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炼油厂常减压装置节能新技术措施
3%¨】。
3降低常减压装置能耗的新措施
根据以上的分析,各炼油厂和科研机构不断进行技术创新, 从不同环节对常减压装置节能的新措施进行了探讨和试验,取 得了较好的效果。
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1采用系统优化匹配方法.统筹考虑节能方案。 系统优化匹配方法就是打破单套装置界限,根据不同温位
热源的特点,合理地实行装置问的联合,在较大范围内进行冷、 热物流的优化匹配的方法,其根本目的是避免“高热低用”,实现 能量利用的最优化。 以某厂50万“年常减压装置和氧化沥青装置的联台优化方 案为捌“。:该方案将氧化塔底抽出的沥青由260℃与常减压装置 的脱后原油换热至180。C后再出装置,可使原油升温35。C,常压 炉节省燃料135kg/h。同时,通过将常压换换后原油送至沥青装 置的焚烧炉对流段与高温烟气(约900%)进行换热,又可使其温 度升高16℃。装置进行优化后,极大地提高了常压炉的进料温 度,降低了炉子热负荷,使常减压装置的能耗由原来的522
47M.Itt
F降到484 66MJh,节能效果相当明显。
3.3采用新工艺新设备,提高能量转换利用水平。 3.1.1提高加热炉效率 加热炉是重要的升温设备,炼油厂综台能耗的1/3是由其进 行转换和消耗的,节能潜力巨大。针对加热炉效率的提高主要 有如下几种新的措施: (1)将常规的烟气余热加热自用燃烧空气,原油独立换热流 程改为加热炉对流室冷流原油与烟气直接换热流程。该流程的 优点是:既加强了烟气余热回收系统和装置换热系统冷热流的 匹配优化,叉将原来的气一气换热改为气一液换热,极大地提高 了换热效率。某厂装置进行流程改造后,使加热炉的平均效率 由65%提高到85%。 (2)采用热管式空气预热器进一步强化加热炉烟气能量的 回收,减少排烟热损失。 由热管组成的热管式空气预热器是一种高救气一气换热设 备。热管内外封闭,管外带有翅片,管内充有储热介质。借助于 介质的蒸发和玲凝可以高教地实现烟气和空气之间的换热,其 最大负荷可达5MW,使加热炉热效率提高到90%以上。 (3)采用新型燃烧器火嘴,提高加热炉燃料的燃烧效率。
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万方数据
燃烧器火嘴的结构决定了燃料的雾化性能和燃烧效果,这 一点对重油燃料更为重要。目前,针对重油燃料的高粘特性,北 京航空航天大学成功开发丁内混台多孔互击式音速空气雾化火
3.4.2调节减压塔急冷油回注量,提高减渣温度。 减渣是热容最大的高温位换热热源。减压塔在设计时为减 少渣油的高温裂解,提高塔顶真空度,常要求向塔内网注一定量 的急冷油,使渣油温度低于350。C。根据研究““,原油换热终温 随减渣温度的变化而变化,较高的减渣温度(>342%)对原油终 温的提高影响更加明显,同时减渣即使在355'13裂解量也很小, 基本不降低塔的真空度,因此可以改变现有操作的局限,减少冷 油回注,提高减渣抽出温度以提高原油换热终温,降低加热炉能
此外,将常减压装置的中间产品直接供人下游加工装置,进 行“接口进料”,也可以较好地达到节能目的。如常减压蜡油和 渣油热供料到催化裂化、加氢裂化、焦化、沥青等装置,组成物流 联合系统,既可以减少下游装置进料升温加热的负荷,降低其能 耗,又町以减少常减压装置的产品冷却负荷,降低冷却水用量, 从而达到综合节能效果。 3.2优化换热网络,台理匹配冷热物流 常减压装置的剩糸热量主要是蒸馏塔塔顶回流和各中段回 流取出的,热流的温位从上而下逐渐升高,因此为提高原油的最 终换热温度,应合理分配取热.增加高温位热源热量,而进行换 热网络的优化是重中之重。 根据对换热过程有效能损失的分析”3,在设计换热网络时, 应安排一个高温热源进行多次按热,即根据冷源温度的高低依 次进行换热,使每次的传热温差较小,丽不宜使之直接与温度很 低的冷流进行换热并产生较大的温差。 目前,对于换热网络优化合成应用比较广泛的是央点技 术“1。“夹点”的概念最初由英国教授B.Linnhoff提出。他认为
saving;new
measures;economic evaluation
l前育
常减压装置是炼油厂最大的耗能装置之一,约占炼油总耗 能的25%一30%,因此降低该装置的能耗对炼油厂的节能降耗 具有极其重要的意义。据统计,国内常减压装置的最低能耗约
果,以便各炼油厂在常减压装置改造时进行借鉴,从而提高装置 整体用能效率,降低能耗。
3 3
4结论
目前国内常减压装置节能潜力很人,录用系统优化匹配方 法,实行装置间热量联合和夹点技术等新的优化措施对现有换 热网络进行改造,同时结台新工艺新设备的应用,提高加热炉效 率,强化油料换热,深化工艺操作条件等都可以使常减压装置取 得怠好的节能效果,切实降低能耗。最终提高企业的经济效益。
参考文献 [1]候祥精中国炼油技术(第二版)[M].北京:中国石化出版社,
在换热网络中存在着一个最小的允许传热温差△1'嘞——这一一点
