直接排放，造成了一定的熱能浪費。

1.2 現有技術缺陷分析

催化裂化裝置在工藝過程中存在著大量工藝低溫余熱沒有回收利用，以及裝置高品質蒸汽轉化成低品質蒸汽使用，能量的高質低用現象[4-5]。主要表現在以下幾個方面：

(1)該煉廠催化裂化裝置溶劑再生單元使用通過1.0MPa蒸汽減溫減壓至0.3MPa的蒸汽，過程中增加了1.0MPa蒸汽使用量，同時減溫減壓過程把高品質的蒸汽轉換成低品質的蒸汽使用，使部分蒸汽高質低用，提高了裝置能耗和企業生產成本。

(2)裝置余熱鍋爐在運行中配備的除氧器約4t/h乏汽未回收，相當增加低壓蒸汽消耗約2.5t/h。

(3)定排水流量約6t/h,熱能蒸汽凝液直接排入大氣。約110℃的熱凝液排入污水管道，造成水資源浪費。

(4)裝置在使用蒸汽的過程中，由于工藝的原因會產生很多排放的低壓蒸汽，這部分熱能未能獲得合理的利用，造成極大的能源損失及浪費。

2 優化技術方案

2.1 低溫余熱回收

采用催化裂化生產用低溫熱回收再利用系統技術(如圖所示)，在原工藝流程中增設閃蒸罐，閃蒸罐通過低溫熱凝結水管線將硫磺裝置及汽油加氫裝置低溫熱凝結水進行閃蒸處理，然后通過閃蒸罐蒸汽管線將閃蒸蒸汽送至重沸器使用，重沸器的凝結水通過重沸器凝結水管線輸送至溶劑再生單元凝結水系統回收再利用，閃蒸蒸汽替代原1.0MPa蒸汽減溫減壓至0.3MPa的蒸汽，避免蒸汽的高質低用現象，同時減少1.0MPa蒸汽的浪費；同時通過閃蒸罐蒸汽出口的閃蒸罐凝結水管線將處理后的凝結水輸送至除氧器，代替除氧器部分除鹽水，這樣降低了除鹽水站的負荷，減少了水資源的浪費，降低了企業的生產成本。如圖1。

圖1 催化裂化生產用低溫熱回收再利用系統Fig.1 Low temperature heat recovery and reuse system in DCC

2.2 定連排水回收

將DCC裝置汽包定排、連排水約5t/h回收至煙氣脫硫污水池，利用污水池提升泵將水打回脫硫塔底，作為塔底補水用。定排與連排水都進入同一段雨水排放系統，自定排罐處通過DN200閥門將雨水溝封堵，在雨水溝東側走DN200地埋管線將水引入污水池。

2.3 除氧器乏汽回收

定連排的乏汽和凝液進入擴容器后經過閃蒸，凝液靠擴容器底部的離心泵輸送到脫硫裝置的水箱，乏汽和除氧器排出的乏汽管線合并經管線接入乏汽冷卻器裝置，使高溫汽迅速將自身的熱量傳給57℃脫鹽水，使壓力和溫度迅速下降，乏汽冷卻裝置內出現微負壓，這種狀況更有利于高溫水的排放，維護了生產工藝的安全，因此不會對生產工藝(除氧器)產生“憋壓”的危險。

為了保持乏汽冷卻裝置內壓力的穩定,在乏汽冷卻裝置脫鹽水出口管線上安裝了溫度傳感器,當工況發生變化排液量增大時,乏汽冷卻裝置內脫鹽水出口的溫度也會上升,脫鹽水調節閥組件的調節閥開度加大(經乏汽冷卻裝置補充除氧器的脫鹽水量加大)，乏汽冷卻裝置內的產生的負壓增大,使外排的凝液背壓下降,保證凝液的排放暢通。當乏汽冷卻裝置內脫鹽水出口的溫度下降時,調節閥組件的調節閥開度減小(經乏汽冷卻裝置補充除氧器的脫鹽水量減小)，乏汽冷卻裝置內產生的負壓減小,使外排的凝液背壓下降,保證凝液的排放暢通。

乏汽冷卻裝置安裝在除氧器平臺在距地面約20米高的支架平臺上，由原供給除氧器的脫鹽水分支管線將脫鹽水(P=0.6MPa；T=57℃)接入乏汽冷卻裝置，用以冷凝進入乏汽冷卻裝置內的高溫汽，脫鹽水在乏汽冷卻裝置內與高溫汽進行能量交換，溫度降至90℃凝液，經管線流入設置在乏汽冷卻裝置下方的凝結水回收裝置內，再經內置的汽水分離、引流加壓、汽蝕消除等裝置，由液位信號傳給控制柜內的PLC來實現設備自動工作，控制水泵加壓，將冷凝液送到除氧器，并接到原供水調節閥控制點的后端，不受原控制系統影響。如圖2。

圖2 除氧器乏汽回收系統Fig.2 Deaerator exhaust steam recovery system

3 應用效果及收益

3.1 三級標題粘貼在這

通過實施催化裂化生產用低溫熱回收再利用系統技術，低溫熱凝結水進入閃蒸罐，通過閃蒸處理后的蒸汽進入重沸器作為熱源使用，閃蒸罐閃蒸后的凝結水，替代部分除鹽水，作為除氧器的補水，降低了除鹽水裝置負荷。通過低溫熱介質閃蒸的乏汽回收利用，替代一部分高品位的蒸汽，減少蒸汽的高質低用，蒸汽浪費現象，節能降耗。通過乏汽回收利用，減少向大氣排放煙塵和硫化物，凈化廠區環境，實現清潔生產，消除安全隱患，完全消滅了原來在設備上的“白龍”，現場不再有二次蒸汽的排放。不但消除了廠區熱污染，還消除了二次汽排放發出的刺耳噪音和對附近設備的腐蝕，起到了環保的作用。

改造后，降低了凝結水消耗量約4t/h，除氧器4t/h乏汽全部回收，現場無排汽現象，乏汽經過回收裝置后與管網凝結水一同返回除氧器。

以每小時回收4噸左右二次乏汽及凝結水，每噸蒸汽熱量約為60萬大卡，系統按年運行8760小時計算，回收的熱量折合成標煤約為：(4t/h×8760小時×60萬大卡)/7000000大卡=3003噸標煤/年。每噸標煤按400元人民幣算，每年節省的標煤折合人民幣約為120.12萬元。回收的凝結水按成本價7元/噸計算，每年回收的凝結水折合人民幣約為4×7×8760=24.528萬元。

兩項合計，乏汽回收每年可節省人民幣約120.12+24.528=144.648萬元。減去年運行成本后，每年的凈收益:144.648萬元-2.2萬元=142.448萬元。

4 結論

企業采用低溫余熱回收及乏汽回收利用技術，通過一種有效地技術方式，對處理后的蒸汽凝結水進行循環利用，減少熱量的高質低用，降低裝置能耗。在保證原生產裝置穩定、正常運行的情況下，乏汽熱量回收后，乏汽全部變成凝結水排入水箱再處理，實現零排放，有效地解決了現有技術存在的缺陷，且直接經濟收益明顯。