加氫處理裝置三項節能改造效果總結

王武海 鄭海 侯春健

摘 要：比較了某煉廠加氫處理裝置的能耗，該裝置能耗較低。該裝置檢修時，一臺往復壓縮機上裝備了Hydrocom氣量無級調節控制系統、用0.45 MPa蒸汽替代1.0 MPa蒸汽做伴熱和高壓貧胺液增壓泵轉子改造，該文對三項技術改造做了改造前分析與改造后的效果核算，得出三項改造很成功，從而為同類加氫裝置節能改造提供經驗和途徑。

關鍵詞：加氫處理 能耗 節能 改造

中圖分類號：TE626.24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（b）-0063-02

近10年，國內新建投產煉廠超過10家，新建煉廠或裝置的能耗均較低，相互之間效益競爭更加激烈。而節能改造也是追求效益的一個方面。國內某新建10.0 Mt/a煉廠，其中3.2 Mt/a加氫處理裝置是其核心裝置之一。該裝置在運行近兩年的生產實踐和經驗的基礎上，對裝置進行了三項節能改造，該文對改造原因和效果分析如下。

1 裝置能耗

中石化發布的行業標準《煉油廠能耗計算與評價方法》（2003年版）中，加氫處理裝置的能耗定額為921.10 MJ/t。該裝置設計和標定能耗分別是626.35 MJ/t和389.99 MJ/t。

2 裝置改造分析與效果總結

裝置標定能耗比設計和行業能耗定額低很多，操作上再降低能耗的技術難度很大。因此只能進行投資改造，現對該裝置三項技術改造前的狀況做分析并對改造后的效果進行核算。

2.1 在往復壓縮機上裝備氣量無級調節控制系統

2.1.1 改造前分析

新氫經過壓縮機（新氫機）增壓后分為兩路，一部分去反應系統作為反應消耗的氫氣，多余的氫氣則由三返一閥返回到氫氣管網。3臺往復壓縮機設計是一備兩開。該裝置受全廠影響，實際負荷在80%；原料設計硫含量3.19%，實際硫含量2.7%；單臺往復機設計流量30 300 m3/h，而裝置實際補充氫量在34 000～48 500 m3/h。這些因素都影響壓縮機工作效率，實際補充氫量僅為兩臺壓縮機額定負荷的56%～80%，而兩臺壓縮機在原控制系統下不得不在100%負荷下運行，多余的氫氣通過壓縮機三返一閥返回至氫氣管網，造成能耗大量浪費。

2.1.2 改造方案和投資

決定在一臺壓縮機上裝備無級調節壓力控制系統（Hydrocom），這種系統是專門為往復壓縮機開發的液壓式氣量調節系統，根據裝置所需補充氫量，由控制系統發出指令，通過液壓傳動來控制進氣閥的開啟與關閉時間，實現壓縮機排氣量的0～100%范圍內調節[1]，這種控制系統工作是“回流省功”原理，其調節方法的優點是壓縮機的指示功消耗與實際容積流量成正比。一套無級調節壓力控制系統改造費用合計300萬元人民幣。

2.1.3 實際改造效果

在該系統投用后，對壓縮機K-101A電流進行了5次記錄，并和以往電流數據比較，節省電流如表1所示，壓縮機額定電壓是6 000 V。實際節約軸功率：△P=U×△I平=6 000×74.2=631.2 kW，以此節約軸功率核算回收周期，1年按360天核算，年節約電能為445.2 kW·h；按照每度電0.6元核算，年節約電費約267.12萬元，則回收周期約為13.5個月。改造后，可根據需要補充氫氣量，壓縮機出口壓力也很穩定，滿足生產需求。

