延迟焦化装置的能耗分析和节能措施

1、延迟焦化装置的能耗分析和节能措施郑宗孝姜伟（齐鲁分公司胜利炼油厂延迟焦化车间，山东淄博255434）摘要 通过对1.40 Mt/a延迟焦化装置的能耗构成进行深入、全面地分析，找到了影响装置能耗的主要 因素，并通过采取有效措施，降低了装置能耗，取得了良好的经济效益。关键词延迟焦化能耗燃料气蒸汽节能胜利炼油厂于2004年3月建成投产一套1.4 Mt/a 一炉两塔延迟焦化装置，该装置包括焦化部分、焦化 富气的压缩及汽油柴油吸收部分。装置设计能耗28.62 kgEO/t，而2004年装置能耗达到了 38.40 kgEO/t， 远远超过了设计值。通过对装置能耗进行深入的分析，找到了影响能耗的主要因素，并

2、通过技术改造，有 针对性的采取节能措施，装置能耗有了大幅下降，2006能耗为22.71 kgEO/t，下降了 15.69 kgEO/t，取得 了显著的经济效益和社会效益。1延迟焦化装置的能耗构成分析延迟焦化装置能耗主要包括燃料气、水、电、汽等消耗，表1为延迟焦化装置的设计能耗构成。表1延迟焦化装置的设计能耗构成项目能耗值/ (kgEO t-1占总能耗的 比例，表2 2004年装置能耗与设计值对比kgEO/t项目设计能耗值2004年能耗值新鲜水0.010.035新鲜水0.010.01循环水0.291.01循环水0.290.49除盐水0.190.66除盐水0.190.16电5.0217.54电5.

3、024.72蒸汽0.842.94蒸汽0.847.893.5 MPa蒸汽17.7562.023.5 MPa蒸汽17.7519.621.0 MPa蒸汽-16.91-59.081.0 MPa蒸汽-16.91-11.73燃料气22.2777.81燃料气22.2725.13能耗合计28.62100.00能耗合计28.6238.40由表1可知，在延迟焦化装置的设计能耗构成中，燃料气所占比例在77%以上，电耗所占比例在17% 以上，蒸汽所占比例在3%左右。说明燃料气消耗在装置能耗中占主导地位，其次是电耗、蒸汽消耗。因 此，降低燃料气、电耗、蒸汽消耗是降低装置能耗的决定性因素。2延迟焦化装置的能耗分析和节能措

4、施2.1 延迟焦化装置的能耗分析2004年是1.4 Mt/a延迟焦化装置的第一个运行周期，由于为新建装置，存在较多的生产问题，如：设 计缺陷、仪表问题、设备问题等，造成装置燃料气、水、电、汽等各项消耗过高，装置能耗超过设计值9.78 kgEO/t。2004年装置能耗与设计值对比情况见表2。a）燃料气单耗超过设计值2.86 kgEO/t，主要原因是由于开工初期生产问题较多，如加热炉四路进料 流量计指示不准、四路进料控制阀及12路注汽调节阀控制不稳等。b）3.5 MPa蒸汽单耗超过设计值1.87 kgEO/t，主要原因是由于2、3月份开工初期用汽量大，特别是 蒸汽管线吹扫打靶等，影响到3.5 MP

5、a蒸汽单耗。c） 1.0 MPa蒸汽单耗超过设计值5.18 kgEO/t,主要原因是由于设计问题造成装置防冻凝用汽量大，另外，开工初期蒸汽发生器ER601管束出现多次泄漏，致使自产蒸汽量低。d）新鲜水消耗与设计值持平，电耗、除盐水单耗比设计值低，循环水单耗偏高是由于开工初期用水 多，另外装置各循环水冷却器水量未调整到位。2.2延迟焦化装置的节能措施2.2.1优化加热炉操作，降低燃料气消耗延迟焦化加热炉为双辐射室四管程双面辐射立式炉型，采用了热管空气预热器、扁平焰彳00乂火咀、 鼓风机引风机变频技术，设计热效率可达90%。为充分发挥加热炉的节能优势，车间以安稳优为目的，加 强了技术管理a）积极进