即为“夹点”,它限制了网络最大热量的回收。无论多么复杂的 热传递网都可以在温一焓图t-_按一定的规则作出能量组合曲 线,而热流曲线与冷流曲线之间的最小垂直温差就是网络的兜 点。冷热流曲线将整个媪一培图分为传递系统换热负荷、公用 工程冷却负荷和公用工程加热负荷三部分,通过选取适当的夹 点温差就可以达到最小的公用一I:程负荷,从而实现热量最经济 的匹配。 利用夹点技术对原有装置换热网络进行改造近年来取得一 些明显的效果。大庆石化总厂”’应用基于夹点设计原则的PDMI 软件对其第三常减压装置的原有换热网络进行了优化,在增加3 台换热器和1台蒸汽发生器后,使该装鼍的总能耗降低约4%, 年节约燃料油1438t。克拉玛依炼油厂“1也曾根据该技术对其常 减压装置换热系统进行了优化改造,仅增加了7台冷换设备就 使原油换热总温由250%:提高到295"12,节能效果相当可观。 针对常减压的换热优化节能过程,吉林化工学院高维平等 开发r“换热网络的合成”、“换热网络的分析”、“换热器优化设 计”和“换热网络的流程模拟”等技术,并利用“换热网络优化节 能软件包”对吉化炼油厂第1常减压原有换热流程进行了改 造”3,使初底油换热终温由272。C升高到308%:,年可节省燃料 7800t。在投资150万元对该厂第Ⅱ常减压装置换热流程优化改 造后,初底油换热终温由改造前的302<t2提高到322"C,年可节省 加热炉燃料4918t,净增效益688万元,节能效果相当可观”1。 此外,清华大学利用阚值法开发了一种新的常减压工艺流 程,并借助于PRO/lI软件对其节能效果进行r模拟。结果显示. 该新型流翟比传统工艺流程可以降低能耗18
2常减压装置用能过程分析
常减压装置总的用能过程可分为三大环节:能量的传输和 转换环节,能量的工艺利用环节和能量的回收利用环节。过程 评价的方法主要是能量平衡分析和有效能分析。本文着重从能 量平衡方面进行用能过程的分析,有效能分析偶有涉及。 对某典型常减压装置总用能过程的分析研究…表明: (1)在传输和转换环节,能量的利用率为86 9%。在直接损 失的能量中,加热炉的排烟热损失占总供入能量的8
New
Measures
of Energy Saving Adopted in the CDU
GU Tanl,LIU
Ying—chun2
100083,China;
(1.Research 2.Shandong
Institute of Petroleum
Processing,SINOPEC,Beijing
2001
[2]肖立剐,张道光,段维忠常减压蒸馏联台装置节能设计【J]石 油规划设计,1999,10(2):26—28 【3]林世雄.石油炼制工程(第三版)[M]北京:石油工业出版杜.
第22卷,总第124期 2004年3月,第2期
《节能技术》
ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY
V01.22.Sum.No.124 Mar.2004,No.2
炼油厂常减压装置节能新技术措施
谷涛1,刘迎春2 (1.中国石化集团石油化工科学研究院,北京100083;2.山东海普劳动安全技术咨询奢司,山东青岛266022)
耗。
嘴,可使重油雾化粒度小于狮帅,其有雾化性好,燃烧充分、不易
结焦堵塞的特点,与其它重油燃烧器相比可节约燃料10%左右。 这种新型火嘴已实现了工业应用,取得较好效果。
3 3Βιβλιοθήκη 2采用内波外螺纹换热器,强化换热效果。 从传热方程0=K・A-出看,在传热面积A和温差血…定
时,提高传热系数K可以提高传热速率p。根据对换热器管壁 流体流动状态的分析“…,由于两侧的冷、热流体在紧靠壁处处于 热阻较大的层流状态,因此为提高K必须改变管壁处流体的流 动状态,增大其紊流程度,改变总传热系数由管内膜层流传热系 数控制的状况。内波外螺纹换热器就是基于这样的原理来强化 换热器传热艘果的””。该换热器管管壁呈内凸外凹的波纹形, 当流体流经管壁的凹、凸槽时,会产生一个方向始终垂直于层流 流动方向的纵向涡流。谈涡流使层流层受到冲击干扰,转变成 亲流状态,从而提高r总传热速率。由于此型换热器的特殊设 计同时强化了管束两侧的传热,近年来它正逐步取代常用的浮 头换热器在炼油厂广泛应用。
摘要:降低常减压装置的能耗对炼油厂节能具有重要意义。本文分析了该装置的用能特点和存在 的问题,针对其用能三环节总结和讨论了节能的新措施,并对其节能效果进行了评价分析,以便各炼油厂 装置改造时进行借鉴,从而切实降低能耗,提高经济效益。 关键词:常减压装置;节能;新措施;效果分析
中图分类"号:TE624.2 文献标识码:A 文章编号:1002—6339(2004)02—0039—03
Help Labour Safety Technique Consultation
Co.,Qingdac 266022,China)
Abstract:Reducing the
ener酊consumption
of the Crude DisfiHafian
Unit(CDU)is
of great significance
to
a
refinery.
11ae energy utilization processes and problems affecting the energy which new