1、2023-6-81炼油厂蒸汽系统的优化炼油厂蒸汽系统的优化谢小华2009年12月 2023-6-82炼油厂蒸汽系统的优化一、节汽对企业节能降耗的意义二、蒸汽的基础知识及蒸汽平衡 三、装置产汽的优化四、装置用汽优化五、罐区用汽优化 六、公用工程的蒸汽优化七、结束语一、节汽对企业节能降耗的意义v蒸汽是炼油能耗六大组成部分之一，一般情况下其能耗比例在报表中“低于”燃料、烧焦、电，高于水和热输出部分。v2007某厂能耗详细组成见表2023-6-84 能耗 项目单位实物量实际折算系数能耗值加工量比例一 水吨2620414721.94 88659452.5%新鲜水吨7196640.170.01 88659
2、45循环水吨2613218080.06541.93 8865945二 电kwh5074627665074627660.2614.88 886594519.5%19.5%三 蒸汽吨100822310082239.11 886594511.9%11.9%39Kg吨347278347278883.45 8865945 10Kg吨660945660945765.67 8865945四 工艺燃料吨21788623.39 886594530.6%燃料油吨746010000.84 8865945 燃料气吨21042695022.55 8865945五 催化烧焦吨25679425679495027.52 88
3、6594536.0%36.0%六 外输热量千克标油-44064961-0.58865945-0.7%合计76.34 100.0%某厂2007年能耗统计表2023-6-85某厂能耗组成比例图2023-6-86一、节汽对企业节能降耗的意义v表中情况是否真实反映出企业能源消耗情况呢？不能！因为催化余热回收部分在表中没有体现！v2007年该企业催化产汽:2009398吨，发电110851562度2023-6-87 能耗项目单位实物量实际换算系数能耗值加工量比例 能耗合计76.34 8865945一 水吨2620414721.94 88659452.5%新鲜水吨7196640.170.01 886594
4、5 循环水吨2613218080.06541.93 8865945二 电kwh6183143286183143280.2618.13 886594523.8%23.8%三 蒸汽吨3017621301762129.06 38.1%38.1%其中：39Kg吨23566768823.39 8865945 10Kg吨660945765.67 8865945四 工艺炉燃料吨21788623.39 30.6%其中：燃料油吨746010000.84 8865945 燃料气吨21042695022.55 8865945五 催化烧焦吨2567942567949504.32 88659455.7%5.7%六 外输
5、热量千克标油-44064961-0.58865945-0.7%某厂2007年能耗统计表（烧焦转化后能耗表）2023-6-88某厂实际能耗组成图2023-6-89还原前后能耗对照图序号项目单位实物还原前实物还原后能耗还原前能耗还原后能耗比例还原前能耗比例还原后一 水吨2620414722620414721.94 1.94 2.5%2.5%新鲜水吨7196647196640.01 0.01 循环水吨2613218082613218081.93 1.93 二 电kwh50746276650746276661831432814.88 18.13 19.5%19.5%23.8%23.8%三 蒸汽吨100
6、8223100822330176219.11 29.06 11.9%11.9%38.1%38.1%39Kg吨34727834727823566763.45 23.39 10Kg吨6609456609456609455.67 5.67 四燃料吨21788621788623.39 23.39 30.6%30.6%燃料油吨746074600.84 0.84 燃料气吨21042621042622.55 22.55 五烧焦吨25679425679451145.57 27.52 4.32 36.0%36.0%5.7%5.7%六外输热千克标油-4406496-4406496-0.5-0.50-0.7%-0.
7、7%合计76.34 76.34 100%100%2023-6-810蒸汽在炼油能耗中的比重 2023-6-811蒸汽在炼油能耗中的比重2023-6-812v v由此是否还可引出一个催化烧焦能量回收效率概念呢？催化能耗先进与否应主要由其决定。v这也说明催化生焦量大不会明显影响装置能耗。题外话：2023-6-813炼油厂蒸汽系统的优化一、节汽对企业节能降耗的意义二、蒸汽的基础知识及蒸汽平衡 三、装置产汽的优化四、装置用汽优化五、罐区用汽优化 六、公用工程的蒸汽优化七、结束语2023-6-814蒸汽的基础知识 v按等级分：低压 中压 高压 v按性质分：饱和蒸汽 过热蒸汽 来源：工业锅炉产生 装置余热
8、产生 2023-6-815蒸汽的基础知识 v用途：动力(透平)加热 汽提 雾化v特点 凝结热大 比热大 气液两相变化 v成本 成本构成：水成本+热量+电成本+人工+折旧v不同燃料种类成本 燃料油(气)、煤及其它燃料2023-6-816蒸汽平衡 蒸汽平衡对一个厂非常重要，从蒸汽平衡表我们可以看出企业蒸汽消耗情况，企业用汽水平。一个完整蒸汽平衡包括以下方面内容。1、数量平衡（月报表）产耗总量平衡2、压力平衡 不同压力等级的蒸汽平衡 同一压力等级的蒸汽平衡3、按用途的平衡 直接汽提、间接加热（间接汽提）、雾化、抽真空等2023-6-817蒸汽平衡 1、数量平衡（月报表）见附表一 2023-6-818
9、蒸汽平衡 2、压力平衡不同压力等级蒸汽平衡（瞬时间平衡)见附表二2023-6-819蒸汽平衡 2、压力平衡不同压力等级间蒸汽转化及平衡 2023-6-820蒸汽平衡一般情况下，如无凝汽透平，炼油厂中污水汽提、溶剂再生耗蒸汽量占全厂蒸汽消耗的20%以上序号序号项目项目用汽点用汽点数量（数量（t/h)t/h)1工艺用汽工艺用汽32.232.21.1提升管底流化蒸汽11.2提升管提升蒸汽1.31.3新鲜进料雾化蒸汽161.4再生斜管流化输送蒸汽0.61.5待生循环斜管松动蒸汽1.71.6汽提段底部流化蒸汽1.11.7汽提蒸汽（下）51.8汽提蒸汽（中）11.9汽提蒸汽（上）11.1防焦蒸汽1.41.
