全廠低溫熱回收利用系統優化

李正國（中石化洛陽石油工程有限公司 河南洛陽471003）

石油化工、煤化工企業能量消耗巨大且集中，盡管在工藝裝置設計中已進行了充分優化，但仍有大量能量以低溫位熱量的形式被釋放出來。為降低全廠能耗，煉油廠一般都設有低溫熱水系統，主要回收裝置的低溫熱。這些措施為節能降耗，提高企業經濟效益有明顯作用，但普遍存在低溫熱采出不充分，全局不合理的問題等。下面以某煉油廠為例進行說明。

一、低溫熱系統現狀及存在的問題分析

某煉油廠低溫熱用戶主要為預熱催化裂化（FCC）裝置除鹽水和常減壓蒸餾裝置原油及冬季采暖,全年平均使用低溫熱約為2.75GJ/h。存在的主要問題及分析：

(1)氣體分餾裝置使用蒸汽約27t/h，其中5t/h為常減壓蒸餾裝置和焦化裝置所產的0.3MPa蒸汽，其余為1.0MPa蒸汽。但由于氣體分餾裝置中原料加熱、脫乙烷塔重沸器及脫丙烯塔重沸器溫位等熱阱熱負荷大且溫位低（55～65OC），完全可以使用低溫熱，因此氣體分餾裝置熱利用不合理。

（2）使用高溫位的熱源加熱低品位的熱阱。如使用減壓渣油（190～145OC）的熱量加熱55～70OC的采暖水，能級損失大。

（3）罐區所需溫度不高約32～45OC，罐數較多，使用蒸汽加熱，浪費較大。

（4）動力廠化水站新鮮水冬季從常溫加熱到20OC左右，冬季平均使用1.0MPa蒸汽約8t/h。

可以看出，該煉油廠還有許多熱阱可以使用低溫余熱而卻使用蒸汽加熱，存在很大的節能潛力。

二、全廠低溫熱水系統優化

為回收煉油裝置低溫熱，并供氣體分餾裝置、新鮮水、原油罐區加熱、溴化鋰制冷等熱阱利用，根據裝置及熱阱平面布置，擬建立兩座低溫熱水站，既A熱水系統和B熱水系統。

1.A熱水系統

熱源由FCC、1套常減壓、柴油加氫及重整裝置組成，熱阱為氣體分餾裝置、原油罐區組成。

（1）A熱水系統的低溫熱源及用戶

全廠節能優化后，A熱水系統低溫熱熱源裝置分別為常減壓蒸餾、FCC、柴油加氫和連續重整裝置的進出口溫度分別為60/93，60/93,60/90,60/95℃;熱負荷分別0.23，8.29，0.81，1.17 GJ/h，總可用熱量10.51GJ/h。A熱水系統的低溫熱用戶是氣體分餾裝置的原料預熱器、脫乙烷塔重沸器和脫丙烷塔重沸器，其進/出口溫度均是93/70℃，熱負荷分別是0.08,0.81,7.09 GJ/h，另外兩個低溫熱用戶是原油罐區和采暖，原油罐區的進出口溫度分別是70和60℃，熱負荷是0.77 GJ/h；采暖的熱負荷是1.64 GJ/h總熱負荷是10.39 GJ/h。氣體分餾裝置脫乙烷和脫丙烯塔重沸器溫度都很低，完全可用低溫熱來加熱，兩部分需熱負荷7.83GJ/h；原油罐區亦完全可用低溫熱來加熱維持溫度，可利用低溫熱0.76GJ/h，總折合熱量為8.75GJ/h，冬季用于采暖的熱量為1.64GJ/h，低溫熱源熱量可以滿足用戶需求。

（2）A熱水系統回收利用方案

FCC、常減壓、柴油加氫和連續重整裝置與熱阱用戶氣體分餾裝置及原油罐區組成A熱水系統，從熱水站去FCC、常減壓及柴油加氫裝置的熱水溫度為60℃，回水溫度為～93℃，然后去氣體分餾裝置使用，從氣體分餾裝置出來的70℃熱水，部分去原油罐區換熱，溫度降至60℃。

氣體分餾裝置熱水配套系統措施全部實施后，熱水供熱量大于需要熱量，供出熱量能夠滿足氣體分餾裝置及原油罐區加熱的需要，熱水系統不需補充蒸汽。由熱源負荷和用戶需熱量可知，在滿足現有熱阱的情況下，還剩余熱量1.72GJ/h，冬季可用于采暖，非采暖期在熱水站用空冷器冷卻。

2.B熱水系統

熱源由Ⅱ套常減壓和焦化裝置組成，熱用戶為潤滑油罐區、動力站化水車間、焦化裝置溴化鋰制冷。

（1）低溫熱源及用戶

低溫熱源：（1）Ⅱ套常減壓裝置的常壓分餾塔頂油氣、常三線和減四線進口溫度分別是120，100和135℃，冬/夏出口溫度分別是85/90，80/90和80/85℃，冬/夏熱負荷分別是0.31/0.24，0.07/0.04和0.17/0.13GJ/h；（2）延遲焦化裝置的分餾頂油氣和穩定汽油，進口溫度105和100℃，冬/夏出口溫度分別是85/90和80/90℃，冬/夏熱負荷分別是0.61/0.31和0.13/0.07GJ/h。總可用熱量1.30/0.78GJ/h（冬/夏）。

低溫熱用戶是潤滑油罐區（80℃）、焦化裝置溴化鋰制冷和動力廠化水車間（10/18.7℃），熱負荷（冬/夏）分別是0.46/0.30，0/0.49和0.84/0GJ/h，總熱負荷1.30/0.79GJ/h（冬/夏）。

由此可知，潤滑油罐區、溴化鋰制冷及動力廠化水車間加熱新鮮水完全可用低溫熱來代替蒸汽，夏季可利用低溫熱0.79GJ/h，冬季可利用低溫熱1.30GJ/h。

（2）低溫熱回收方案

從熱水站去Ⅱ套常減壓及焦化裝置的熱水溫度為70℃，回水溫度為～90℃，直接去潤滑油罐區加熱、維持罐內溫度、焦化裝置溴化鋰制冷及動力廠化水車間加熱，回水溫度穩定在70℃，如果高于70℃，使用備用甩負荷換熱器冷卻至70℃。然后用泵加壓再去裝置取熱，熱水循環使用。

潤滑油罐區部分熱量由低溫熱來加熱，目前用蒸汽約6t/h，改用熱水系統后，可節約低壓汽2.4t/h；夏季送往焦化裝置作為溴化鋰制冷機組熱源，可節約低壓蒸汽3.4t/h；冬季加熱化水車間新鮮水，節約低壓蒸汽7t/h。

結語

該廠低溫熱水系統優化實施后，平穩運行多年且節能效果顯著，在石油化工、煤化工行業具有較高的推廣價值。