常减压装置节能降耗运行分析

夏洪亮（江苏新海石化有限公司）

常减压装置节能降耗运行分析

夏洪亮（江苏新海石化有限公司）

通过分析江苏新海石化有限公司常减压装置综合能耗的组成及各单项能耗占综合能耗的百分比与加工量的关系，得出燃料消耗时影响装置能耗的重点。针对节约燃料采取加热炉改造、检修、加强管理的措施；针对节约蒸汽采取控制减顶抽真空蒸汽、提高常二中发汽量的措施；针对节约水、电采取用水替代、高负荷运行、减顶抽真空器冷后温度控制、侧线产品冷后温度控制的措施，使装置能耗从检修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t。

常减压；综合能耗；节能

1　装置能耗分析

新海石化2.5 Mt/a常减压装置由海工英派尔公司承担主体设计。设计采用闪蒸塔、常压塔、汽提塔、减压塔流程。装置原设计原料为380#燃料油和塔里木原油，设计综合能耗为508.50 MJ/t。

自2015年开展装置对标活动以来，针对常减压装置高能耗问题开展了研究，提出要降低综合能耗，实现装置效益最大化。常减压装置于2015年8—9月进行检修和部分改造，10月份检修完成后节能效果明显。2013—2015年常减压装置综合能耗的数据见表1。

表1　能耗统计

装置能耗主要包括燃料（燃料油和燃料气）、蒸汽、循环水、电、除氧水等。从表1可以导出各能耗介质占综合能耗的百分比，见表2。从表2对比2013年度与2014年度数据可以得知：

1）年度电、循环水单耗占总能耗百分比与加工量成反比关系，即加工量越大，电、循环水的能耗占比越小，说明电和水的综合能耗优化主要与加工量有关系，对于装置综合能耗影响不是重点因素。

2）蒸汽单耗占总能耗的百分比与加工量成正比关系，说明在加工量较高的情况下，采取措施降蒸汽单耗是主要的节能手段之一。

3）燃料单耗占总能耗的百分比与加工量成正比关系，说明在加工量较高的情况下，采取措施降低燃料单耗是主要的节能手段之一。

表2　不同年份加工量下单项能耗占比

结合表1与表2可见，年度加工量大小即负荷率与综合能耗成反比关系，即为了降低装置综合能耗首先要保证装置负荷率，装置负荷率低时很难实现节能降耗的目标［1］。

2　节省燃料的措施

常减压装置燃料全部用于常压加热炉和减压加热炉，由于燃料能耗占总能耗的60%以上，因此采取有效措施降低燃料的消耗将对装置综合能耗优化起到主要作用。

2.1加热炉现状分析

2.5Mt/a常减压装置连续运行5年，加热炉热效率不断降低，实际生产中加热炉运行存在以下问题：烟道、风道结灰结硫严重；余热回收系统堵塞严重效率低下，空气预热器热管部分腐蚀泄漏，冷风热风互串，鼓引风机满负荷运行，常减压炉一次风门开启方能满足炉内氧含量需求；吹灰系统腐蚀损坏，不能投用；烟道挡板和旁路挡板卡涩无法调节。

2.2加热炉及附件检修

根据加热炉前期运行实际情况，车间组织对加热炉系统进行全面检查，包括炉体、烟道、预热器系统、挡板及风门，并利用检修对卡涩挡板进行更换，对锈蚀损坏保温进行拆除更换，减少散热损失。

2015年8月装置检修，对加热炉空气预热系统、吹灰系统进行重点更换检修，将老旧燃气主火嘴更换成高效火嘴。

2.3检修后加热炉的运行控制及效果

加热炉经过检修后投入使用，为降低燃料单耗，装置采取以下管理措施：优化加热炉三门一板操作，保证加热炉高效运行；强化加热炉氧含量管理，优化控制在2%～3%［2］，提高加热炉热效率；加强加热炉保养，保证设备高效运行；优化常、减压两塔操作，降低加热炉热负荷；优化换热网络，提高进炉温度，降低燃料消耗；加强进装置前原料脱水，降低常压炉热负荷；减少减三冷油回注，提高减渣抽出温度，已达到提高原料换热终温，降低加热炉负荷［3］。检修后对加热炉余热回收系统运行情况进行了数据统计见表3。

表3　加热炉余热回收系统检修后运行情况

通过表3数据可以看出，经过检修后余热回收系统运行情况得到明显的改善。两炉氧含量得到有效控制；排烟温度降低到160℃左右，热量回收明显；加热炉热效率较检修前有较大的提高。

2.4检修后装置的节能效益

2015年检修前累计燃料单耗6.55 kg/t，检修后10—12月份燃料单耗为5.80 kg/t，2016年计划加工原料2.5 Mt，按燃料价格为3000元/t计算，则节省燃料消耗增效562.5万元。

3　节省蒸汽的措施

3.1灵活调整减顶抽真空器阀门开度

减压塔塔顶采用三级蒸汽抽真空器进行抽真空操作，由于常减压装置原料性质变化频繁，减压塔顶负荷变化较大，若不能及时调整蒸汽给汽阀门将会在塔顶负荷低时造成能源浪费，同时加大了塔顶酸性污水的产量。车间规定在保证减顶残压3 kPa以内的前提下，逐渐关小蒸汽调节阀门开度，降低蒸汽用量。