6、行技术改造，平稳加热炉操作加热炉四路进料流量计设计为靶式流量计，由于指示不准，操作上只能依靠各路进料瓦斯用量和现 场火焰来调节，致使加热炉A路炉管结焦，不得不对加热炉进行了在线烧焦。2005年4月份检修期间，将 四路进料流量计改为孔板流量计后，使用情况良好。加热炉四路进料控制阀和注汽控制阀由于压差大，造成控制不稳，加热炉操作波动大。2005年4月 份检修期间，更换为小通径控制阀，稳定了加热炉操作。2006年4月份，由于又出现控制不稳问题，拆阀 后发现阀芯冲蚀严重，及时进行了更换，并将材质升级。2005年1月份开始，加热炉5个出口测压点中有3个指示失灵，检查发现为结焦堵死，只能在4月 份检修期间

7、进行了处理。为解决这一问题，检修期间将5个测压点增加了反吹蒸汽。加热炉辐射室炉管采用AIROM公司生产的铠装表面热电偶52个，2004年11月份开始，炉管表面 热偶陆续出现问题，有8个热偶由于故障而停止使用。2005年4月份检修发现，主要原因是固定热偶丝的 钢板为焊接，长期接受高温后开裂，致使指示失灵。因此更换了28只国产热偶，固定形式改为卡子固定， 现使用情况良好。2005年7月份，加热炉先进控制器投用，运行情况良好，投用率在95%以上，稳定了加热炉操作。其它如加热炉联锁问题、加热炉风门故障、鼓风机出口闸板钢丝绳断裂问题等都得到了妥善处理， 保证了加热炉的平稳运行。b）强化工艺管理，提高加热

8、炉热效率加热炉氧含量在线检测仪为富士公司的氧化锆氧含量分析器ZFK2R235E1YY，投用初期存在指示 不准问题，后经反复校对后正常，现运行良好。加热炉8个负压计开工初期也存在指示不准问题，后经处 理正常。加热炉为强制通风，鼓风机、引风机采用变频技术，控制炉膛氧含量在2%4%、负压在-20-40 Pa，从而控制烟气中的氧含量才5%，一氧化碳100X10-6,保证加热炉的过剩空气系数在1.2左右。加热炉采用下置式无机传热空气预热器，提高入炉空气温度在250C，降低了排烟温度，提高加热 炉的热效率。2005年4月份检修发现热管与隔板处存在缝隙，重新加填料固定，2006年9月份又进行了检 修处理，确

9、保了空气预热器的正常运行。装置采用顶循回流油预热燃料气，通过优化操作，燃料气入炉温度在160C，不仅降低顶循回流的 冷却负荷，而且为加热炉提供了有效热量。加热炉辐射室采用纤维可塑料衬里，使用情况良好，2005年检修未发现问题。2006年9月份又对 128个看火窗增加了隔热块，保证了炉外壁温度在80C以下。加强了日常操作维护，封堵了漏风部位，各看火窗、看火孔使用后必须关严，128个燃烧器分班组 维护，定期清理火嘴。通过工艺调整，提高自产蒸汽量，提高加热炉过热蒸汽的取热量，降低排烟温度。优化工艺操作，控制装置循环比在0.200.22，平衡好循环比和原料入炉温度的关系。在保证焦炭质量的前提下，加热炉

10、出口温度在低限控制。c）做好燃料气的定期分析工作装置所用燃料气来自炼厂瓦斯管网，成分复杂，热值变化较大，影响到燃料气的计量工作。为此，车 间加强了燃料气的定期分析，以此来指导生产。2.2.2工艺技术革新，降低蒸汽消耗延迟焦化装置用汽有两种，一是3.5 MPa蒸汽，用在汽轮机和加热炉注汽，一般比较固定，调节余地 不大；二是1.0 MPa蒸汽，主要是特阀注汽、焦炭塔冷焦蒸汽、防焦蒸汽、防冻凝用汽、事故用汽，这部 分用汽具有较大的节能潜力。另外，装置设有蒸汽发生器，能自产部分1.0 MPa蒸汽。a）加强管理，降低3.5 MPa蒸汽消耗在焦炭塔预热、换塔时，根据分馏塔顶压力随时调整气压机转速，废除过去

