天然氣處理廠供熱系統優化效果評價

景 元，高好潔，朱 珠，馮 維，高 欣，方 丹，趙彥女

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

蒸汽鍋爐是天然氣處理廠生產過程中的重要動力設備，其任務是給甲醇再生塔、管線儲罐伴熱系統以及廠區采暖系統提供蒸汽，以滿足生產需求。因此供熱系統穩定高效運行是決定天然氣處理廠正常生產的重要因素。

1 供熱系統運行現狀

圖1 供熱系統工藝流程圖

某天然氣處理廠采用功率為6 t/h 的蒸汽鍋爐，產生壓力為0.40 MPa～0.52 MPa 的高溫蒸汽，為廠區生產裝置及暖氣系統供熱（見圖1）。換熱后的高溫凝結水與除氧軟化水混合后進入凝結水回收期，由鍋爐上水泵輸送至三臺鍋爐再次利用[1]。

2 運行存在問題及原因分析

2.1 供熱管網長，頻繁出現凍堵現象

該天然氣處理廠蒸汽管網由甲醇再生裝置、生產區采暖系統、生活區采暖系統供熱管線以及管線儲罐伴熱組成，由于蒸汽循環管網長達300 m，伴熱設備多，蒸汽循環路徑長，蒸汽需求量大，鍋爐負荷大，能源浪費較大；同時蒸汽管網末端在冬季頻繁出現凍堵現象，造成蒸汽系統循環不暢，管線損壞等問題，嚴重影響正常生產。

2.2 凝結水回收器內凝結水溫度高

在冬季高峰生產時，為保證甲醇再生裝置及生產區、生活區暖氣供熱需求，必須投用兩臺鍋爐。即使鍋爐持續小火運行，所產生的蒸汽量仍大于生產實際所需蒸汽量，大部分熱量隨著凝結水管路進入回收系統，凝結水回收器進口溫度高達115 ℃。而回收的熱量得不到充分再利用，造成回收器內的凝結水溫度、壓力均大幅升高，凝結水管線頻繁發生水擊現象，且鍋爐上水泵在持續高溫、高壓作用下，氣蝕嚴重，頻繁出現補水停止的現象，對安全生產造成很大的影響[2]。目前主要通過手動排污降低凝結水回收器溫度，這樣就造成了相當大的浪費。

3 優化改造措施

3.1 優化供熱管網，縮短蒸汽循環回路

通過調研油氣田先進供熱系統，分析供熱系統伴熱管線組成后：先后對蒸汽管網進行多次割除優化，割除甲醇管線伴熱、污油管線伴熱等不必要的管線伴熱，停運火炬區、罐區蒸汽管網，優化后蒸汽循環回路僅為之前的四分之一，降低蒸汽消耗量，降低管線腐蝕刺漏頻次，割除伴熱后的設備管線并未出現凍堵情況。

圖2 甲醇再生裝置區蒸汽管線改造流程圖

3.2 改造工藝管線，二次利用高溫凝結水

針對凝結水回收器水溫過高的問題[3-4]，對該天然氣處理廠優化后的各換熱單元實際蒸汽用量及鍋爐負荷進行核查（見表1）。

表1 鍋爐負荷及各單元蒸汽用量核查表

由Q=CM1ΔT1=CM2ΔT2計算分析確定以下改進措施。

3.2.1 改造甲醇再生重沸器凝結水管線 供熱管網通過廢液重沸器和原料水加熱器為甲醇再生裝置提供熱源，蒸汽加熱塔底廢液后產生的凝結水溫度仍然高達100 ℃～120 ℃，可將這部分凝結水再次利用：停用并割除原料加熱器蒸汽管線（圖2 中綠色管線），將重沸器出口高溫凝結水引入原料加熱器加熱原料水二次利用（圖2 中藍色管線），二次換熱后的凝結水溫度降低至50 ℃～60 ℃。

3.2.2 改造生產區供暖管線 重沸器凝結水管線優化后，凝結水管線溫度得到有效降低，但凝結水總管進入凝結水回收器之前溫度仍然高達85 ℃～95 ℃，因此在凝結水進回收器前，將高溫凝結水引入生產區采暖系統進行二次換熱，消耗閃蒸汽，凝結水二次換熱后溫度62 ℃～67 ℃（見圖3、圖4）。

圖3 生產供暖系統改造前工藝流程圖

圖4 生產供暖系統改造后工藝流程

4 運行效果分析

4.1 安全環保性

供熱管網腐蝕、凍堵等故障明顯下降，鍋爐上水泵汽蝕現象消除，減少補水泵故障維修頻次[5]。同時回收凝結水溫度降低，有效減少凝結水管線水擊的強度和頻次，降低了管線運行的安全風險。

4.2 經濟性

［1］ 賀超.鍋爐房凝結水回收節能改造技術經濟性分析［J］.煤氣與熱力，2009，29（9）：5-6.

［2］ 孟磊，徐東.蒸汽凝結水回收工藝中二次蒸汽的利用［J］.遼寧化工，2010，39（11）：1168-1173.

［3］ 楊軍，楊月，王茂延，等.蒸汽凝結水的回收及利用［J］.節能技術，2004，（1）：33-34.

［4］ 單玉林.蒸汽凝結水回收系統中問題的分析［J］.廣州化工，2008，（3）：81-82.

［5］ 盛會青.鍋爐上水流程改進研究和應用探討［J］.現代商貿工業，2011，（6）：282-283.