高含硫天然氣凈化裝置用能優化

魏荊輝 張恒偉 葉正勇 李軍強 王麗萍 肖 真 龔茂娣

中原油田普光分公司

高含硫天然氣凈化裝置用能優化

魏荊輝 張恒偉 葉正勇 李軍強 王麗萍 肖 真 龔茂娣

中原油田普光分公司

針對含硫天然氣凈化裝置用能瓶頸提出以下優化方案：原料氣負荷的優化、MDEA溶液循環量的優化、胺液再生重沸器低壓蒸汽用量優化、尾氣焚燒系統能耗優化和空冷器變頻改造。節能措施不僅可采用先進的節能設備或工藝，還可以運用更深層次的技術對過程能量進行系統優化，從整體考慮提高企業的總體用能水平。

天然氣凈化；高含硫；用能分析；優化

1 能耗分析

中原油田普光天然氣凈化廠耗能工質主要包括天然氣、電、新鮮水；循環水、除鹽水、除氧水、中壓蒸汽、低壓蒸汽；克勞斯爐、加氫爐、尾氣焚燒爐、鍋爐；電驅及透平驅動泵，其中包括蒸汽透平、液力透平、壓縮機鼓風機。

由普光天然氣凈化廠的工藝和用能特點可知，目前的節能措施不僅可采用先進的節能設備或工藝，還可以運用更深層次的技術對過程能量進行系統優化，從整體考慮提高企業的總體用能水平。

2 用能優化

凈化裝置的用能瓶頸包括：①產品天然氣質量過剩；②氣液比過大，胺液循環量過剩；③MDEA溶液再生系統有效蒸汽量低；④尾氣焚燒系統能耗過高；⑤蒸汽管網損失嚴重。針對含硫天然氣凈化裝置用能瓶頸提出以下優化方案：

（1）原料氣負荷的優化。原料氣處理氣量接近125 km3/h時能耗值較低，在128 km3/h時裝置的單位綜合能耗最低。初步估算，在原料氣處理氣量達到125 km3/h時，凈化裝置單位綜合能耗可降低約960×10-4MJ/m3。

（2）MDEA溶液循環量的優化。在滿足產品氣和尾氣氣質的情況下，降低MDEA溶液循環量可使能耗有所降低。通過調整MDEA溶液循環量可降低機泵電耗5%，降低胺液再生蒸汽用量5%。

（3）胺液再生重沸器低壓蒸汽用量優化。在脫硫單元凈化氣氣質滿足要求，且貧胺液化驗質量達標的前提下，通過優化低胺液再生重沸器低壓蒸汽用量，可降低胺液再生低壓蒸汽用量6%。

（4）尾氣焚燒系統能耗優化。若尾氣焚燒爐的爐膛溫度由650℃（設計值）降低至638℃時，則可節約燃料氣160m3/h。

（5）蒸汽管網節能潛力較大。目前凈化廠的蒸汽管網存在很嚴重的管網損失，中壓蒸汽平均損失率為10.64%，低壓蒸汽平均損失率為34.04%。針對蒸汽的管網損失，采取的措施主要包括：①減少蒸汽放空；②改進中壓疏水閥的結構，提升感溫元件材質及密封等級，以提高疏水閥性能；③加強對蒸汽系統、保溫系統的巡檢和保養，以降低蒸汽的損失。

（6）空冷器變頻改造，節約電量消耗。實現空冷器電機的連續無級調速，達到軟啟效果。通過減少無功損耗，提高設備的有功功率，減少風機的電耗。由于使用變頻器，風機電機的運行頻率為20～47 Hz，轉速低、轉矩小，提高了設備的安全系數，有利于機組的長期安全運行。

3 結語

（1）聯合裝置用能系統存在優化節能潛力：凈化裝置產品天然氣質量過剩；聯合裝置脫硫單元閃蒸氣量偏大；聯合裝置外供中壓蒸汽量偏低；裝置運行負荷率較低。

（2）聯合裝置的用能特點：工藝總用能中由轉換環節而來的能量并不大，回收循環能和反應供入能較大；能量轉換環節大部分能量供入能量利用環節，轉換輸出能較小。

（3）凈化廠蒸汽格局：以裝置產中壓汽外供、公用工程輸出低壓蒸汽為主，凈化裝置的硫磺單元是全廠中壓蒸汽的生產大戶。

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.069