提高靖三联合站热能利用率及节能途径探讨

一、联合站热能利用率测算

测得各先蒸汽用量, 下面通过蒸汽用量和水温计算加热炉用气量:经对产进及外输换热器总回水量测试, 用于产进及原油外输换热的蒸汽量为2700kg/h, 根据实测WNS6-1.25-Y (Q) 型 (3#、4#炉) 平均运行效率折算三台换热器所实际耗天然气量为 (按蒸汽管网输送效率为90%计算) :

经测试来自轻烃厂用于联合站储油罐保温的乏汽量为0.995t/h, 温度为105℃, 储油罐保温回水为50℃, 折算实际耗天然气量为:

测试期间站内采暖用蒸汽量为0.7t/h, 折算实际耗天然气量为:

累计计算出加热炉用气量为258.18m3/h, 该站供热能为10050.95×MJ/h。

抽气量为166m3/h, 气压、温度低, 该处认为可忽略, 故根据上述表格测试数据, 结合公式计算:热能利用率ηt=52.25%;

靖三联热能利用率为52.25%, 低于高效集输要求站的热能利用率指标60%-70%。根计算出热耗是主要能耗, 占总能耗的65.6%, 电能利用率为34.4%。所以影响站效主要因素在于热损大, 应该考虑加热炉运行效率低、污水加温带出能大、流程储罐换热设备散热快、蒸汽回水能量损失, 下面将进行分析。

二、高能耗原因分析

1. 加热炉运行效率测算

靖三联共有4台燃气锅炉, 其中1#、2#两台为WNS4-1.25-Y/Q型蒸汽锅炉, 3#、4#为WNS6-1.25-Y/Q型蒸汽锅炉。1#、2#锅炉主要为轻烃厂供汽, 轻烃厂用后的乏汽用于联合站内大罐保温。3#、4#锅炉主要为原油外输加热、靖惠输油首站加热、站内保温、站内采暖、老化油处理等, 故下面重点分析3#、4#锅炉的运行效率。

按照GB测试要求, 测得3#炉运行效率为90.13%, 4#炉运行效率为86.67%。高效集输系统要求加热炉运行效率指标为78%-80%, 2台蒸汽加热炉符合要求, 其中3#炉达到了国标Ⅰ类工业锅炉经济运行标准, 4#炉没有达到工业锅炉经济标准, 两台锅炉运行负荷分别69.75%、33.35%, 主要原因为4#炉运行负荷较低, 《工业锅炉经济运行》GB/T 17954—2007规定常年运行的锅炉负荷不应低于60%。

2. 换热设备热能使用情况

(1) 储罐能耗

靖三联6干线来液平均温度为43.9℃, 而沉降罐的最佳运行温度在42℃-45℃之间, 来液后经过产进换热器后, 沉降罐就无需开启下、中盘管, 就能达到最佳的运行温度。

沉降罐溢流口温度为43℃, 而外输交油温度为50℃以上, 要能达到温度要求, 产进、外输换热器即可, 储罐能耗不大。

2具产进换热器蒸汽进出口温差为15℃, 进出口温度 (105℃、90℃) , 换热效果较好, 但回水温度过高, 储罐热能损失较小。

(2) 5#标定罐能耗

5#标定罐用于老乳化油处理。采用定期把老化油由沉降罐打至300m3油罐直接通入蒸汽加热处理破乳的方法分离, 测试期间300m3油罐一次处理老化油60m3, 由于罐盘管破漏和加温需求, 蒸汽直接从罐口通入把原油由43℃加热到80℃。

处理1次老化油所耗的热量:w=q×ρ× (h2-h1) ×1000

年处理老化油所耗热量:按年处理1440m3, 一次处理60m3计算:W=w*1440/60;能耗71948MJ, 折标煤8.458t。

(3) 蒸汽能量损失

2009年对冷凝乏水进行了改造, 将轻烃厂蒸汽乏水二次利用, 降低了回水温度35℃ (90℃↓65℃) 。

三、采取的有效措施及能耗测算

针对靖三联合站存在的上述问题, 通过现场调研, 2013年对集油处理系统和污水处理系统进行了改造。

1. 新增4具三相分离器

三相分离器提高了含水原油处理能力, 三相分离器无蒸汽伴热流程, 可降低沉降罐蒸汽伴热能耗。

节约能耗预算:通过计算用于联合站储油罐保温的乏汽量为2.045t/h, 温度为105℃, 储油罐保温回水为50℃, 折算实际耗天然气量为:

折合节约能耗约为623.27MJ/h, 全天折合约标煤0.51t/d, 全年节约标煤约183.6t。三相分离器运行良好后, 全年可节约能耗71948MJ, 折标煤2.458t。

2. 新建污水处理工艺

新建1000m3除油罐污水处理工艺, 取缔了以往三级提升、纤维过滤工艺, 将流程简化为一级除油和一级过滤流程。

一是节约了以往处理设备的电能和设备损耗。

二是系统运行后污水水质120↓40mg/L, 污水出站水温由45℃↓40℃, 按照出站温度40℃、排量42m3/h、压力15.5MPa、水量1100m3计算, 可节约热耗565.75MJ/h, 折合年节约标煤267t。

3. 轻烃厂安装导热油炉

靖三联1#、2#炉不再给轻烃厂供给蒸汽。轻烃厂利用本站生产干气加温, 经测液化气塔和脱乙烷塔蒸汽来回温差, 测算出耗气量66m3/h, 折合年节约标煤758.4吨。

节约轻烃厂蒸汽乏水能耗, 折合年节约标煤30.22t。

四、投资回收期及总结

1. 投资回收期

节约费用:年节约费用114.456万元/年;

投资费用:原油稳定费用约120万元, 蒸汽管线水击消除约2万元, 三相分离器和污水系统改造发生约170万元, 累计发生292万元;投资回收期:N=292/114≈3年;

2. 总结

注水泵恒压变频调控技术若试用成功, 可在各个注水站进行安装, 节能潜力大。三相分离器进液平衡改造若取得成功, 可提高设备运行效率实现节能, 但作为原油处理核心工艺, 后期腐蚀、结垢、沉砂等导致处理能力下降将作为研究重点。原油稳定系统在实现节能的同时, 在热能利用方面也较大, 下步将结合靖三联、轻烃厂实际生产优化原油稳定系统, 实现节能。

摘要：本文根据生产实际分析影响原因, 找出症结所在。分析影响站内耗能因素, 提出站内节能途径, 通过分析计划从电能和注水两个方面着手, 制定可行性措施。

关键词：热能利用率,能耗测算,节能途径