11、只增加反飞动量的做法， 以减少3.5 MPa蒸汽消耗。减少装置汽轮机排凝用汽量。降低加热炉注汽量，由原来的2.4 t/h降至1.8 t/h。b）技术革新，减少1.0 MPa蒸汽消耗焦炭塔的蒸汽冷焦操作是根据设计值制定的。2006年3月，车间经过研究论证，将小吹汽蒸汽用量 由6 t/h降至3 t/h，小吹汽时间1.5 h；大吹汽蒸汽用量由20 t/h降至13 t/h，大吹汽时间由3 h降至2 h。现 在，小吹汽蒸汽用量降至2.5 t/h，小吹汽时间降至1 h；大吹汽蒸汽用量降至11 t/h，大吹汽时间降至1.5 h。 焦炭塔冷焦蒸汽用量降低后，冷焦操作未受影响，生产正常。这样每天可以节约蒸气50

12、 t，降低能耗接近 1 kgEO/t。通过技措动改，减少现场蒸汽防冻凝排放点，部分蒸汽支线总阀关闭，加盲板隔离。并通过现场动 火施工，割除部分用途不大的蒸汽点。通过对装置伴热线普查，停用了闲置管线、连续使用的重油管线等不必要的伴热线。在调查论证的基础上，2005年停用了焦炭塔11 m、48 m平台消泡剂注入点防焦蒸汽和18 m平台油 气线安全阀前防焦蒸汽，这6处防焦蒸汽停用后，既降低了蒸汽消耗，由减少了含硫污水量。停用了接触冷却塔顶空冷器A605/1-8加热器，既避免了空冷器启运后加热器管线水击，又降低了蒸 汽消耗。2005年冬季停用三台焦炭塔冷焦水空冷器，相应蒸汽加热器停用，并加盲板隔离。平

13、稳好装置生产，减少设备故障率，减少设备管线吹扫用汽和蒸汽往复泵用汽，并杜绝过去扫线时 间过长的浪费现象。c）工艺调整，增加自产蒸汽量由于原料进装置温度高于设计值，分馏塔过剩热量多，在保证原料入分馏塔温度在285r的前提下， 开大蜡油换热器E605/1-4副线，增加自产蒸汽热源热量。调整装置循环比在0.200.22，提高蜡油产率，充分利用蜡油余热产生蒸汽。调整蜡油上回流量，由20 t/h提至35 t/h，充分利用这部分高温位热源热量。在保证蜡油质量的前提下，提高分馏塔蒸发段温度，由390C提高至396C，蜡油抽出温度由366C提高到了 371 C，增加了自产蒸汽热源热量。2.2.3加强设备管理，

14、降低电耗延迟焦化装置用电设备主要有机泵、空冷、风机等。装置6kv电机共有11台，分别是原料泵、加热 炉进料泵、柴油泵、蜡油泵、冷焦冷水泵、高压水泵，这些是装置的主要耗电设备。a）装置内6 kV电机中，高压水泵P620功率3350 kW,占69.5%，因此加强高压水泵的运行管理是 节电的关键所在。高压水泵运行的时间受焦高、焦炭硬度、除焦速度及相关除焦设备的影响。为此，车间为减少高压水泵运行时间，采取了优化措施：优化工艺参数，提高装置液体收率，降低焦炭产率；根据焦炭硬度及时调整加热炉出口温度；加强技术培训，提高职工的除焦技术水平，以保证有一个合理的除焦速度；控制高压水泵的启泵时间，减少高压水泵的预

