常減壓裝置節能降耗探討

雷帥 佟彪（中海油（青島）重質油加工工程技術研究中心有限公司， 山東 青島 266555）0）

常減壓裝置節能降耗探討

雷帥 佟彪（中海油（青島）重質油加工工程技術研究中心有限公司， 山東 青島 266555）0）

本文分析了常減壓裝置節能降耗的意義與目前存在的主要問題，并對同類裝置的節能技術改造，節能管理和優化工藝操作等節能的手段和途徑進行了探討。

常減壓蒸餾裝置；節能；降耗；技改

常減壓蒸餾裝置的節能具有以下重要意義：煉油廠加工所消耗的能量占原油加工量的4%～8%，而常減壓蒸餾裝置又是能耗最大的生產裝置，1989年國內煉油廠平均能耗為2.90GJ/t原油，其中常減壓蒸餾裝置能耗為0.536 GJ/t原油，占全廠能耗的18.5%。2001年中國石化常減壓蒸餾裝置平均能耗為0.496GJ/t（不包括不開減壓裝置），最低0.438GJ/t，最高0.686GJ/t。國外先進水平已達0.419GJ/t，與國外常減壓蒸餾裝置相比，我國常減壓蒸餾裝置的能耗依然偏高，具有較大的節能潛力。以年加工5.0Mt原油的常減壓蒸餾裝置為例，若降低能耗77MJ/t，達到國外先進水平，則相當于每年降低燃料油耗量約9150t。由此可見，常減壓蒸餾裝置的節能具有特殊的意義，它不僅給煉油廠帶來良好的經濟效益，而且為能源緊張的我國提供更多的燃料。

1 能耗分析

（1）換熱流程不佳 換熱終溫低，極大地增大了常壓爐的熱負荷，導致燃料消耗增加。裝置運行狀況與設計工況存在較大的差別，現有換熱網絡、加熱爐操作參數遠離設計值。設計換后終溫298℃，實際換后終溫為275℃，這和國內同類裝置相比存在很大差距。國內部分常減壓裝置換熱終溫為296～310℃。另外電脫鹽的脫鹽效果不佳導致脫鹽后原油含鹽含水量較大，換熱器老化，結垢嚴重，傳熱傳質效果差。常壓塔取熱氣液負荷分配不合理，塔頂負荷較大，一中二中負荷較小，這樣造成換熱系統難以在優化條件下運行。

（2）加熱爐熱效率低，燃料消耗大 由于設置的煙氣回收系統換熱面積過小，換熱流程短，導致加熱爐排煙溫度高，過剩空氣系數偏大；對流室吹灰系統設置不合理，吹灰效果不好；另外常壓爐、減壓爐表面局部溫度高，增大了爐體的散熱損失。

（3）電耗高 由于裝置為科研服務，而且裝置規模小，經常出現原油庫存不夠的情況，所以裝置加工量經常變化。而加工量的變化對電耗影響較大，當加工量不能滿負荷運轉時，電的單耗將隨加工量的下降而升高。

（4）裝置規模小 規模小的裝置加工能耗較高，其原因除了小設備小機泵效率較低外，主要是散熱損失大。粗略計算一個年處理能力為50萬噸的常減壓蒸餾裝置，其單位散熱面積一般為年處理能力為250萬噸同類裝置的2.4倍以上。因此規模小的裝置，其“固定能耗”占的比例比規模大的裝置大，這是小型煉油廠在技術經濟上的致命弱點。

（5）蒸汽消耗量較大 由于減壓系統采用的是蒸汽抽真空系統，蒸汽抽真空工作效率低，蒸汽抽真空能耗占裝置總能耗20%。

（6）高溫部位散熱損失大 檢修后的高溫部位保溫未及時恢復，或者一些地方的保溫設施被破壞未及時更換，導致高溫設備表面散熱損失（如爐體，塔體，高溫轉油線，閥門，機泵大蓋）大。

2 節能措施探討

（1）進行技術改造

①換熱流程的改造：利用夾點技術分析換熱網絡，找出換熱網絡能量回收中的瓶頸因素，對閃底油換熱流程進行改造，通過深化部分物流換熱程度和調整現有物流的換熱次序，盡可能提高原油換熱終溫，最終使換熱終溫從275℃提高到295℃，可以極大地減少了燃料的消耗，并且降低了油品出裝置溫度，減少了循環水的使用量。

②蒸汽抽真空改為機械抽真空：蒸汽抽真空所需要的條件比較苛刻，比如蒸汽壓力，蒸汽溫度，蒸汽量，冷卻水的溫度和流量等都會影響真空度的穩定，否則會對裝置的正常生產產生影響。而羅茨水環抽真空機組最大的優點是能耗較低，約為蒸汽抽真空能耗的1/5左右，并且運行過程中所受的干擾較少，能較好的保證塔頂真空度的穩定。

