煉油廠中壓蒸汽管網(wǎng)計算機(jī)模擬與優(yōu)化

管婧宇

摘要：煉油廠中壓蒸汽管網(wǎng)在生產(chǎn)過程中，由于用戶的不斷增多，導(dǎo)致中壓蒸汽管網(wǎng)的工作效率也在不斷增加原有的供應(yīng)方式已經(jīng)無法滿足用戶需求，因此需要對中壓蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行不斷優(yōu)化，建立新的用氣平衡，然而煉油廠中壓蒸汽管網(wǎng)在運(yùn)行過程中會出現(xiàn)較多的問題，因此需要依靠計算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行中壓蒸汽管網(wǎng)的改造優(yōu)化，才能夠有效提高中壓蒸汽管網(wǎng)的工作效率。

關(guān)鍵詞：煉油廠;中壓蒸汽管網(wǎng);計算機(jī)模擬

在煉油廠生產(chǎn)過程中，蒸汽的應(yīng)用非常廣泛，蒸汽主要應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)過程中的動力儲運(yùn)等多個方面，隨著煉油廠生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，中壓蒸汽管網(wǎng)的工作效率無法得到保證，因此需要采取有效措施，對中壓蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，才能夠有效解決煉油廠的供應(yīng)關(guān)系，依靠計算機(jī)模擬技術(shù)能夠有效提高中壓蒸汽管網(wǎng)優(yōu)化工作的提高。

1中壓蒸汽管網(wǎng)的現(xiàn)狀及改造的必要性

煉油廠在生產(chǎn)過程中有著非常重要的，然而傳統(tǒng)的加工裝置在煉油廠運(yùn)用過程中已經(jīng)出現(xiàn)工作效率明顯不足的現(xiàn)象，尤其是煉油廠的中壓蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)，如果得不到充分利用，則有可能導(dǎo)致整個生產(chǎn)效率下降，同時由于過熱度偏低存在嚴(yán)重的安全隱患。在實際工作過程中，隨著原油加工量的不斷增加以及加工深度的提高，煉油廠的規(guī)模也一直在不斷增加，尤其是中壓蒸汽管網(wǎng)的工作效率也需要得到提高，目前煉油廠中壓蒸汽管網(wǎng)所存在的主要問題包括以下幾個方面：

（1）頂?，F(xiàn)象。由于煉油廠的重油催化裂化裝置與熱電站地距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致管道中蒸汽過熱度偏低，出現(xiàn)管網(wǎng)帶水現(xiàn)象，從而對汽輪機(jī)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重隱患。

（2）管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理。在實際運(yùn)行過程中，對于重油催化裂化中所剩余的氣體無法得到充分利用，由于重油催化裂化中所產(chǎn)生的蒸汽過熱度高，品質(zhì)較好，可以直接應(yīng)用于熱電站的應(yīng)用，但是在實際運(yùn)營過程中，由于管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致部分的蒸汽出現(xiàn)浪費現(xiàn)象，無法實現(xiàn)直接供給。

（3）不能夠滿足發(fā)展需求。隨著煉油廠加氫裝置的不斷擴(kuò)大，所需要的蒸汽量也在不斷提高，如何保證中壓蒸汽管線的安全和科學(xué)合理的應(yīng)用是一項非常重要的研究內(nèi)容，目前煉油廠所采用的蒸汽壓力管線直徑較小，沿途中壓力損失較大，無法滿足加氫裝置的日常需求。因此非常有必要對煉油廠的中壓蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2計算機(jī)軟件模擬

目前我國煉油廠在生產(chǎn)過程中所利用的軟件較多，但是目前我國使用最為廣泛的計算機(jī)軟件為DesignⅡ。該計算機(jī)軟件是由美國公司開發(fā)，比較適用于石油化工領(lǐng)域的各項工藝流程模擬工作。由于該軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，并且基礎(chǔ)數(shù)據(jù)權(quán)能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)的良好交互，目前該計算機(jī)模擬軟件在世界范圍內(nèi)得到了非常廣泛的應(yīng)用。

DesignⅡ計算機(jī)模擬軟件主要包括管道、混合器、分配器三個計算模塊。對于管道的計算模塊，主要是通過定義管道的長度、標(biāo)高、材質(zhì)、彎頭以及其他管件的數(shù)量等內(nèi)容對于管道輸送的流量進(jìn)行確定?；旌掀骱头峙淦鞯哪K主要是進(jìn)行定義輸入、輸出。

