焦化裝置能耗分析及節(jié)能措施的應(yīng)用

劉敏

摘 要：焦化裝置在正常的運行過程中需要消耗大量的能源，比如電能、水蒸氣、原料油等，在國家大力提倡節(jié)能減排的環(huán)保理念下，焦化裝置要采取措施來實現(xiàn)裝置節(jié)能減排的目的，下文通過分析焦化裝置能耗的基本構(gòu)成，讓相關(guān)人員有一定的了解，然后從燃料、水蒸氣、電能等方面展開了關(guān)于節(jié)能措施的分析。

關(guān)鍵詞：節(jié)能措施；應(yīng)用；焦化裝置；能耗分析

焦化裝置是將渣油經(jīng)深度熱裂化轉(zhuǎn)化為氣體和輕、中質(zhì)餾分油及焦炭的加工工藝，是煉油廠提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)石油焦的重要手段。焦化屬于熱脫炭工藝，其中熱裂化反應(yīng)是強吸熱過程，需要消耗大量的能量較。當前，節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)已成為社會廣泛關(guān)注的焦點問題，作為能耗較大的焦化裝置，需要想方設(shè)法降低生產(chǎn)過程中的能耗，以保證整個裝置運行的經(jīng)濟性。

一、焦化裝置生產(chǎn)過程中的能耗構(gòu)成

在煉油企業(yè)中，傳統(tǒng)的焦化裝置需要消耗較多的能源和資源，而且整體浪費也比較嚴重，這不僅對周邊的自然環(huán)境會產(chǎn)生不利影響，也會影響到我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展。煉油廠焦化裝置的能耗主要包括加熱爐所使用的燃料氣以及燃料油，機泵以及壓縮機所需要消耗的電能、催化和裂化裝置所消耗的焦炭、蒸汽和新鮮水等。這些能耗的具體消耗比例也是不完全相同的。例如燃料能耗的總消耗就高達55%以上，消耗的蒸汽總量大約占總能耗的三成左右，電能的消耗占10%左右。因此，優(yōu)化工藝條件，改善加熱爐的負荷，提升加熱爐的熱率，是降低燃料能耗的關(guān)鍵。同時還應(yīng)該采取必要措施控制蒸汽、原料、電能等的消耗。

二、焦化裝置的節(jié)能措施及優(yōu)化實踐

（一）優(yōu)化改造蒸汽系統(tǒng)

一，優(yōu)化動力蒸汽系統(tǒng)。煉油企業(yè)可以依據(jù)實際狀況，對動力蒸汽系統(tǒng)進行適當?shù)膬?yōu)化調(diào)整，以便充分發(fā)揮動力蒸汽系統(tǒng)的作用，降低能源的消耗。例如某煉油企業(yè)將低負荷的兩臺鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整為一臺鍋爐系統(tǒng)和一臺燃機系統(tǒng)，并處于經(jīng)濟負荷狀態(tài)下，能夠顯著提升動力站的熱效率，進而實現(xiàn)對燃料的有效節(jié)約。最終有效降低了該煉油企業(yè)的總能耗為0.53-0.89kg標油/t。不過該種優(yōu)化方式也存在一定的缺點，例如處理故障的余地較小，且容易導致系統(tǒng)出現(xiàn)較大的波動。所以具體優(yōu)化方法需要結(jié)合煉油企業(yè)的實際狀況合理確定；二，保溫改造蒸汽管道。由于蒸汽管道內(nèi)的介質(zhì)整體溫度較高，極易出現(xiàn)較大的熱損失，為有效降低蒸汽輸送過程中的熱量損失，可適當改進蒸汽管道的保溫措施。

（二）降低燃料能耗

降低燃料能耗要對加熱爐進行系統(tǒng)技術(shù)改造。焦化裝置中的加熱爐是采用熱管空氣預(yù)熱器對系統(tǒng)進行設(shè)計的，加熱爐的溫度和氧氣含量值盡管都在合理的控制范圍內(nèi)，但是，在加熱過程中由于操作波動問題以及煙氣流量問題等，造成不同程度的熱量損失。因此，我們要根據(jù)加熱爐的實際情況，對加熱爐進行技術(shù)改造，采用水熱煤余熱回收系統(tǒng)，通過高壓脫氧水實現(xiàn)煙氣和冷空氣兩者之間的熱量交換，從而確保熱管表面的溫度均勻。該系統(tǒng)于2013年6月完成改造，投入使用后的排煙溫度、入爐溫度和熱效率效果比較顯著。下面通過改造前后兩者數(shù)據(jù)的比較分析，來驗證節(jié)能改造后的焦化裝置效果，如表1。

（三）降低水的消耗

焦化裝置在正常的生產(chǎn)過程中會消耗大量的水，比如新鮮水、循環(huán)水等，因此需要對裝置采取節(jié)水措施：其一，循壞水系統(tǒng)的優(yōu)化處理。對于循壞水而言，需要依據(jù)各個換熱介質(zhì)的實際溫度具體進行優(yōu)化控制。比如某煉油廠，通過對循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化控制后，換熱器進出口溫差調(diào)整為6-7℃，此時可減少水量消耗高達4×104-4.5×104t/h；其二，對于新鮮水而言，若是運用凈化水來進行補水，則需要控制好流量，防止浪費水資源。同時還應(yīng)該對水中所包含的氯離子進行定期檢查，避免氯離子含量過高而腐蝕除焦設(shè)備。

（四）減少電能消耗的措施

焦化裝置運行過程中的主要設(shè)備有機泵、塔器及空冷器等。所需的電能通常比較大，例如某焦化裝置100KW的電機有18臺，由此可見，在焦化設(shè)備運行過程中，需要消耗大量電能，所以降低電能的消耗也很重要，首先通常要采用優(yōu)先工藝設(shè)備，優(yōu)化并縮短除焦時間，通過提高焦化裝置的液體收率，來降低焦炭的產(chǎn)率；其次，根據(jù)焦炭的硬度變化對加熱爐出口的溫度進行及時的調(diào)節(jié)，保證溫度的正常；再次，對焦化生產(chǎn)人員加強技術(shù)培訓和指導，提高其除焦水平和技能，保證除焦速度的合理性；最后，還要對高壓水泵的啟泵時間進行科學的控制，避免水泵的預(yù)充時間過長，對除焦設(shè)備進行及時的檢查，避免設(shè)備出現(xiàn)不必要的故障問題。

三、結(jié)語

綜上所述，對于解決焦化裝置高能耗問題，需要相關(guān)人員積極探索合適的節(jié)能減排措施。由于焦化裝置能耗主要包含燃料、蒸汽、水和電能等，所以石化企業(yè)要明采取必要措施對上述高耗能部分進行優(yōu)化，最大限度降低能源的消耗，實現(xiàn)焦化裝置節(jié)能減排的目的，推動石化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]李金馬，莫力根.煉油焦化裝置能耗分析及節(jié)能優(yōu)化實踐[J].石化技術(shù)，2016，03：1.endprint