科技創新拓節能新路

□ 本刊記者宋玉春 王 賓 黃敏清 通訊員 李 娜 李 穎 夏仕美 張 洋 陳莉茵

科技創新拓節能新路

□ 本刊記者宋玉春 王 賓 黃敏清 通訊員 李 娜 李 穎 夏仕美 張 洋 陳莉茵

中國石化大力推進科技進步和技術創新，并將此作為推進企業節能降耗再上新臺階的重要支撐。

江蘇油田邵伯接轉站采用太陽能和天然氣聯合供熱。王慶輝 攝

先進的工藝和裝備不僅能有效提高生產效率和產品質量，在節能減排上也發揮著核心作用。中國石化不斷加大技術研發投入，將科學作為環境保護的抓手，把技術作為節能降耗的支撐，使科技創新在綠色發展中發揮重要作用。

科技創新驅動能效倍增

“十二五”期間，中國石化大力推廣成熟適用節能新技術，通過召開集團公司技術交流會，交流系統內節能技術及應用案例，搭建信息共享平臺，為科研院所提供節能新技術、新工藝信息發布渠道，為企業節能技術選擇提供信息參考；通過編印下發《集團公司十大節能技術推廣目錄》，促進成熟、適用先進節能技術在更多企業開花結果。茂名石化、鎮海煉化、燕山石化、齊魯石化等25家企業積極采用“十大節能技術”，實施節能技術改造項目68個，節約標煤6.7萬噸。通過開展節能技術服務，組織工程建設公司、洛陽工程公司和石化盈科等技術團隊和系統節能專家，深入企業交流能量系統全局優化、低溫余熱綜合利用、煉廠氫氣資源優化利用、污水汽提-溶劑再生裝置蒸汽優化等成熟適用節能技術，為企業開展技術服務，共提出節能措施160多項，促進了產學研成果的轉化。

與此同時，中國石化尊重基層的首創精神，倡導和推進基層管理創新實踐，積極探索節能降耗的新方法、新途徑和新模式。積極開展全廠能量系統優化工作。在裝置內，采用新的工藝技術、新的催化劑、新的分餾塔內件等，減少反應過程、分餾過程總的能源需求，從根本上減少裝置的能源使用量。在裝置和裝置間，采用夾點技術，優化裝置換熱網絡及熱聯合，提高換熱效率和熱聯合直供比例，減少低溫位熱量的產生；樹立低溫熱大系統優化的理念，優化熱源熱阱的匹配，做到高質高用、低質低用。在此基礎上，進行全廠能量系統整體優化，優化總加工流程，減少工藝用能；優化匹配公用工程系統，優化配備燃料、氫氣和蒸汽，最大限度降低系統能耗；優化能量回收環節，采用有機朗肯循環發電、液力透平等技術，回收系統內低溫熱水、乏汽、煙氣等余熱余壓資源，確保對余熱余壓資源綜合利用。“十二五”期間，煉油綜合能耗、乙烯燃動能耗明顯下降。

“十二五”期間，集團公司重點推廣油田采油污水余熱利用技術、油井集中控制供電技術、相變換熱器等成熟適用節能技術，實施522個技術改造項目，節能41.4萬噸標煤，發揮了科技支撐作用。同時，緊跟能源技術革命發展趨勢，統籌用好系統內節能科研力量，研發十大關鍵和共性節能技術，如燃氣輪機-加熱爐聯合發電供熱技術、新型高效分壁蒸餾技術、加熱爐高效燃燒技術和高性能保溫保冷新材料等，不斷提升節能科技創新能力。

“綠色技術”節能降耗

針對傳統石油鉆機以柴油作為動力，能耗高、效率低、噪聲大、污染重等特點，西北油田全面推廣“以電代油”項目，使用清潔能源提高能源產出效率。

利用兩臺1100千瓦交流變頻調速電動機，替代傳統柴油機，并保留兩臺柴油機作為備用切換裝置。這是西北油田電驅改造的內容，也是油田“綠色鉆井”的標準配置。

為了突破電驅改造技術屏障，技術人員利用雙變比變壓器，將網電輸送的10千伏高壓電變為兩股低壓電。其中，660伏電壓為兩臺主電機提供動力，驅動帶絞車、鉆井泵、泥漿泵等主力設備，400伏電壓作為鉆井輔助用電及井隊生活供電。

