炼油厂中压蒸汽管网计算机模拟与优化

管婧宇

摘要：炼油厂中压蒸汽管网在生产过程中，由于用户的不断增多，导致中压蒸汽管网的工作效率也在不断增加原有的供应方式已经无法满足用户需求，因此需要对中压蒸汽管网进行不断优化，建立新的用气平衡，然而炼油厂中压蒸汽管网在运行过程中会出现较多的问题，因此需要依靠计算机模拟技术进行中压蒸汽管网的改造优化，才能够有效提高中压蒸汽管网的工作效率。

关键词：炼油厂;中压蒸汽管网;计算机模拟

在炼油厂生产过程中，蒸汽的应用非常广泛，蒸汽主要应用于石油化工生产过程中的动力储运等多个方面，随着炼油厂生产规模的不断扩大，中压蒸汽管网的工作效率无法得到保证，因此需要采取有效措施，对中压蒸汽管网进行优化，才能够有效解决炼油厂的供应关系，依靠计算机模拟技术能够有效提高中压蒸汽管网优化工作的提高。

1中压蒸汽管网的现状及改造的必要性

炼油厂在生产过程中有着非常重要的，然而传统的加工装置在炼油厂运用过程中已经出现工作效率明显不足的现象，尤其是炼油厂的中压蒸汽管网系统，如果得不到充分利用，则有可能导致整个生产效率下降，同时由于过热度偏低存在严重的安全隐患。在实际工作过程中，随着原油加工量的不断增加以及加工深度的提高，炼油厂的规模也一直在不断增加，尤其是中压蒸汽管网的工作效率也需要得到提高，目前炼油厂中压蒸汽管网所存在的主要问题包括以下几个方面：

（1）顶牛现象。由于炼油厂的重油催化裂化装置与热电站地距离较远，导致管道中蒸汽过热度偏低，出现管网带水现象，从而对汽轮机的安全运行造成严重隐患。

（2）管网结构不合理。在实际运行过程中，对于重油催化裂化中所剩余的气体无法得到充分利用，由于重油催化裂化中所产生的蒸汽过热度高，品质较好，可以直接应用于热电站的应用，但是在实际运营过程中，由于管网结构不合理，导致部分的蒸汽出现浪费现象，无法实现直接供给。

（3）不能够满足发展需求。随着炼油厂加氢装置的不断扩大，所需要的蒸汽量也在不断提高，如何保证中压蒸汽管线的安全和科学合理的应用是一项非常重要的研究内容，目前炼油厂所采用的蒸汽压力管线直径较小，沿途中压力损失较大，无法满足加氢装置的日常需求。因此非常有必要对炼油厂的中压蒸汽系统进行改造。

2计算机软件模拟

目前我国炼油厂在生产过程中所利用的软件较多，但是目前我国使用最为广泛的计算机软件为DesignⅡ。该计算机软件是由美国公司开发，比较适用于石油化工领域的各项工艺流程模拟工作。由于该软件系统的结构紧凑，并且基础数据权能够实现人机的良好交互，目前该计算机模拟软件在世界范围内得到了非常广泛的应用。

DesignⅡ计算机模拟软件主要包括管道、混合器、分配器三个计算模块。对于管道的计算模块，主要是通过定義管道的长度、标高、材质、弯头以及其他管件的数量等内容对于管道输送的流量进行确定。混合器和分配器的模块主要是进行定义输入、输出。

在建立中压蒸汽管网计算机模拟系统过程中需要结合现场的实际情况，对炼油厂的管道长度、管道标高、管道材质、管道弯头、环境温度等多个条件的数据收集。并且要了解重油催化裂化装置的空气流量，温度压力等初始条件。来计算管道中所承受的传热条件是否与现场相符。

3优化方案

催化裂化装置主要是利用烟气余热来产生中压蒸汽所产生的蒸汽总量与催化裂化装置的加工量有着直接关系。从动力角度进行分析，催化裂化装置的余热锅炉并不是一个稳定的气源，而炼油厂的热化站则是一个非常稳定的气源，因此企业的动力运行需要依靠热电站来作为主要的动力来源。但是从节能角度进行分析，也要充分利用催化裂化装置，烟气余热所形成的中压蒸汽，从而可以有效降低整个炼油厂的能耗现象。

3.1中压蒸汽总管环线布局

结合相应的计算机模拟结果，可以看出在实际运用过程中需要增加一条中压蒸汽管线，将中压蒸汽管线与催化裂化装置中的管线进行相接，并且将中压蒸汽管线的管径转化为350直径的管道。与合成氨合成气压缩机抽气通过阀门控制，当阀门打开时会形成两个环路，从不同的方向输送中压蒸汽，从而保证整个中压管网的平衡供应。当阀门关闭时可形成多点向中央蒸汽总管供气的格局，减少对抽气管线的影响。

3.2柴油加氢改质装置投用前方案

催化裂化装置在工作过程中，余热锅炉内会产生大量的蒸汽，除去本装置所需要的消耗以外全部送出。利用DesignⅡ计算机模拟软件进行模拟，在保证相应的初始条件下，能够计算出热电站的蒸汽流量和压力。通过模拟结果可以看出催化裂化装置的余热锅炉能够达到最大的产气量，同时在本装置中所需要的气量能够实现最低化的消耗。但是在输送过程中压热中的过热度已经发生偏低现象，已经不能用作其他装置和汽轮机组的发电。

3.3柴油加氢改质装置投用后的运行方案

柴油加氢改质装置投产以后，所使用的中压蒸汽量较多，并且所产生的背压汽也交较多，变压器能够与加氢精制减温减压器的新增专线进行连接，来作为南、北同苯脱蜡以及污水净化装置的专用气源，在该过程中加氢精制减温减压器会处于停机状态。

结合DesignⅡ计算机模拟软件的模拟结果可以看出，重油催化裂化装置的产气量为110t/h，外送的气量可以为50t/h。为保证加氢精制及柴油加氢改质装置的用气量热电站应当外送气量为40t/h，才能够有效保证整个炼油厂生产系统的稳定运行。

4结束语

综上所述，通过对炼油厂中压蒸汽管网的优化能够有效提高中压蒸汽管网的工作效率，并且为炼油厂带来更多的经济效益，利用计算机模拟技术，能够充分了解到中压蒸汽管网在运行过程中所出现的问题，并且能够根据所出现的问题提出相应的改进措施，从而有效增加炼油厂的经济效益和社会效益，为实现炼油厂的可持续化发展奠定基础。

参考文献

[1]施恒展.中压蒸汽管网压力优化效果分析[J].石油石化节能与减排，2014：28-33.

[2]张勇.长岭炼化：完成中压蒸汽管网改造[J].《国企管理》，2016：30-30.

[3]杨丽芳.独山子石化公司蒸汽管网的模拟与优化[J].石化技术与应用，2012：14-17+21.

玉门油田炼油化工总厂动力车间  甘肃省  酒泉市  735200