10、11分馏塔底搅拌蒸汽1.11.12C-202/C203汽提蒸汽12除氧器用汽除氧器用汽15152.1D-801热力除氧用汽153凝汽透平用汽凝汽透平用汽36363.1气压机用汽36催化装置催化装置蒸汽消蒸汽消耗一览耗一览表表间接汽提用汽可和凝汽透平用汽合为一项，通过此表全厂凝结水量即可得出。3、按用途的平衡小讨论：除氧用蒸汽是否可计入凝结水回收中？2023-6-821蒸汽平衡 蒸汽平衡中损失量的确定 蒸汽系统损失基本以下三部分组成：1、蒸汽管网散热损失 2、计量误差 3、计量缺失损失量1、通过相关物料情况核算蒸汽消耗，如除氧器耗汽，新鲜水加热用汽2、通过不同压力等级间蒸汽转换核算蒸汽情况3、通
11、过工艺物料量核算透平用汽4、根据管网散热情况确定管网损失5、根据疏水器情况确定伴热蒸汽消耗6、根据凝结水量核算蒸汽量 2023-6-822v蒸汽对炼油企业影响：能耗 环境：热污染、烟气污染、制除盐水产生污染动力费用(综合商品率).如何节汽？同等条件多产汽!减少装置用汽!降低蒸汽损失!2023-6-823蒸汽平衡及装置换热流程的思考 不同的厂因加工流程不同，蒸汽平衡情况极不一样。中石化蒸汽利用合理企业基本没有凝汽透平，蒸汽利用率高，部分企业蒸汽利用极不合理，凝汽透平蒸汽耗量占全厂蒸汽消耗的20%以上，而蒸汽需开动力锅炉或外购提供。对于装置工艺换热流程的选择，在设计阶段我们应该对装置工艺物流产汽科
12、学对待。对于物料的中间取热，我们要求尽量少产汽，多利用物料间加热以提高换热终温，减少加热炉负荷及防止出现蒸汽富余而放空；对于非中间取热，我们要求最大限度的增加产汽，如催化烟气、硫磺尾气等。在全厂蒸汽消耗方面取消凝汽透平，仅在蒸汽富余时凝汽透平做调节手段。一个炼厂如透平选型、装置产用汽合理，蒸汽完全可自给自足，动力锅炉仅开停工时使用。2023-6-824炼油厂蒸汽系统的优化一、节汽对企业节能降耗的意义二、蒸汽的基础知识及蒸汽平衡 三、装置产汽的优化四、装置用汽优化五、罐区用汽优化 六、公用工程的蒸汽优化七、结束语2023-6-825炼油厂蒸汽系统的优化三、装置产汽的优化、余热锅炉降低排烟温度增加
13、产汽、装置热联合增产蒸汽、装置操作优化增加产汽、装置热工系统减少排污增加产汽 2023-6-826、余热锅炉降低排烟温度增加产汽 装置是产汽大户，同时也是消耗蒸汽大户。炼油装置产汽按压力等级分有中压蒸汽（3.5MPa）、低压蒸汽（0.8MPa）及0.35MPa蒸汽，其产汽来源主要是两大部分，一部分为装置余热，另一部分为背压透平排汽，本次特指装置余热产汽。炼油厂常见产汽装置有催化、重整、常减压、加氢、硫磺等装置。对于一个总体规划较好，公用工程合理的企业，工艺装置产汽完全可满足全厂用汽要求，工业锅炉仅做开停工用。2023-6-827、余热锅炉降低排烟温度增加产汽催化装置炼油厂重点装置之一，催化装置
14、是产汽大户，正常情况下，余热锅炉起为烟能热能回收最后一道关口，起预热锅炉上水、产汽、过热蒸汽作用。因锅炉上水温度均较低，它具备降低锅炉排烟温度作用。目前各企业中，均发现了蒸汽产汽设施热效率低的问题，存在一定的“应发而未发的蒸汽量”。2023-6-828、余热锅炉降低排烟温度增加产汽 问题主要集中在催化余热锅炉排烟温度较高，热损失较大。中石化2008年曾进行一次节电节汽的调研，调查中发现除少数企业催化余热锅炉排烟温度为175左右外，其它部分均在200 左右最高达271。调研还了解到企业对降低排烟温度除技术措施上原因外还存在顾忌。2023-6-829、余热锅炉降低排烟温度增加产汽余热锅炉降低排烟温
