常压脱烃稳定装置低压蒸汽系统节能优化改造

安永峰，付满平，周景山，孙桂银

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

常压脱烃稳定装置低压蒸汽系统（以下简称“低压蒸汽系统”）是为了降低常压蒸馏装置的直馏汽油蒸汽压力而新建的装置，低压蒸汽系统是该装置的公用工程部分，可为多个设施提供蒸汽，但各个用汽点并非总是同时使用，这就要求各个蒸汽支线之间要有切实有效的隔离措施，但原设计蒸汽总线与各用汽点均未加装根部阀，各用汽点单独用汽时存在严重的互串问题。因而引发了设备和管道的冻裂风险，部分待用管道为防止冻裂只能常排汽而造成蒸汽能源的大量浪费等等一系列问题[1-3]。

1 低压蒸汽系统的运行现状

常压脱烃稳定装置低压蒸汽系统（以下简称“低压蒸汽系统”）在生产中主要为以下设施供应所需蒸汽：

（1）为稳定系统伴热站中的稳定系统水线、重油线、酸性水包盘管、玻璃板液位计和其他需要冬季伴热的仪器仪表提供蒸汽；

（2）设备停工或检修退料扫线时，为机泵、换热器和空冷器等设备管道提供吹扫蒸汽，主要设备正常运行时该蒸汽线停用；

（3）稳定系统消防蒸汽，主要为设备检维修动火作业时防护所用；

（4）稳定系统服务蒸汽，其他需要提供适用蒸汽的情况，可和消防蒸汽互替。

该低压蒸汽系统原设计各用汽点均从稳定低压蒸汽总线引入（见图1），但各用汽点未设计加装根部阀，因此各用汽点单独用汽时存在互串现象。例如，在冬季投用管线伴热时，低压蒸汽可串至消防蒸汽线、服务蒸汽总线和各设备吹扫蒸汽线及各个管线盲端，而各蒸汽管线盲端并未安装输水装置，无法正常输水（见图2）。

图1 常压稳定系统低压蒸汽流程简图

图2 改造前现场各用汽点与蒸汽总线管线连接情况

为防止冬季冷凝水将管道冻裂，消防蒸汽和服务管线尚可在蒸汽管线的最低点以常排汽的方式防冻，但是此方法会造成大量蒸汽能源的浪费；而各设备吹扫蒸汽线，由于设备处于正常运行时只能任由蒸汽串入管线内，而管线盲端又没有任何输水装置，因此形成的冷凝水无法及时排放，入冬后极易冻坏管线，给冬季装置的安全运行带来了很大的风险。

2 改造方案的比选与确定

2.1 改造方案的比选

在冬季即将来临之际，低压蒸汽系统既无法做到设备吹扫蒸汽管线的有效防冻，消防和服务管线常排汽防冻措施又造成了蒸汽能源的大量浪费。技术改造迫在眉睫。为解决此问题，本着“不冻坏一台设备和一条管线”防冻原则和减少蒸汽浪费的节能理念为出发点，提出以下两个技改方案：

方案一：在每条蒸汽支线的根部加装阀门，同时在每条管道的最低点加装疏水器后引入凝结水管网，以实现防冻蒸汽系统的防冻。此方案技术简单，但在技改过程中需要安装的阀门数量多、费用高。在改造实施过程中和技改后的运行维护中都存在很多高空作业，实施和维护的难度较高，安全隐患较大，维护风险也较大。从经济性和安全性综合考虑，方案不予采纳。

方案二：对原蒸汽管道进行设计优化，仅在原设计管道的关键节点处增设阀门，并在合适的节点处增设输水阀，将冷凝水引入凝结水管网。总体的改造理念为：与方案一相比，尽量减少增设阀门的数量，尽量减少改造与后期维护的工作量和工作难度，降低改造和维护的成本，提高改造的安全性和可行性。

2.2 改造方案的确定

经技术小组讨论，蒸汽管道的改造方案（见图3）：停用蒸汽系统蒸汽总线管道，在原设计中“至稳定系统伴热站支管”和“至服务系统蒸汽主线支管”这两条支管之间增加连通管，并在两条支管的连通管前增设阀门。连通管处就近引入一条低压蒸汽线，作为伴热站和蒸汽服务点的蒸汽供给，在连通管后端，原“至稳定系统伴热站支管”处增设一路“导淋”管，用于投用蒸汽初期和停用蒸汽之后疏导管线内的冷凝液，防止管道发生水击和管线内存液冻坏管线；原“至服务系统蒸汽总线支管”处增设一路“至疏水器进入凝结水管网支管”。将消防蒸汽和服务蒸汽合并，各设备吹扫蒸汽在设备正常运行时停用，暂停设备吹扫汽供给。

图3 常压稳定系统低压蒸汽改造图

3 系统改造方案的实施和运行

改造方案依如下步骤具体实施（见图4）：

图4 改造后用汽流程图

（1）停用原常压稳定装置用稳定装置低压蒸汽，关闭蒸汽总线阀门并加装盲板隔离。

（2）在各蒸汽支线最低点排尽存液防冻后，交由拟定的施工单位按照技改方案实施技术改造，在改造过程中做好监管与配合工作。

（3）改造后开始运行，先确认阀1 和阀2 处于关闭状态，防止新引入的低压蒸汽传入原低压蒸汽总线，形成冷凝水冻裂管线和设备。

（4）打开低压蒸汽总阀，引入低压蒸汽进入伴热站和服务蒸汽总线，供设备、管线伴热所用。

（5）服务蒸汽是非连续性使用蒸汽，不使用时关闭阀3，蒸汽经过疏水器进入凝结水管网防冻，这样既可以节约蒸汽用量，又不影响蒸汽的使用和管道设备的防冻。

（6）若设备检修或停工蒸汽吹扫退料时，可打开阀1 或阀2 串入原蒸汽总线引用，供设备吹扫使用。

4 结语

低压蒸汽系统经过节能优化改造，以相对简单的方式从根本上解决了系统各支路蒸汽之间的互串问题，有效避免了凝结水冻裂相关设备和管路的风险，保障了机泵、换热器、空冷器吹扫蒸汽线冬季运行的安全；消除了服务和消防蒸汽为了防冻而保持常排汽的弊端，大大减少了蒸汽用量。此次技改的实施达到了技改的预期效果，解决了设备冬季运行的防冻问题，降低了设备的运行风险，提高了设备运行的经济效益。