3.2增加自产蒸汽

常减压装置设计了常二中换热汽包发汽，保证常压塔热平衡的前提，尽量将常二中泵满负荷，提高该泵利用效率的同时提高常二中发汽量，一般加工量300 t/h以上时常二中控制流量不低于60 t/h，发汽量一般不低于4 t/h。

3.3改变传统防冻凝思路降低冬季用汽量

传统防冻凝管理即环境温度在达到既定温度后就进行装置全面防冻凝工作，各种伴热全开，常减压装置侧线产品密度、凝点、温度等跨度分布广，对于伴热投用不能一概而论。要求班组对减压侧线产品出装置管线全年停用伴热，做好相关伴热线放空排凝工作后只在装置停工时临时投用上述管线伴热。

3.4减顶抽真空器改造

常减压装置原设计减顶抽真空为三级蒸汽抽真空器，装置蒸汽单耗受其影响较大，2015年检修期间对减顶三级抽真空器进行改造，将第三级抽真空器改成水环真空泵，此改造每小时降低蒸汽耗量1 t左右。

4　节省水电的措施

4.1灵活调整水冷用循环水

要求班组及时根据减顶负荷情况调整循环水用量，根据初步统计数据得知减顶用循环水对常减压装置循环水用量影响最为直接，装置小时耗量可在900～2400 t之间波动，通过调整可使循环水单耗从9 t/t降低至4.5 t/t，冬季最低时达到4.0 t/t以下。

涉及水冷的减二、减三、减渣产品要求班组每班联系物流罐区落实大罐温度，尽量提高外送温度。一般减二、减三线油温度控制不小于90℃，渣油外送温度控制不小于170℃，产品多走水冷付线，循环水量摸索调小。

4.2强化管理

强化电脱盐运行管理，创建电脱盐及原料运行数据台账，要求班组每班进行记录，将同种原料运行数据进行筛选，择优作为调整优化目标，逐渐累积数据，逐步降低电脱盐运行电流；这样累积记录可以使班组进行调整时有目的的进行摸索，避免了调整的随意性，逐渐形成良性循环。

由于装置原料性质不同，各机泵负荷率变化较大，检修期间对部分电机进行了变频改造［4］以适应机泵负荷变化带来用电浪费；强化班组变频使用意识是节电的又一关键措施，要求班组延长变频电动机的使用时间，将变频电动机使用作为常态化管理思路。

5　结论

通过检修改造，常减压装置综合能耗从检修前的430.17 MJ/t降低至383.40 MJ/t，综合能耗降低幅度达到10%以上，节能效果明显。要进一步实现节能降耗优化运行，应该从以下几方面开展工作：

1）燃料消耗在综合能耗中占60%以上，降低综合能耗首先要从提高加热炉热效率着手做工作，降低装置综合能耗效果十分明显。

2）保证原料充足稳定，使装置全年处于满负荷状态，对于降低装置综合能耗有着决定性的作用。

3）采用先进的节能改造技术及方案，同时采用先进的管理手段，如低温热回收利用、装置热联合技术应用、常减压装置操作优化技术AVO等。

［1］刘超.常减压蒸馏装置的节能技术及应用［J］.节能技术，2010，18（3）：43-46.

［2］黄荣.5Mt/a常减压装置能耗分析及节能措施［J］.石化技术，2011，18（3）：33-35.

［3］谷涛，刘迎春.炼油厂常减压装置节能新技术措施［J］.节能技术，2004，22（3）：9-12.

［4］王颖华.原油常减压装置节能技术［J］.天然气与石油，2006，24（3）：59-64.

（编辑王古月）

式中：Q——每年节约能源，kJ；

N——每天的高峰周期数。

可见，有效回收蒸汽管道疏水和换热设备凝结水，可节约大量能源。以假设1个周期（8 h）的蒸汽疏水量和凝结水量1500 kg为例，每年可节约热能5.5×108kJ。

3　结束语

蒸汽管道的疏水和换热设备的凝结水含有较大的热能，本方案将蓄热器和蒸汽疏水回收系统合并，能根据工厂对热水的需求量自动调节热水温度，在蒸汽疏水量不能满足热水量的需求时，自动补水，采用蒸汽自动加热，适用于各种规模的用热单位。

参考文献：

［1］中国机械工业联合会.锅炉房设计规范：GB 50041-2008.［S］.北京：中国计划出版社，2008：11.

［2］中华人民共和国住房和城乡建设部.城镇供热管网设计规范：CJJ 34—2010［S］.北京：中国建筑出版社，2010：12.

［3］郑海莼.凝结水回收系统的分析比较［J］.煤气与热力，2002，22（3）：285-286.

［4］程祖虞.蒸汽蓄热器的设计和应用［M］.北京：机械工业出版社，1986：42-47.

收稿日期2016-02-16

（编辑巩亚清）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.001

2015-11-07

夏洪亮，2007年6月毕业于淮海工学院，从事石油化工生产及工艺技术管理工作，E-mail：15150962980@163.com，地址：江苏省连云港市赣榆区柘枉临港产业区，222113。