15、度面临问题：积灰换热面积 露点腐蚀 2023-6-830、余热锅炉降低排烟温度增加产汽积灰问题的解决：选择合适的吹灰器型号 激波吹灰器 蒸汽吹灰器 优化吹灰器吹灰工艺 吹灰时间间隔 吹灰时间长短 灰钢珠吹灰的取代-废催化剂清 (金山使用废平衡剂吹灰)2023-6-831、余热锅炉降低排烟温度增加产汽露点腐蚀的解决需从以下三个方面着手 露点腐蚀的定义：酸雾或其氧化物遇低温表面凝结成液态后对其产生的腐蚀称露点腐蚀，本质是酸腐蚀。（概念不标准）露点温度的确定：与气相中水蒸汽和酸性介质量有关 露点腐蚀的判断（热力学）-二氧化硫与三氧化硫的关系烟气中的SO2 氧化成SO3 需要有催化剂的促进作用,Fe2
16、O3 及的V2O5 等都是非常良好的催化剂 2023-6-832、余热锅炉降低排烟温度增加产汽 露点腐蚀烟气露点温度的计算 查muller图表法 例：某催化进料的硫含量为0.7%，按照硫平衡计算，焦碳中的硫含量约占进料的11%(统计值，装置标定时可得出)，烟气中的SO2含量约90ppm，按SO3转化率3%计算(统计值与理论值基本相符)，查Muller曲线图，烟气露点约125。注：muller图表法前提是烟气中水蒸汽含量约10%，催化烟气中水蒸汽含量基本在此值附近 2023-6-8332023-6-834部分企业催化烟气露点温度单位设备露点温度炼厂1催化烟气余热锅炉125炼厂21#催化烟气余热锅
17、炉120炼厂31#催化烟气余热锅炉150炼厂4两套催化余热锅炉150炼厂51#催化余热锅炉125炼厂61#催化余热锅炉122炼厂7催化余热锅炉1252023-6-835措施：提高省煤器管表面温度节能要求：过高排烟温度对节能不利 综合方案 水热媒技术改造省煤器如何避免露点腐蚀2023-6-836、余热锅炉降低排烟温度增加产汽露点腐蚀的避免及产汽量的提高 -水热媒技术改造省煤器 核心思想是提高省煤器上水温度，提高省煤器壁温以防止露点温度。加大省煤器换热面积及强化换热降低排烟温度。采用先进实用吹灰技术保持省煤器的高效运行。2023-6-837水热媒技术成功改造一例 项目情况：北京燕山分公司炼油厂80
18、万吨/年重油催化装置再生烟气余热锅炉系统在运行过程中存在过热能力不足，余热锅炉烟气阻力偏高，省煤器露点腐蚀严重，排烟温度高，余热锅炉效率低等问题，由于以上问题的存在，影响余热锅炉效率，导致装置能耗升高，经济效益下降，并给装置长周期运行带来隐患，2008年2月开始对余热锅炉进行综合节能技术改造。2023-6-838水热媒技术成功改造一例 改造内容 1、拆除原两组低温段过热器，在该空间位置布置新设计的两组低温过热器，换热元件由光管改为翅片管；新增低温过热器中间集箱，并对原过热器中间集箱进行改造。2、拆除原有省煤器，改造后的省煤器翅片管替代光管，并全部采用模块化箱体结构。3、取消水抽子，采用水热媒技
19、术，增设给水预热器（U管换热器）。4、在余热锅炉原高温过热器和新设计的低温过热器、省煤器受热面上布置一套脉冲激波吹灰器，提高对催化剂粉尘积灰吹灰效果。5、对原烟气过热器至余热锅炉低温过热器之间的蒸汽管线进行改造，降低蒸汽阻力。2023-6-839烟气轮机水热媒技术成功改造一例注：粉色虚框内为改造内容注：粉色虚框内为改造内容2023-6-840v水热媒技术成功改造一例余热锅炉系统正常运行的操作条件项目 改造前 改造后主风总量,Nm3/h 110000 111000再生密相温度,670 667再生稀相温度,710 706烟机烟气出口温度，493 489余锅排烟温度，195 155195 155烟机
20、烟气出口压力，KPa 14.3 12.5余锅省煤段上水温度（预热后），122 141122 141余锅省煤段上水温度（预热前），98 98余锅过热中压汽流量，t/h 60 73余锅过热中压汽温度，405 420405 4202023-6-841、余热锅炉降低排烟温度增加产汽中石化部分企业降低余热锅炉排烟温度增加产汽潜力 单位设备排烟温度露点温度增加发汽万吨炼厂1催化烟气余热锅炉1861252.96炼厂21#催化烟气余热锅炉1751207.2炼厂31#催化烟气余热锅炉2101501.6炼厂4重油催化余热锅炉2302.8炼厂5两套催化余热锅炉2101502.5炼厂61#催化余热锅炉2051255.