③對部分負荷變化較大，主要靠調節閥或者出口閥來調節流量的機泵，改造成變頻調速技術調節流量。

④設置常減壓爐的煙氣余熱回收系統，降低排煙溫度，提高入爐空氣的溫度，有效的利用煙氣余熱。設置吹灰效果好的吹灰器，定期吹灰，提高對流傳熱效果，降低壁溫，減少散熱損失。

（2）加強節能管理

①每個班組進行能耗核算制度，發現有超指標的項目，及時分析原因，采取措施補救并對之考核，不達標的與月度獎金掛鉤，引導班組對節能工作的重視。

②定期進行對流室的吹灰工作，設置先進的自動控制系統，加強加熱爐“三門一板”的調節。在降低加熱爐過?？諝庀禂档耐瑫r，保證加熱爐燃料完全燃燒。根據煙氣氧含量情況調節加熱爐總供風量，盡量減少煙氣排放量，減少加熱爐排煙損失。

③及時對跑冒滴漏的蒸汽，風，水，物料進行堵漏或者加盲板處理，對檢修完的設備及時的加上保溫。比如某個機泵特別是高溫的機泵，在機修處理完畢后，機泵的大蓋長時間的裸露在外，一方面很不安全，容易被燙傷，另一方面散熱損失非常大，浪費嚴重，極不利于節能降耗。

④定期對裝置常減壓爐的外壁進行溫度檢測，以觀察外壁溫度是否符合相關的規定。該裝置邀請了工程研究室進行了檢測，結果如下：常減壓爐由熱成像儀檢測對流室外壁溫度數據顯示：對流室外壁平均溫度為81.51℃，雖然符合《一般煉油裝置用火焰加熱爐》SH/T3036-2012加熱爐外壁溫度≯82℃要求，但存在外壁溫度偏高現象。防爆門、看火窗、對流室彎頭箱等因結構原因，局部溫度超過82℃以上。根據檢測結果，對常減壓爐的外壁保溫進行了加固和更換了新的保溫材料，再次檢測外壁平均溫度大約在70℃，有效的減少了加熱爐的散熱損失，節能了寶貴的燃料。

（3）平穩及優化工藝操作

①搞好電脫鹽的操作，保證脫鹽后的原油含鹽含水符合要求，以減少換熱器的結垢結鹽，保證換熱器的傳熱效果，同時也可減少加熱爐的燃料消耗。要是原油帶水嚴重的話，給裝置的正常生產造成沖擊而不得不把產品改進不合格罐，會使得裝置的能耗極大地上升。②搞好平穩操作，提高整個換熱網絡效果。在保證產品質量的前提下，盡量降低塔頂冷回流的取熱比，提高中段回流取熱比，以加強原油的換熱，提高換熱終溫。③搞好物料平衡，保證塔底液位平穩，防止塔底流量大幅的波動，以保證與原油換熱的高溫熱源大致穩定，有利于加熱爐和換熱器的穩定操作和塔底泵的使用壽命。④提高閃蒸塔、常壓塔的拔出率，減少過氣化率，減少常渣中350℃以前的餾分含量，以減少常壓爐減壓爐的燃料消耗量。

3 結語

①通過技術改造，公司的節能降耗工作取得明顯成效，比如通過對換熱網絡的優化項目實施，經過運行測算，達到了預計效果，換熱終溫提高后，節省天然氣約1.48Nm3/t。增加熱量回收20×104kcal/h，循環水平均溫升按10℃計，則節約循環冷卻水0.32t/t。天然氣價格按3.91元/m3，節省資金289萬元，循環水價格按0.4元/m3，節省資金6萬元，全年總計節省生產成本295萬元，為公司的節能降耗發揮了關鍵作用。

②蒸汽抽真空改為機械羅茨水環抽真空機組的經濟效益情況。

蒸汽抽真空消耗蒸汽：1.72×8000=13760噸。

機械抽真空消耗電：

（1.5+11+7.5+55） ×8000=600000kW·h

消耗新鮮水：3×8000=24000噸。

消耗循環水；60×8000=480000噸。

節省蒸汽資金1.72×8000×370=509.12萬元

電費消耗75×8000×0.8=48萬元

節約資金509.12-48=461.12萬元

本項目總投資120萬元。按一年開工8000小時計算，機械抽真空改造后，全年可節省蒸汽1.3760萬噸，抽真空單相噸油加工成本降低10.48元。投用后年節省資金509.12萬元，去除機械抽真空設備耗電費48萬元，全年節省461.12余萬元，3個月就已經收回成本。該項目實施后為公司降低成本，節能減排起到了重要的作用，并被上級公司評為節能減排優秀項目。

［1］唐夢海，胡兆靈.常減壓蒸餾裝置技術問答［J］.中國石化出版社，2015，3.

［2］趙曉鈺.常減壓蒸餾裝置節能探討-以蘭州石化公司煉油廠為例［J］.