在建立中壓蒸汽管網(wǎng)計算機(jī)模擬系統(tǒng)過程中需要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，對煉油廠的管道長度、管道標(biāo)高、管道材質(zhì)、管道彎頭、環(huán)境溫度等多個條件的數(shù)據(jù)收集。并且要了解重油催化裂化裝置的空氣流量，溫度壓力等初始條件。來計算管道中所承受的傳熱條件是否與現(xiàn)場相符。

3優(yōu)化方案

催化裂化裝置主要是利用煙氣余熱來產(chǎn)生中壓蒸汽所產(chǎn)生的蒸汽總量與催化裂化裝置的加工量有著直接關(guān)系。從動力角度進(jìn)行分析，催化裂化裝置的余熱鍋爐并不是一個穩(wěn)定的氣源，而煉油廠的熱化站則是一個非常穩(wěn)定的氣源，因此企業(yè)的動力運(yùn)行需要依靠熱電站來作為主要的動力來源。但是從節(jié)能角度進(jìn)行分析，也要充分利用催化裂化裝置，煙氣余熱所形成的中壓蒸汽，從而可以有效降低整個煉油廠的能耗現(xiàn)象。

3.1中壓蒸汽總管環(huán)線布局

結(jié)合相應(yīng)的計算機(jī)模擬結(jié)果，可以看出在實際運(yùn)用過程中需要增加一條中壓蒸汽管線，將中壓蒸汽管線與催化裂化裝置中的管線進(jìn)行相接，并且將中壓蒸汽管線的管徑轉(zhuǎn)化為350直徑的管道。與合成氨合成氣壓縮機(jī)抽氣通過閥門控制，當(dāng)閥門打開時會形成兩個環(huán)路，從不同的方向輸送中壓蒸汽，從而保證整個中壓管網(wǎng)的平衡供應(yīng)。當(dāng)閥門關(guān)閉時可形成多點向中央蒸汽總管供氣的格局，減少對抽氣管線的影響。

3.2柴油加氫改質(zhì)裝置投用前方案

催化裂化裝置在工作過程中，余熱鍋爐內(nèi)會產(chǎn)生大量的蒸汽，除去本裝置所需要的消耗以外全部送出。利用DesignⅡ計算機(jī)模擬軟件進(jìn)行模擬，在保證相應(yīng)的初始條件下，能夠計算出熱電站的蒸汽流量和壓力。通過模擬結(jié)果可以看出催化裂化裝置的余熱鍋爐能夠達(dá)到最大的產(chǎn)氣量，同時在本裝置中所需要的氣量能夠?qū)崿F(xiàn)最低化的消耗。但是在輸送過程中壓熱中的過熱度已經(jīng)發(fā)生偏低現(xiàn)象，已經(jīng)不能用作其他裝置和汽輪機(jī)組的發(fā)電。

3.3柴油加氫改質(zhì)裝置投用后的運(yùn)行方案

柴油加氫改質(zhì)裝置投產(chǎn)以后，所使用的中壓蒸汽量較多，并且所產(chǎn)生的背壓汽也交較多，變壓器能夠與加氫精制減溫減壓器的新增專線進(jìn)行連接，來作為南、北同苯脫蠟以及污水凈化裝置的專用氣源，在該過程中加氫精制減溫減壓器會處于停機(jī)狀態(tài)。

結(jié)合DesignⅡ計算機(jī)模擬軟件的模擬結(jié)果可以看出，重油催化裂化裝置的產(chǎn)氣量為110t/h，外送的氣量可以為50t/h。為保證加氫精制及柴油加氫改質(zhì)裝置的用氣量熱電站應(yīng)當(dāng)外送氣量為40t/h，才能夠有效保證整個煉油廠生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4結(jié)束語

綜上所述，通過對煉油廠中壓蒸汽管網(wǎng)的優(yōu)化能夠有效提高中壓蒸汽管網(wǎng)的工作效率，并且為煉油廠帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，利用計算機(jī)模擬技術(shù)，能夠充分了解到中壓蒸汽管網(wǎng)在運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的問題，并且能夠根據(jù)所出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，從而有效增加煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為實現(xiàn)煉油廠的可持續(xù)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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