21、2炼厂71#催化余热锅炉2171227.2炼厂8余热锅炉2603.2炼厂9催化余热锅炉1731250.82023-6-842、余热锅炉降低排烟温度增加产汽炼油企业因余热锅炉排烟温度高导致大量蒸汽损失(未发出)的装置不仅仅只有催化装置一家，硫磺装置、重整炉排烟温度均较高，其中硫磺尾气炉排烟温度最高温度达400度以上。“烟气中硫酸蒸气是由燃料中硫份氧化而来的,燃料含硫量越高,其露点温度越高。烟气中SO2 对露点的影响很小,在相当大的浓度范围内,酸露点的波动不超过1”。硫磺尾气炉露点腐蚀的可能性应更小，硫化氢基本不可能烧成三氧化硫，排烟温度的降低更没问题。部分企业硫磺装置产汽潜力见下表2023-6-
22、843、余热锅炉降低排烟温度增加产汽炼厂1硫磺装置尾气焚烧炉3870.4炼厂2硫磺尾气焚烧炉3120.8炼厂3硫磺装置尾气焚烧炉4004炼厂4 2#硫磺尾气炉2700.82023-6-844、装置热联合增加产汽 装置热联合后，原料温度升高，产品与原料换热强度降低，更多热量用来产生蒸汽，产汽量增加。2023-6-845、装置热联合增加产汽 热联合增加产汽一例:某重油催化通过实施装置间热联合，常减压蒸馏-催化裂化之间的蜡油及渣油直供，这样可提高催化原料混合温度20-25（高时能够提高50以上），通过提高原料油与油浆换热前温度，在保持原料预热温度不变的条件下，有效减少油浆/原料油换热器负荷，通过负荷
23、转移提高产汽量近4t/h，折合能耗133.98MJ/t。2023-6-846、装置操作优化增加产汽工艺设备尤其是分馏塔、反应器类设备经操作优化，调整全塔（反应器）热量分布，减少塔上部经空冷释放热量，增加蒸汽产量。2023-6-847、装置操作优化增加产汽 装置操作调整增加产汽例一:某重油催化油浆系统有两台油浆蒸发器，正常生产时投用一台，产汽量11-13t/h。通过对分馏塔操作进行优化：保持分馏塔底油浆总循环量不变，适当降低油浆下返塔流量、提高油浆上返塔流量，从而提高分馏塔底温度，在保持原料预热温度不变的条件下，通过负荷转移达到提高油浆蒸发器产汽的目的。分馏塔操作优化调整后，不但强化了分馏塔底油
24、浆中催化剂的洗涤效果，而且分馏塔底温度提高了5，油浆蒸发器产汽量提高1.5t/h。2023-6-848、装置操作优化增加产汽装置操作调整增加产汽例二:某蒸馏装置设计加工量为800万吨/年，常二中蒸汽发生器设计发汽量为7.5吨/小时。目前，加工负荷一直较低，仅为68%左右。自产蒸汽很难满足自身装置的需要，需要管网蒸汽，这样不仅造成蒸汽耗量加大，而且影响装置的综合能耗。为了尽量解决这个问题，采取相应的措施：v优化操作，调整回流量。根据产品加工方案的变化，及时调整换热比例，最大化的提高发汽量。当常三线按照柴油方案控制时，常二中的抽出量提高，当常三线按照蜡油方案时，将蒸汽发生器的三通阀适当开启，稳定发
25、生器热源的流量。v优化各段回流。根据原油产品变化情况，调整常顶循、常一中、常二中，调整换热比例，可以最大化的提高二中的换热量。常二中蒸汽发生器优化后，每小时可以产汽12.5吨左右，不仅可以满足本装置的需求，而且还可以向炼厂管网输送一定量的蒸汽。2023-6-849、装置热工系统减少排污增加产汽v中压锅炉炉水控制指标 磷酸根 pH值 电导率(TDS)v中压锅炉蒸汽控制指标 钠离子 二氧化硅v炉水质量、蒸汽指标间的关系 2023-6-850、装置热工系统减少排污增加产汽v如何控制炉水、蒸汽质量 加药、排污v排污率的计算(浓缩倍数)炉水盐含量=给水带入盐份+加药带入盐份-蒸汽带走盐份-排污带走盐份。
26、排污率的简单计算：二氧化硅计算法(加药不会带入硅)给水硅=蒸汽硅+排污硅 排污率=(给水硅含量-蒸汽硅含量)/(炉水硅含量-蒸汽硅含量)给水硅100，蒸汽硅 20 炉水实测 v减少排污意义中压锅炉每减少吨排污可增产蒸汽0.37吨，低压锅炉每减少吨排污可增产蒸汽0.3吨。v如何减少排污 连续排污的调整 定期排污的调整2023-6-851装置产汽优化部分企业降低锅炉排污率增产蒸汽潜力图2023-6-852四、装置用汽的优化、气分装置取消蒸汽、溶剂再生、污水汽提节汽、抽真空系统、工艺设备节汽、焦汽用汽优化、工艺优化降低蒸汽消耗、凝汽透平的改造2023-6-853、气分装置取消蒸汽气分装置工艺简介：气
