催化裂化裝置煙氣輪機節能的問題分析

丁飛

摘要：在石化企業當中催化裂化裝置當中的煙氣輪機，對設備以及煉油廠的節能工作起到了非常重要的影響。本文重點從節能和經濟的角度上來進行了分析和研究，重點針對催化裂化裝置，煙氣氣輪機的相關階段問題展開了分析和論述，以此來有效提高整個催化裂化裝置的經濟性，同時也實現了石化企業良好的經濟效益與社會效益。

關鍵詞：催化裂化；煙氣輪機；節能問題

催化裂化煙氣能量回收設備從正式被投入和使用以來，因汽輪機在煉油廠的催化裂化設備當中的應用效果非常明顯，并且現階段各煉油廠單位對催化裂化煙氣輪機設備的應用程度越來越高。我國在1978年石油二廠正式投入使用第一臺煙氣輪機開始，由于整個國產機組的整體經濟造價相對較低，各個石化單位紛紛開始消防安裝，基本上已經廣泛分布在我國各大中型催化電話設備當中，在整個設備的使用程度以及發展速度上，遠遠超過了國外一些國家。煙氣輪機對裝置以及全場的節能性工作發揮出了至關重要的作用，但是由于兵器輪機機組的整體投資相對較高，因此必須要充分考慮到投資以及節能工作效益之間的關聯，將技術和經濟性之間進行有效的融合，不斷提高整個煉油廠的經濟效益。

1.節能原理與流程分析

催化裂化煙氣輪機在工作過程當中的節能原理和燃氣輪機之間有著一定的類似，內部系統當中主要分為主風機、再生器以及膨脹煙氣輪機為主要的構成環節，其中存在的主要差異是催化裂化燒焦的反映工作流程，為了有效恢復催化劑的整體活性，燃燒系統當中所燃燒的物質，通常情況下不是常見的燃料類型，而是附著在催化劑表層的焦炭物質。除此之外，再生煙氣是煉油工藝當中的一個重要的產物，經常會企業帶催化劑、粉塵對整個煙機汽輪機的能量回收以及投資有著非常嚴重的影響。煙氣輪機的工作功率和煙氣輪機之間的壓力有著一定的關聯，同時還和入口區域當中的煙氣溫度之間有著密切的關聯，在實際的工作過程當中，主風壓縮機在低溫條件下，壓縮機的功率消耗相對較小，通常都是通過煙氣輪機的膨脹來進行做工，而在因汽輪機的膨脹過程中，不但回收了煙氣內部的壓力，同時還可以將煙氣當中部分的熱能有效轉化為做功，在煙氣輪機的工作過程中，有效考慮到了煙氣輪機的實際工作效率、設備以及系統的壓降要求，在整個設計回收功率上，通常情況下保持在0.7～1.5之間。

2.節能和效益問題分析與估算

運用煙氣輪機回收動能，屬于一個非常重要的節能技術通過對該項技術，有效應用可以充分達到煙氣輪機的節能工作效果，也是煉油廠項目決策的重要工作依據，煙氣輪機的節能工作效果主要表現在主風機的電能消耗或者是節能效益方面，在此過程當中需要充分注意到因為采用煙氣輪機之后，整個再生煙氣的溫度有著明顯的下降，使得整個熱能的回收量不斷減少。除此之外，還有煙氣輪機的系統消耗問題等。在理想狀態下的膨脹功能當中，煙氣輪機當中的做功功率損失問題，主要是因為散熱系統內部的煙氣出現了大量泄露，由此可以看出，引起輪機的膨脹做功率沒有充分考慮到設備和管線的散熱問題，這樣造成了蒸汽量降低。對于投入使用的煙氣輪機來講，可以直接將煙氣的溫度估算素質來加以明確，但是充分考慮到了煙氣輪機的禁煙量大小變化，在煙氣輪機本身所需要消耗的水電以及蒸汽等，都需要保證整個煙氣進口溫度的高低，但是不能防止二次燃燒過程當中的蒸汽排放量。除此之外，針對一些大型的催化裂化裝置來講，通過裝置系統內部的有效改造，有效提高了整個再生系統的操作壓力，主風機的功耗也有著明顯的提升，在節能和計算過程當中需要進行有效的扣除。當然在提高了再生壓力之后，因為煙氣輪機的整體高度超過了主體，風的溫度大小因汽輪機的膨脹做功超過了主風機的功耗，因此必須要將該部分的能耗進行充分的計算。

3煙氣輪機能量回收系統的技術經濟評價

基于階段我國社會經濟市場的發展狀況來進行分析和評判，一個階段項目必須要充分滿足技能和工程上的可行性基礎之下，重點觀察整個煙氣輪機工作的經濟性條件，是否可以為整個企業創造出更高的經濟價值，因其能量回收系統的研發，在最近幾年的發展過程中有著明顯的上升趨勢，除了自控系統的不斷發展之外，在原料的價格以及物價方面的因素影響也至關重要，尤其是針對先進設備的引進以及整體的物資投入量上相對較大，因此在采用冰淇淋機回收項目過程中，對整個聯系人的系統來進行有效的經濟性評測就顯得尤為重要。在煙氣輪機系統的投資過程中，重點包含了煙氣輪機、旋風分離器高壓控制系統以及高壓管線等相關配套設施，其中除了一次性投資之外還需要充分考慮到設備在使用過程當中的一些維修性費用，預見性費用以及專項技術費用等，煙氣輪機在回收工作完成之后，余熱鍋爐的整體投資量上相對有所減少，并且影響不是非常明顯，當對煙氣輪機進行一次性投資之后，煙氣輪機的整體使用周期就成為了經濟控制工作當中的重要工作要素。

4提高煙氣輪機的負荷率對回收功的影響分析

效率較高的煙氣汽輪機組在實際的工作過程當中，并不能完全處于一種高效化的運行工作狀態，其中存在一些高效率的單機組所構成的煙氣輪機，在裝置的運行和工作過程中，整個設計值不能超過5000，其中主要原因在于煙氣輪機經常處于一種低負荷的運行工作狀態下，直接影響到了整個煙氣輪機的節能工作效果，分析煙氣輪機運行工作當中負荷較低的影響因素，主要分為以下幾個方面：第一，在充分考慮到整個石化單位的長遠發展角度，裝置實際生產加工料低于設計加工料，也就是在裝置低負荷的運行過程當中所產生的煙氣變化量。第二，實際工作當中產生的成交率和設計的成交率之間存在一定的差異，通常情況下表現出外加工的原料性質和實際加工材料性質之間存在一定的偏差；第三，在操作參數方面如果煙氣當中的一氧化碳含量以及過剩的氧濃度之間存在明顯的變化都會直接影響到煙氣量的變化，進而造成的煙氣人機整體負荷產生明顯的波動，因汽輪機的選用偏大會直接造成煙氣輪機整體的低負荷運轉效率偏低。

5.結束語：

針對使用旁路雙滑動控制閥，煙氣量通常情況下不會全部經過煙氣的輪機系統，在操作過程中需要將煙氣發保持一定的開度，同時需要控制設備兩邊的壓力大小，以此來保證整個汽輪機節能的效果。

參考文獻：

[1]周旭.140萬噸/年催化裂化裝置的煙氣輪機節能改造關鍵技術研究[D].華東理工大學，2016.

[2]李玉超.催化裂化裝置中煙氣輪機長周期運行問題研究[D].北京理工大學，2016.