探析常减压装置能耗特点及优化用能技术

2022-09-10

当前, 能源危机已经成为一个全球性的问题, 尤其是石油资源的日渐短缺, 严重制约了社会的稳定和经济的发展。对此, 我国在积极开发新能源的同时, 也加大了对于石油资源的开发力度。石化行业不仅是能源生产行业, 同时也是主要耗能行业之一, 原油加工成本相对较高, 因此, 做好节能降耗工作, 是石油企业需要重点关注的问题。

1 常减压装置的能耗特点

常减压装置是常压蒸馏与减压蒸馏两个装置的总称, 主要包括了三个工序, 即原油脱盐脱水、常压蒸馏、减压蒸馏。常压蒸馏和减压蒸馏都属于物理过程, 原油在经过脱盐脱水以及加热后, 放置在蒸馏塔内, 根据其沸点的不同, 从塔顶到塔底分为沸点不同的油品, 也就是馏分油, 之后根据实际需要, 对这些馏分油进行调和、加入相应的添加剂, 作为二次加工装置的原料, 换言之, 常减压蒸馏可以说是原油的一次加工。

当前, 在炼油企业中, 设备的能耗在企业生产成本中占据着相当大的比例, 得到了企业管理层的高度重视。在针对设备的能耗进行计算时, 通常情况下, 都是依照《综合能耗计算通则》的相关标准。根据统计数据, 在不同的炼油企业中, 受技术条件、资金条件等因素的影响, 各自的节能水平存在着一定的差异, 应该得到企业管理人员的重视, 采取合理有效的措施, 提升节能效果。在对常减压装置的能耗特点进行分析时, 选择了多个具有代表性的、规模不同的炼油企业, 对其常减压装置的能耗水平和节能措施进行研究。研究结果表明, 常减压装置的能耗一般都是由燃料、点、水以及蒸汽等构成, 以其中三个企业的常减压装置能耗组成为例, 则可以看出, 在常减压装置的能耗组成中, 燃料、电、蒸汽等占据的比例相对较大, 因此, 要想真正实现节能降耗, 应该从降低燃料消耗、节汽节电等方面入手。例如, 从降低燃料消耗方面分析, 可以通过改进加热炉、优化换热流程、设置余热回收系统等方法;从节汽方面分析, 可以采用热进料、优化工艺流程、回收蒸汽等方法, 减少蒸汽的浪费;从节电方面分析, 可以采用高效节能设备, 减少对于电能的消耗。

2 常减压装置优化用能技术

从目前来看, 比较常用且有效的常减压装置优化用能技术主要包括以下几种:

(1) 优化装置换热网络对于常减压装置而言, 在实际运行过程中, 许多环节都需要进行热量的交换, 而在交换过程中, 必然会出现热量的流失, 造成能源的浪费。对此, 可以采取合理有效的措施, 对常减压装置的换热网络进行优化, 实现对于热量的回收利用, 减少能源消耗。在对换热网络进行设计时, 应该设置一个高温热源多次换热, 以确保每次换热过程的传热温差较小。在当前的技术条件下, 优化换热网络作为常用的技术措施, 是加垫技术, 能够通过相应的措施, 使得换热网络不跨越夹点换热, 从而减少热量交换过程中的能量损失。

(2) 采用高效节能设备 (1) 加热炉:加热炉作为常减压装置的核心设备, 同时也是耗能最为巨大的设备, 具有良好的节能潜力。因此, 应该从企业自身实际出发, 对加热炉进行相应的优化, 如提升加热炉热效率或者联合回收余热等。从目前来看, 最为常用的加热炉节能优化技术, 包括更换高效燃烧器火嘴、设置烟气余热回收系统等。 (2) 换热器:在常减压蒸馏过程中, 需要回收大量的余热, 同时也需要冷凝或者冷却大量低温热, 因此, 选择高效节能的换热器及冷凝冷却器, 对于降低常减压装置的能耗也是非常关键的。国外发达国家对于管壳式换热器进行了大量的研究, 开发出了一种变截面管换热器, 可以同时对管内和关外的传热进行强化, 具有较低的壳程压降和良好的“传热—压降”性能。

3 优化操作条件

在保证装置安全稳定运行的前提下, 对其操作条件进行优化, 是一种具备良好经济性, 同时易于推广的节能手段。在实际应用中, 应该结合原油的性质, 配置高效适用的监测和调控手段, 以保证节能效果。

4 应用先进技术

对先进的高效节能技术进行合理应用, 同样是实现常减压装置节能降耗的重要手段, 目前常用的技术包括变频调速技术、高速电脱盐技术以及抽真空技术等。以抽真空技术为例, 一般是采用蒸汽喷射抽空器, 如果常减压装置的规格较大, 则应该配合机械抽真空设备, 以保证装置减顶所需的真空度, 同时减少抽空用水蒸汽量, 减少能耗以及减顶污水的排放量。