27、体分馏装置是以催化裂化装置的液态烃为原料，用精馏的方法分离出丙烷、精 丙烯、异丁烯、异丁烷、丁烯-2和戊烷馏份。其工艺流程一般采用三塔/四塔/五塔工艺，分馏塔包含脱丙烷塔、脱乙烷塔、脱异丁烷塔、脱丁烯-2塔、丙烯精馏塔，每个塔系统均包括重沸器、冷却器、回流罐等。脱丙烷塔塔底温度一般为101.02；脱乙烷塔塔底温度503；丙烯精馏塔塔底温度503；脱异丁烷塔塔底温度69.53.5；脱丁烯-2塔塔底温度大于60。气分工艺根据重沸器热源不同又分蒸汽/热水加热工艺及热泵工艺。气分装置蒸汽用途 加热汽提 热泵工艺驱动透平2023-6-854（）气分装置取消蒸汽热泵工艺与优劣热泵：从根据液相转化气相需吸热
28、，气相压缩后放热变成液相，利用泵及压缩机从低温位取热，在高温位放热工艺。单就气分装置来说，热泵工艺较蒸汽/热水工艺节能从全厂综合考虑蒸汽/热水工艺远较热泵工艺节能本次提出取消耗气分蒸汽指全部蒸汽，包括将热泵工艺改为物料/热水工艺。取消气分用蒸汽措施 装置间热联合装置工艺条件 底温(50 70 100)热水取代蒸汽 部分高温物料取代蒸汽(如催化顶循串级使用)部分企业如洛阳石化已做到气分基本取消加热蒸汽。热泵工艺用能是合理的，为什么要改造？2023-6-855、气分装置取消蒸汽单位名称年加工量(万吨)蒸汽耗汽量(万吨)节汽单耗(吨/吨)高桥42.4410.40.25 济南30.266.70.22
29、金陵44.579.30.21 洛阳32.40.090.00 天津19.0811.60.61 扬子21.1613.50.64 沧州21.698.80.41 扬州5.461.30.24 部分企业气分消耗蒸汽一览表2023-6-856、气分装置取消蒸汽部分企业气分节汽潜力一览表2023-6-857、溶剂再生、污水汽提节汽 溶剂再生、污水汽提是炼油厂重要的公用工程及环保装置，也是蒸汽消耗大户。一般情况下，溶剂再生及污水汽提蒸汽消耗占全厂蒸汽消耗的20%以上。目前各厂溶剂再生污水汽提蒸汽消耗差异很大，溶剂再生蒸汽单耗最低约0.06t/t，最高约在0.12t/t，污水汽提蒸汽单耗最低约0.1t/t，最高约
30、在0.3t/t以上，节汽潜力巨大。2023-6-858、溶剂再生、污水汽提节汽 从总体来说，溶剂再生、污水汽提处理量越低，蒸汽消耗越低。溶剂再生、污水汽提节汽首要工溶剂再生、污水汽提节汽首要工作即降低溶剂循环量及含硫污水产生量。作即降低溶剂循环量及含硫污水产生量。在同样多污染物情况下要求我们提高溶剂富液硫化氢浓度及提高贫富液硫化氢浓度差，提高含硫污水硫化氢、氨氮含量以降低装置处理量，节约蒸汽。部分厂含硫污水硫化氢、氨氮含量仅2000ppm左右，这样的厂吨油含硫污水产生量、溶剂循环量均偏高。2023-6-859 溶剂再生是利用蒸汽将富液(乙醇胺)中硫化氢分离出来的工艺过程。工艺流程单一，再生塔底
31、温约125，进料仅一路，塔顶酸性气冷却后出装置，凝液循环回塔。溶剂再生蒸汽消耗量与三个方面因素有关：富液硫化氢含量、换热终温及冷回流(塔顶酸性气凝液)量及温度有关。富液硫化氢解吸为吸热过程，溶剂再生蒸汽消耗主要满足解吸吸热，溶剂再生蒸汽优化是在满足解吸吸热的基础上降低蒸汽消耗。、溶剂再生、污水汽提节汽2023-6-860 优选低温再生溶剂，降低溶剂再生底温，采用低温余热再生并降低蒸汽消耗；强化贫液与富液换热，提高换热终温，降低蒸汽消耗；优化操作，降低塔顶酸性气含水量(冷回流量)；提高冷后酸性气温度(冷回流温度)或将冷回流直接引至富液泵入口。、溶剂再生、污水汽提节汽2023-6-861溶剂再生蒸
32、汽优化一例溶剂再生蒸汽优化一例 清洗贫富液换热器，提高换热终温清洗贫富液换热器，提高换热终温 板式换热器清洗前换热终温仅75度，清洗换热器后换热终温提高至90度，溶剂循环量约250t/h，节约蒸汽4t/h。中石化中换热终温最高达102度(洛阳石化)。停用酸性气冷回流水冷器，提高冷回流温度停用酸性气冷回流水冷器，提高冷回流温度 塔顶酸性气经空冷后再经水冷，回流罐温度不足30度，后停运水冷，回流罐温度升高至60度，对贫液质量无影响 降低汽提蒸汽，降低冷回流量降低汽提蒸汽，降低冷回流量 溶剂循环量250t/h，通过降低汽提蒸汽量，将冷回流控制在t/h以下，因泵问题不能再降，否则还可降低。、溶剂再生、
