常减压装置节能降耗探讨

雷帅 佟彪（中海油（青岛）重质油加工工程技术研究中心有限公司， 山东 青岛 266555）0）

常减压装置节能降耗探讨

雷帅 佟彪（中海油（青岛）重质油加工工程技术研究中心有限公司， 山东 青岛 266555）0）

本文分析了常减压装置节能降耗的意义与目前存在的主要问题，并对同类装置的节能技术改造，节能管理和优化工艺操作等节能的手段和途径进行了探讨。

常减压蒸馏装置；节能；降耗；技改

常减压蒸馏装置的节能具有以下重要意义：炼油厂加工所消耗的能量占原油加工量的4%～8%，而常减压蒸馏装置又是能耗最大的生产装置，1989年国内炼油厂平均能耗为2.90GJ/t原油，其中常减压蒸馏装置能耗为0.536 GJ/t原油，占全厂能耗的18.5%。2001年中国石化常减压蒸馏装置平均能耗为0.496GJ/t（不包括不开减压装置），最低0.438GJ/t，最高0.686GJ/t。国外先进水平已达0.419GJ/t，与国外常减压蒸馏装置相比，我国常减压蒸馏装置的能耗依然偏高，具有较大的节能潜力。以年加工5.0Mt原油的常减压蒸馏装置为例，若降低能耗77MJ/t，达到国外先进水平，则相当于每年降低燃料油耗量约9150t。由此可见，常减压蒸馏装置的节能具有特殊的意义，它不仅给炼油厂带来良好的经济效益，而且为能源紧张的我国提供更多的燃料。

1 能耗分析

（1）换热流程不佳 换热终温低，极大地增大了常压炉的热负荷，导致燃料消耗增加。装置运行状况与设计工况存在较大的差别，现有换热网络、加热炉操作参数远离设计值。设计换后终温298℃，实际换后终温为275℃，这和国内同类装置相比存在很大差距。国内部分常减压装置换热终温为296～310℃。另外电脱盐的脱盐效果不佳导致脱盐后原油含盐含水量较大，换热器老化，结垢严重，传热传质效果差。常压塔取热气液负荷分配不合理，塔顶负荷较大，一中二中负荷较小，这样造成换热系统难以在优化条件下运行。

（2）加热炉热效率低，燃料消耗大 由于设置的烟气回收系统换热面积过小，换热流程短，导致加热炉排烟温度高，过剩空气系数偏大；对流室吹灰系统设置不合理，吹灰效果不好；另外常压炉、减压炉表面局部温度高，增大了炉体的散热损失。

（3）电耗高 由于装置为科研服务，而且装置规模小，经常出现原油库存不够的情况，所以装置加工量经常变化。而加工量的变化对电耗影响较大，当加工量不能满负荷运转时，电的单耗将随加工量的下降而升高。

（4）装置规模小 规模小的装置加工能耗较高，其原因除了小设备小机泵效率较低外，主要是散热损失大。粗略计算一个年处理能力为50万吨的常减压蒸馏装置，其单位散热面积一般为年处理能力为250万吨同类装置的2.4倍以上。因此规模小的装置，其“固定能耗”占的比例比规模大的装置大，这是小型炼油厂在技术经济上的致命弱点。

（5）蒸汽消耗量较大 由于减压系统采用的是蒸汽抽真空系统，蒸汽抽真空工作效率低，蒸汽抽真空能耗占装置总能耗20%。

（6）高温部位散热损失大 检修后的高温部位保温未及时恢复，或者一些地方的保温设施被破坏未及时更换，导致高温设备表面散热损失（如炉体，塔体，高温转油线，阀门，机泵大盖）大。

2 节能措施探讨

（1）进行技术改造

①换热流程的改造：利用夹点技术分析换热网络，找出换热网络能量回收中的瓶颈因素，对闪底油换热流程进行改造，通过深化部分物流换热程度和调整现有物流的换热次序，尽可能提高原油换热终温，最终使换热终温从275℃提高到295℃，可以极大地减少了燃料的消耗，并且降低了油品出装置温度，减少了循环水的使用量。

②蒸汽抽真空改为机械抽真空：蒸汽抽真空所需要的条件比较苛刻，比如蒸汽压力，蒸汽温度，蒸汽量，冷却水的温度和流量等都会影响真空度的稳定，否则会对装置的正常生产产生影响。而罗茨水环抽真空机组最大的优点是能耗较低，约为蒸汽抽真空能耗的1/5左右，并且运行过程中所受的干扰较少，能较好的保证塔顶真空度的稳定。