2.2 改用0.45 MPa蒸汽作伴熱

2.2.1 改造前狀況

該裝置中凝點最高的介質為蠟油組份，相關介質在裝置內操作的最低溫度見表2。裝置改造前采用的是1.0 MPa蒸汽進行伴熱。

從表2中可看出：（1）采用1.0 MPa蒸汽進行伴熱，其溫度240 ℃，遠高于伴熱介質操作的最低溫度；（2）伴熱蒸汽溫度高，一方面蒸汽對伴熱管線腐蝕加劇，另一方面高品位熱源熱損失大，無形中增加了裝置的操作維護費用；（3）1.0 MPa蒸汽溫度高，伴熱時會使一些儀表測量值波動大，影響裝置操作；（4）0.45 MPa蒸汽溫度可以滿足裝置蠟油介質伴熱需要。而該公司1.0 MPa蒸汽量不足，0.45 MPa蒸汽經常放空。在4～9月時，將不需要伴熱的管線，停其伴熱蒸汽，且不影響裝置的正常生產，1.0 MPa蒸汽消耗量平均為2.5 t/h。10月至第二年3月，按照冬季防凍防凝措施投用一些伴熱，1.0 MPa蒸汽消耗平均為4.5 t/h。

2.2.2 改造方案和投資

針對上述情況，裝置利用檢修時期，將原1.0 MPa蒸汽伴熱管線走0.45 MPa蒸汽，裝置自產0.45 MPa蒸汽，這樣改造難度相對要小，投資小。改造增加了1臺凝結水罐和2臺凝結水增壓泵，伴熱凝結水通過增壓泵增壓后回收。改造費用合計60萬元人民幣。

2.2.3 實際改造效果

用0.45 MPa蒸汽改造作伴熱在8月完成，9月正式投用，對9～11月統計的蒸汽月平均消耗分別是2.3、3.9、4.3 t/h，1.0 MPa蒸汽、0.45 MPa蒸汽、電和凝結水的能耗指標分別見表3。

0.45 MPa蒸汽消耗量以9月數據作為4～9月蒸汽消耗核算； 10～11月平均消耗作為10月至第二年3月蒸汽平均消耗核算，1年按360天核算。從表3中采取數據，則改造前后蒸汽節省熱量：△Q=△Q1.0-△Q0.45=10856678400 kJ/t；則年節省蒸汽熱量換算成節省電量：W電=△Q÷Q電=996940.2 kW·h；每度電按0.6元核算，年節省費用598 164.1元；則回收周期為11.9個月。改造后，使用0.45 MPa蒸汽作伴熱能滿足生產要求。雖消耗0.45 MPa蒸汽未取全年數據，但以9～11月數據核算，足以說明改造是成功的。

2.3 高壓貧胺液增壓泵的轉子改造

2.3.1 改造前狀況

受全廠影響，裝置負荷在80%；原料設計硫含量3.19%，實際硫含量2.7%；高壓貧胺液泵額定流量402 m3/h，裝置設計胺液流量387 m3/h，標定胺液量181 m3/h，而泵出口流量閥開度為19%。通過閥限量，能量白白消耗于閥門的節流上，另外泵一直在低流量長期運行，對泵的機械密封和使用壽命也不利。

2.3.2 改造方案和投資

將泵設計額定流量從402.7 t/h降到200 t/h。可對轉子的部分尺寸進行改動，可以達到降低泵出口流量的目的。通過改變葉輪流道寬度，葉輪外徑不變，其他參數也基本不變，就可以達到改造目的[2]。對高壓貧胺液增壓泵出口最小流量調節閥進行整體更換，泵出口總管調節閥更換了內件，對泵轉子進行改造，兩臺泵改造費用合計165萬元人民幣。

2.3.3 實際改造效果

高壓貧胺液泵投用后，對高壓貧胺液泵電流進行了5次記錄，并和以往電流數據比較，節省電流見表4，高壓貧胺液泵額定電壓是6 000 V。改造后實際節約軸功率（△P）：△P=U×△I平=6000×31.8=190.8 kW，如以此節約軸功率核算回收周期，1年按360天核算，全年節約電能為68 688 kW·h；按照每度電0.6元核算，年節約電費約98.9萬元，則回收周期約為20個月。改造后，泵的出口壓力和流量都能滿足滿負荷生產需求。

3 結語

加氫處理裝置實施的三項節能改造，通過實際改造效果核算，節能效果均不錯，且三項改造實際投資回收周期均較短。經過一段時間的生產實踐，均能滿足生產需求。這三項節能改造的成功，值得相關煉油廠同類裝置的借鑒。

參考文獻

[1] 唐匯云.HydroCOM系統在加氫增壓機上的應用[J].工程設計與機械設備，2006（6）：763-771.

[2] 何文豐，李海明.加氫裂化高壓泵的節能技術改造[J].工程設計與機械設備，2006（6）：711-714.