33、污水汽提节汽2023-6-862污水汽提蒸汽优化污水汽提蒸汽优化 污水汽提是利用蒸汽将含硫污水中硫化氢、氨分离出来的工艺过程。主要有三种工艺流程单塔侧线抽氨工艺，双塔工艺、单塔常压汽提工艺。单塔侧线抽氨采取一个塔，中段侧线抽氨，采取冷热进料方式；双塔工艺采取氨和硫化氢分开汽提方式；单塔常压汽提将氨和硫化氢同时汽提出来。目前石化企业污水汽提主要采取单塔侧线抽氨和单塔常压汽提工艺。硫化氢、氨解吸为吸热过程，污水汽提蒸汽消耗主要满足解吸吸热，污水汽提蒸汽蒸汽优化是在满足解吸吸热的基础上降低蒸汽消耗。、溶剂再生、污水汽提节汽2023-6-863单塔侧线抽氨与常压污水汽提工艺流程有较大不同，蒸汽优化措施
34、亦不完全相同。单塔侧线抽氨污水汽提蒸汽优化措施单塔侧线抽氨污水汽提蒸汽优化措施 强化含硫污水与净化水换热，提高换热终温，降低蒸汽消耗，需增加一台含硫污水与净化水换热器；优化操作，降低冷进料量，将冷热进料比控制在1：10以上；优化操作，降低侧线抽出量（）溶剂再生、污水汽提节汽2023-6-864常压污水汽提蒸汽优化措施常压污水汽提蒸汽优化措施 强化含硫污水与净化水换热，提高换热终温，降低蒸汽消耗；优化操作，降低冷循环量并适当提高冷后温度、溶剂再生、污水汽提节汽2023-6-865降低污水汽提蒸汽消耗一例 污水汽提换热终温89，蒸汽单耗0.13t/t，通过含硫污水与净化水换热控制方式，加大含硫污水
35、与净化水换热量，换热终温提高至100,蒸汽单耗降低0.01t/t。2023-6-866、抽真空系统、工艺设备节汽炼油工艺有很多过程需在真空真空环境中进行，这导致了抽真空工艺及设备的运行。常规抽真空采用蒸汽或机械蒸汽的模式抽真空，能耗高、运行费用也较高。蒸汽抽真空蒸汽耗量大，还需循环水冷却、产生含油污水。循环水温差受影响。如何改造？2023-6-867、抽真空系统、工艺设备节汽液体抽真空原理 采用文丘里工作原理为基础，使用液体为工作流体，动、势能量转换，达到抽真空，压缩气体的目的。（蒸汽喷射器、水抽子原理相同）v两种抽真空系统比较 效果、运行成本、操作 将减压塔抽真空系统改为液体抽真空，增加部分
36、电能的同时降低蒸汽消耗、循环水消耗、减少含硫污水产生量。2023-6-868、抽真空系统、工艺设备节汽透平节汽技术密封改造 目前透平密封均采用梳齿密封，中石化组织的节电节汽调研发现大部分蒸汽透平轴封排汽量大。原因为密封型式落后，透平前后汽封排汽量及汽轮机级间漏汽严重。据初步估计仅洛阳、扬子等6家企业透平前后汽封排汽量就达15吨/时。蒸汽透平梳齿密封更换为蜂窝密封，透平前后汽封排汽及汽轮机级间漏汽量将有较大的降低，节汽率35%。济南等单位已有成功经验。2023-6-869目前国内泵与风机生产厂商的许多产品还停留在一元流动设计的理论基础上，即他们把叶轮(片)内部流体的流态简单地看成流体在弯曲管内的
37、匀速流动，通过这种方法对叶轮(片)建立的数学模型无疑是很不真实的，对流体在叶轮内部运动的反映也是很不准确的。因此，通过这一方法计算、设计的叶轮(片)，其效率是很低的。七十年代后出现了泵与风机设计的二元理论，这一理论的出现使泵与风机叶轮(片)设计理论得到发展完善。这一理论通过在一个曲面上的分析，把叶轮(片)流道及流体流态做为变量来看待，使泵与风机的叶轮(片)设计比以前有了改善。设计合理，所以泵与风机的效率得到了提高。透平节汽技术三元流技术改造、抽真空系统、工艺设备节汽2023-6-870v研究从叶片根部到叶片顶部流动的S流面和流体从叶片到叶片间的流动情况，对径流、混流两类流面适当组合、相互迭代，
38、就能完整地得出气流流过叶轮(片)机械叶片槽道空间的三维变化，这就形成了叶轮(片)机械三元流动通用理论。v三元流动理论根据用途不同，可分为：外层三元流动-飞机、火箭、导弹 内部三元流动-叶轮机械，离心泵、离心风机、涡轮发动机、燃气轮机从理论上说三元流叶片较一元流有更高效率，但此项工作的完成需有实力的单位完成，西安交大在风机方面改造经验较多透平节汽技术三元流技术改造2023-6-871透平节汽技术三元流技术改造v改造实例：燕山分公司炼油厂2#催化主风机2007年月成功进行三元流改造，改造更换内容为：改造更换内容为：v1具有互换性的“全可控涡”三元流叶轮高效节能转子（含三元流叶轮三个、主轴、轴套、推