③对部分负荷变化较大，主要靠调节阀或者出口阀来调节流量的机泵，改造成变频调速技术调节流量。

④设置常减压炉的烟气余热回收系统，降低排烟温度，提高入炉空气的温度，有效的利用烟气余热。设置吹灰效果好的吹灰器，定期吹灰，提高对流传热效果，降低壁温，减少散热损失。

（2）加强节能管理

①每个班组进行能耗核算制度，发现有超指标的项目，及时分析原因，采取措施补救并对之考核，不达标的与月度奖金挂钩，引导班组对节能工作的重视。

②定期进行对流室的吹灰工作，设置先进的自动控制系统，加强加热炉“三门一板”的调节。在降低加热炉过剩空气系数的同时，保证加热炉燃料完全燃烧。根据烟气氧含量情况调节加热炉总供风量，尽量减少烟气排放量，减少加热炉排烟损失。

③及时对跑冒滴漏的蒸汽，风，水，物料进行堵漏或者加盲板处理，对检修完的设备及时的加上保温。比如某个机泵特别是高温的机泵，在机修处理完毕后，机泵的大盖长时间的裸露在外，一方面很不安全，容易被烫伤，另一方面散热损失非常大，浪费严重，极不利于节能降耗。

④定期对装置常减压炉的外壁进行温度检测，以观察外壁温度是否符合相关的规定。该装置邀请了工程研究室进行了检测，结果如下：常减压炉由热成像仪检测对流室外壁温度数据显示：对流室外壁平均温度为81.51℃，虽然符合《一般炼油装置用火焰加热炉》SH/T3036-2012加热炉外壁温度≯82℃要求，但存在外壁温度偏高现象。防爆门、看火窗、对流室弯头箱等因结构原因，局部温度超过82℃以上。根据检测结果，对常减压炉的外壁保温进行了加固和更换了新的保温材料，再次检测外壁平均温度大约在70℃，有效的减少了加热炉的散热损失，节能了宝贵的燃料。

（3）平稳及优化工艺操作

①搞好电脱盐的操作，保证脱盐后的原油含盐含水符合要求，以减少换热器的结垢结盐，保证换热器的传热效果，同时也可减少加热炉的燃料消耗。要是原油带水严重的话，给装置的正常生产造成冲击而不得不把产品改进不合格罐，会使得装置的能耗极大地上升。②搞好平稳操作，提高整个换热网络效果。在保证产品质量的前提下，尽量降低塔顶冷回流的取热比，提高中段回流取热比，以加强原油的换热，提高换热终温。③搞好物料平衡，保证塔底液位平稳，防止塔底流量大幅的波动，以保证与原油换热的高温热源大致稳定，有利于加热炉和换热器的稳定操作和塔底泵的使用寿命。④提高闪蒸塔、常压塔的拔出率，减少过气化率，减少常渣中350℃以前的馏分含量，以减少常压炉减压炉的燃料消耗量。

3 结语

①通过技术改造，公司的节能降耗工作取得明显成效，比如通过对换热网络的优化项目实施，经过运行测算，达到了预计效果，换热终温提高后，节省天然气约1.48Nm3/t。增加热量回收20×104kcal/h，循环水平均温升按10℃计，则节约循环冷却水0.32t/t。天然气价格按3.91元/m3，节省资金289万元，循环水价格按0.4元/m3，节省资金6万元，全年总计节省生产成本295万元，为公司的节能降耗发挥了关键作用。

②蒸汽抽真空改为机械罗茨水环抽真空机组的经济效益情况。

蒸汽抽真空消耗蒸汽：1.72×8000=13760吨。

机械抽真空消耗电：

（1.5+11+7.5+55） ×8000=600000kW·h

消耗新鲜水：3×8000=24000吨。

消耗循环水；60×8000=480000吨。

节省蒸汽资金1.72×8000×370=509.12万元

电费消耗75×8000×0.8=48万元

节约资金509.12-48=461.12万元

本项目总投资120万元。按一年开工8000小时计算，机械抽真空改造后，全年可节省蒸汽1.3760万吨，抽真空单相吨油加工成本降低10.48元。投用后年节省资金509.12万元，去除机械抽真空设备耗电费48万元，全年节省461.12余万元，3个月就已经收回成本。该项目实施后为公司降低成本，节能减排起到了重要的作用，并被上级公司评为节能减排优秀项目。

［1］唐梦海，胡兆灵.常减压蒸馏装置技术问答［J］.中国石化出版社，2015，3.

［2］赵晓钰.常减压蒸馏装置节能探讨-以兰州石化公司炼油厂为例［J］.