網電鉆機供電系統采取變電站、柱上開關、箱變保護裝置三級保護分級配置，確保電驅鉆井設備運行安全，避免鉆機運行對電網造成沖擊，同時配備無功補償及諧波抑制裝置確保功率因數達標。這相當于家庭用的穩壓器和保護開關，解除了‘以電代油’的后顧之憂。

“以前打一口井需要800多噸柴油，改為電力驅動后，每口井作業節省費用逾百萬元。”乙方鉆井隊隊長肖程說。西北油田利用網電替代柴油動力，通過對供電線路進行優化改造、調整運行方式、縮短供電半徑等手段，注氣工作全面實現電能替代。截至目前，接入電驅注氣454井次，用電1.18億千瓦時，相當于替代柴油消耗24618.96噸。

為改變大功率天然氣發電機組給小負荷生產設備供電的被動局面，西北油田利用塔里木盆地豐富的光照和風力資源，在AT40井率先建設風光儲離網型電站，電站由12.4千瓦光伏和2千瓦風力發電機組成，將日常太陽能和風能所產生的電能儲存起來，能夠穩定持續給井場生產設備供電。

河南油田下二門余熱利用項目采用蓄能式熱泵系統，利用油田采油污水余熱，通過熱泵提取污水中的熱量，根據峰谷電價政策間歇運行，谷電時段熱泵系統一方面通過摻水換熱器和原油換熱器加熱摻水和原油，另一方面向蓄能罐內充水蓄能，峰電時段熱泵系統停止運行，汲取蓄能罐的熱量持續供熱，油田污水按原流程回注地下，做到“只取熱不取水”。投產以來，每年可為聯合站18.3萬噸原油集輸加熱，為100萬噸采油摻水加熱，給礦區3.5萬平方米供暖，年可節約天然氣約480萬立方米，減排二氧化碳7159噸，節約標煤3675噸。目前，新星公司余熱項目折合熱利用能力為22.7萬GJ/年。

除工業余熱利用外，新星公司作為以地熱開發利用為主的新能源公司，近年來地熱開發利用發展迅速，初步形成具有自身特色的地熱資源評價、鉆井工程技術、地熱尾水回灌及梯級換熱、尾水凈化、采灌結合等配套技術。科學開發利用地熱資源，與河北雄縣合作打造了全國首座“無煙城”。2015年底業務范圍已擴展至北京、陜西、河北、河南、山西等17個省市，擁有地熱井288口，換熱站179座，地熱供暖能力達3000萬平方米，占全國常規地熱供暖的30%，為20余萬個家庭提供供暖服務，年可替代標準煤69萬噸，減排二氧化碳170萬噸。

技術革新破瓶頸

“利用這次大檢修的機會，我們大力推廣新技術新方法的應用，解決了多個節能方面的問題，檢修裝置開工后，全廠能耗可降低約1.27個單位，相當于每個月省下1270噸油。”齊魯石化煉油廠副總工程師朱勝國介紹說。

今年8月30日，該廠抓住近四年來第一次大檢修的機會，大力推進技術應用改造，實現了主要生產裝置的升級改造，為全廠做好節能降耗工作打下了基礎。

檢修前，該廠一直低負荷運行著兩套制氫裝置。經過調研，他們得知一改制單位新上一套制氫裝置，可產生富余氫氣，便登門與其洽談，檢修時新增一條氫氣管線及相關壓控閥、流量計等。這樣，滿負荷運行第二制氫裝置便可滿足全廠氫氣需求，而第一制氫裝置則可停工備用。項目完工后，運行結果與設想完全一致，且可降低能耗1個單位。