39、力盘、平衡盘等）v2鼓风机全套内隔板组 v3鼓风机主轴支承及止推四油叶滑动轴承 v4鼓风机全套密封（含气封和油封）2023-6-872透平节汽技术三元流技术改造v改造效果:v机组各项轴系参数包括振动、位移、温度全部正常，机组整体运行非常平稳。v对比2007年和2006年同期的如八月份的运行参数，在汽轮机同样的工况条件下，单台风量比原来平均增长3200NM3/H，同比节汽2.2t/h。v改造后的出口压力和风量的提高，同时也提高了烟机发电量，对比2007年和2006年八月份的同期水平，每小时平均提高发量100KW.h。2023-6-873、焦化用汽优化焦化用汽主要有两方面，一为分馏塔用汽，一为炉管
40、用汽。分馏塔用汽可考虑改为低压汽；炉管注气（大吹汽）可考虑改为注饱和水。分馏塔用汽改低压汽、炉管注气改饱和水在燕山均有成功经验。炉管注气改饱和水有助于稳定全厂蒸汽压力，减少生产波动。2023-6-874v通过调研石家庄炼油厂实际运行经验，第九作业部于2008年4月20日开始启动“新区焦化装置饱和水替大吹汽改造方案”，4月25日完成设计委托，5月15日开始现场施工，6月10日正式开始操作实验，6月25日操作试验圆满结束并转入正式操作运行。v项目实验初期，遇到了焦炭挥发份上升、大吹汽及给水冷焦阶段焦炭塔位移加大等诸多问题。针对这种情况，车间成立了项目攻关组，专门对上述问题进行技术攻关，及时采集具体
41、试验数据、焦炭产品分析数据，进行详细讨论分析，对试验方案坚持边实施边优化操作方法。截至7月6日，从测量数据上比较，改造方案实施后焦炭塔晃动位移情况明显好转，与只用蒸汽大吹汽比较也相差无几；从化验分析数据来看，实行新的方案之后，焦炭的挥发份分析也恢复到合格范围内。v通过该试验方案实施，焦化装置每天可以节约1.0MPa蒸汽消耗22吨（22小时生焦周期），年节约蒸汽7700吨，降本增效117万元/年。同时，从6月份的新区焦化装置蒸汽消耗量来看，1.0MPa蒸汽单耗量降至0.01t/t原料油的历史最好值，有效地保证了焦化装置能耗也稳步降低。2023-6-875技术革新成果简明流程图技术革新成果简明流程
42、图2023-6-876、工艺优化降低蒸汽消耗在全厂的蒸汽平衡表中，工艺耗汽量占全厂总用汽量的50以上，节泊潜力巨大。装置工艺用汽量并非固定，其随原料性质及产品加工方案有较大的变化，这使得工艺优化节汽有较大的空间。另外部分工艺用汽在设计阶段就不合理，也可采用其它介质替代，如催化干气汽提替代蒸汽汽提，催化减少雾化蒸汽耗量等。由于各厂情况不同，很难有相同经验或例子供参考，这需要在日常生产中去优化、摸索。下面给出两个实例供参考。2023-6-877、工艺优化降低蒸汽消耗工艺优化节汽实例之一：连续生理停预分馏塔连续重整装置预分馏塔的主要作用是将重整装置的原料油进行预分馏，去除馏分中比较轻的组分，这些轻组
43、分作为燃料气和轻石脑油产品送出装置。实际生产中，通过多次对重整混合原料油馏程的分析，得到即使不经过预分馏处理，重整原料油目前的馏程情况，也能满足重整进料的要求，因此决定停开预分馏塔C101，来降低装置的能耗。停开预分馏塔后节约中压蒸汽6.1t/h，年效益约960万元。2023-6-878、工艺优化降低蒸汽消耗工艺优化节汽实例之二：柴油加氢用汽优化柴油加氢装置外购蒸汽夏季只用于柴油汽提塔做汽提蒸汽使用，为了摸索不同的进料性质、反应进料量和质量控制方案等工况下，确定汽提蒸汽的合理使用量，在确保产品质量合格的前提下，车间进行了汽提蒸汽用量优化，达到既满足质量要求，又减小质量过剩，从而降低装置蒸汽消耗
44、量，每小时减少低压蒸汽耗量0.4吨/时，年节约3504吨蒸汽。2023-6-879、凝汽透平的改造凝汽透平尤其是低压凝汽透平热效率低，其能量有效利用率仅16%左右，远低于电机及背压透平,它仅应用来平衡蒸汽。因公用工程整体规划不好，目前许多自产汽(装置余热产)不足的厂还在使用凝汽透平，尤其是低压凝汽透平。另外还有企业因管网蒸汽压力与透平设计压力不符合，专门采用中压汽减温减压后供凝汽透平使用，能源利用更不合理。在全厂蒸汽平衡合理情况下，凝汽透平改背压或电机意义重大。2023-6-880、凝汽透平的改造低压凝汽透平改造效果计算一例：某催化装置气压机组为凝汽透平驱动，耗汽量约14t/h，装置加工量10