15、充时间；及时检修除焦设备，避免设备故障影响除焦的顺利进行。b）根据工艺调整，停用吸收系统所有机泵。2005年装置液态烃由铂重整装置改去一催化装置反应器后，考虑到压差问题，停用了液态烃外送泵。2006年8月份，焦化富吸收汽油由铂重整装置改去一加氢装置后，由于富吸收汽油的闪蒸影响到一 加氢的平稳操作，所以及时将汽油吸收塔回流泵停运。柴油吸收剂泵是自出装置柴油引一部分作为柴油吸收塔的吸收油。经过实际测量，柴油出装置压力 在1.7 MPa左右，靠系统自压完全可以满足需要，所以，及时停用了柴油吸收剂泵。c）装置空冷器的操作：接触冷却塔顶空冷器只在焦炭塔冷焦时启运，原来操作方式为在焦炭塔大吹汽前全部启运。

16、为节电 降耗，操作方式改为在大吹汽后再启运，并根据塔顶压力随时调整空冷器运行台数。冷焦水空冷器只在冷焦水倒水时启运，为节电降耗，要求根据空冷器出口水温调整空冷器运行台数， 并在冬季停运三台空冷器。根据气温和操作参数，及时调整装置空冷器的运行台数，及时清洗管束积灰，加强空冷器的运行管 理。加热炉鼓风机、引风机采用变频调速电机，车间加强鼓风机、引风机的检修维护，保证鼓风机、引 风机的正常运行。装置照明原来控制较差，不能随着季节和气候随时调整，现将照明改为手控，由班组人员根据现场 光线情况来控制使用。2.2.4精细管理，降低水耗延迟焦化装置用水有新鲜水、循环水、除盐水，其循环水能耗比重较大。降低水耗

17、也是节能途径之一。a）装置冷焦水在焦炭塔每一次冷焦过程中约消耗400 t水，需要每天补新鲜水。2006年10月份，冷 焦水补水改为排海水，避免了新鲜水资源的浪费。b）为降低循环水用量，车间及时调整各水冷器上下水温差，保证上下水温差不小于10C。对间断使 用的水冷器E609/1-4进行间断投用，封油冷却器冬季根据气温投用。停运机泵的冷却水冬季做好防冻凝， 夏季冷却水关闭。c）加强热工系统管理，减少排污量。d）装置凝结水外送，回收热能和高品质水源。2.2.5实施热联合，提供外供热装置原料温度在200C左右，超过了设计值的150C。2005年开始，装置能耗中增加了热进料这部分 能耗。为解决原料系统换

18、热不合理这一问题，2005年4月份检修期间，实施了原料换热流程改造，将原来 的原料柴油换热器E603/5、6改造为除盐水柴油换热器，提供了一部分外供热，降低了装置能耗。3节能效果通过多项节能措施的落实，装置各项消耗都有了显著下降，装置能耗水平有了一个巨大飞跃，表3为 三年来装置能耗与设计值的对比情况。2006年装置能耗22.71 kgEO/t，较设计值降低5.91 kgEO/t，较2004年能耗降低15.69 kgEO/t。燃料油价格按1100元/t，装置加工量按140X104 t/a计算，每年可创造直接经济效益：15.69X1 100X1 400 0001 000=2 416.26（万 元）

19、表3三年来装置能耗与设计值的对比kgEO/t项目设计能耗值2004年能耗值2005年能耗值2006年能耗值新鲜水0.010.010.010循环水0.290.490.260.20除盐水0.190.160.120.14电5.024.723.363.51蒸汽0.847.895.612.253.5 MPa蒸汽17.7519.6215.7515.031.0 MPa蒸汽-16.91-11.73-10.14-12.78热进料2.311.73供外热-1.18-1.79燃料气22.2725.1321.1516.66能耗合计28.6238.4031.6322.714存在的问题和建议4.1装置换热流程不合理由于外供热项目换热器E603/5、6是除盐水与高温位焦化柴油换热，造成原料在换热器E603/1-4中基 本不换热，甚至出现被焦化柴油降温