蠟油加氫裝置是去年3月新開工的一套裝置。在裝置運行中，技術人員發現，有一臺泵可以停用，只利用兩個塔間的差壓就可以進行介質的傳輸，他們與設計方對接后，雙方均認為可行。最后，改造方案定為加粗裝置硫化氫脫硫塔底泵出入口副線。方案在此次檢修中得以實施，預計每年可節約用電150萬千瓦時。

“在新裝置運行過程中，我們的技術人員細心地觀察分析裝置各項數據，大處著眼，小處著手，芝麻西瓜一起撿，盡最大努力降低裝置的能耗，從而使資源得到合理有效的利用。”蠟油加氫車間主任薛忠華說。

聯合裝置技術人員經過測算，改變換熱器最末端的流程，可以在保證四常裝置正常生產的前提下，提高蠟油加氫裝置原料的溫度，從而為蠟油加氫裝置降低能耗。這一措施也在檢修中順利予以實施。

西北油田首套“全電驅”注氣設備在TK402井實施現場。范明 攝

技術攻關顯成效

廣州石化重油催化裂化裝置原有的煙氣余熱鍋爐系統已經連續運行超過20年。隨著關鍵設備老化，加上后路中壓蒸汽管網壓力提高，舊爐在運行上存在較大的隱患。尤其是裝置新增煙氣脫硫設施后，上游的鍋爐爐膛壓力升高，煙氣容易泄漏，造成鍋爐操作壓力和產汽量都未達到設計值，導致煙氣能量無法完全回收，能源損失較大。

2013年，廣州石化投資5000多萬元對該裝置煙氣余熱回收系統進行技術改造。改造后的鍋爐具有燃料耗量少，爐膛承壓能力高、產汽量大等優點，投產后不僅年增效4000多萬元，而且能保證再生煙氣全部進入下游的煙氣脫硫設施進行凈化處理，年節能達49974噸標煤。

輕催裝置原煙機運行兩三個月就會出現因動葉片、圍帶、靜葉片等催化劑結垢嚴重，導致轉子動不平衡或動靜摩擦，振動值上升，到達高報警值，被迫停機清理，2007年以來，催化煙機共檢修14次，在線除垢（甩劑）16次，不僅無法滿足裝置長周期安全高效運行的要求，也造成較大的能量損失。

為此，廣州石化、石油化工科學研究院、催化劑公司、洛陽工程有限公司和華東理工大學聯合承擔了“催化煙氣輪機結垢原因研究及處理技術開發”項目。2015年12月，依據項目組的研究建議，技術人員在催化裂化裝置停工大修期間，對旋風分離系統進行改造，同時應用新技術更新了煙機。更新改造后的煙機采用13項新技術，改善了煙機的流場，減少了渦流區，有效減緩了煙機的結垢，煙氣溫度較上一周期下降10～15攝氏度。截至今年9月底，煙機改造投用后已經平穩運行8個月，目前煙機運行工況明顯改善，可提升功率1200千瓦/小時。

針對蒸餾三裝置加熱爐煙氣與空氣預熱器換熱效果差，導致排煙溫度高、加熱爐熱效率偏低等問題，廣州石化對加熱爐進行技術改造，在原有熱管換熱段的基礎上，在煙氣側熱管段前增設了空氣擾流子換熱段，在熱管段后增設鑄鐵板低溫換熱段，同時將常壓爐原24臺聲波吹灰器改為激波吹灰器；41臺燃燒器全部更換為氣體燃燒器，并更換了空氣預熱器煙氣側的副線蝶閥。改造后，加熱爐排煙溫度下降50%、加熱爐熱效率大幅提高，裝置燃料單耗較改造前下降34.57%，年節能23048噸標煤。

同時，該裝置還對原設計為三級蒸汽抽真空形式的減壓塔抽真空系統進行技術改造，采用蒸汽噴射和機械抽真空的組合方式，對各級壓縮比重新優化，更換現有蒸汽抽真空器，增加一臺液環真空泵組。改造后的抽真空系統，一級和二級抽真空繼續采用蒸汽作為工作介質，停下三級蒸汽抽真空器，抽真空系統的蒸汽消耗量降低4.21噸/小時，對應減少裝置含硫污水約4噸/小時，裝置總能耗下降0.625千克標油/噸。