45、5t/h，气压机耗能为：v10公斤蒸汽：14/1057610.13kgEo/tv循 环 水：消耗循环水以1000 t/h计算v能耗为：2000/1050.10.95 kgEo/tv合计能耗为：10.13+0.9511.08kgEo/t变更为背压式气压机（同功率），经计算该背压式气压机需中压蒸汽约50t/h。则该背压式气压机能耗为50/105（88-76）5.71 kgEo/t 装置能耗降低 11.08-5.715.37个单位2023-6-881、凝汽透平的改造某厂凝汽透平改造节汽潜力：项目蒸汽流量轴功率循环水装置加工量能耗降低值单位t/hMWt/ht/hkgbo/tFCC212.91.5750
46、1006.654FCC3385.525002506.832CCR714001003.12MHC8.51.13502001.975合计66.49.140007504.112023-6-882炼油厂蒸汽系统的优化一、节汽对企业节能降耗的意义二、蒸汽的基础知识及蒸汽平衡 三、装置产汽的优化四、装置用汽优化五、罐区用汽优化 六、公用工程的蒸汽优化七、结束语2023-6-883五、罐区用汽优化罐区用汽优化目标是取消原油罐加热、伴热蒸汽。用装置余热产生的热水取代蒸汽加热，且不对原油罐进行大规模改造。为什么对原油罐区进行改造？很好的低温热阱，所需热量大，如采用蒸汽加热，蒸汽消耗占全厂以上。低温余热走空冷、水
47、冷双重浪费能源，其与原油罐需热品位匹配。2023-6-884五、罐区用汽优化 原油原油1.0 MPa1.0 MPa蒸汽蒸汽原油原油罐体热损罐体热损冷凝水冷凝水原油罐原油罐罐顶罐顶罐壁罐壁罐底罐底油罐热平衡示意图油罐热平衡示意图油罐主要热损失分析油罐主要热损失分析2023-6-885五、罐区用汽优化v油罐主要热损失分析油罐主要热损失分析 原油罐目前均为外浮顶油罐，大多数罐壁都有保温，罐顶浮盘一般不保温，主要是由于浮盘受承载力的限制，虽油罐罐壁安装保温，但油罐的热损失仍然很大，主要原因如下：1、浮盘直接浮在油面上，与油面直接接触（如图一），浮盘温度基本与油面温度相同。2、浮盘面积大，50000M3
48、原油罐直径达60M。3、罐顶直接裸露在大气中，油温越高，大气温度越低，风速越大，散热量也随之增大。2023-6-886五、罐区用汽优化v外浮顶热损失计算分析外浮顶热损失计算分析 以一台50000M3的原油罐进行罐顶散热损失计算为例采用原北京石化设计院编制的程序Chu-9进行核算：1、罐顶散热量达668215kcal/h，相当于消耗.0MP蒸汽量1.01t/h。2、油罐总散热量为752313kcal/h，相当于消耗.0MP蒸汽量1.45t/h。2023-6-887 减少油罐热损失，原油罐区取消减少油罐热损失，原油罐区取消蒸汽，罐顶保温是关键！蒸汽，罐顶保温是关键！五、五、罐区用汽优化罐区用汽优化
49、v外浮顶罐散热损失计算分析外浮顶罐散热损失计算分析2023-6-888五、五、罐区用汽优化罐区用汽优化1、提高进罐原油温度、提高进罐原油温度2、罐区原油管线采用、罐区原油管线采用9090热媒水进行伴线热媒水进行伴线3、罐内原油采用、罐内原油采用9090热媒水进行维温热媒水进行维温4、油罐外浮顶采用新型保温涂料、油罐外浮顶采用新型保温涂料取消原油罐区蒸汽的具体措施2023-6-889取消原油罐区蒸汽的具体措施v1、对进罐原油进行换热，提高进罐原油温、对进罐原油进行换热，提高进罐原油温度度 原油进罐区前增设换热器，采用热媒水(90)换热提高进罐油温。由于原油品种较多，粘度、凝固点差异大，据有关资料
50、介绍，常用原油凝固点平均值14.56，所以对换热器选型核算时，换热器进油温度取25。由于热媒水比蒸汽的焓值要小得多，油罐维温难度较大，故将出油温度按45进行核算。2023-6-890取消原油罐区蒸汽的具体措施v1、对进罐原油进行换热，提高进罐原油温度、对进罐原油进行换热，提高进罐原油温度 举例计算说明：举例计算说明：以原油流量1000 m3/h（以番禺原油为例），将原油从25换热到45。如果采用1.0MPa蒸汽换热，需要蒸汽18.6吨/小时，总传热量2.5107kJ/h。如果采用90热水换热，出水温度为50度，需要热媒水247吨/小时，总传热量2.5107kJ/h。2023-6-891取消原油
