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2、高能效炼油厂采取的一些通用措施
设计实践随着建设高能效设施的推动力和可获得的技术而变化。就目前最佳设计而言,要求设计的炼油厂内部发电完全满足自身所需,发电效率应达到80%,加热炉的效率在92%左右,预热流程采用窄点技术进行优化设计,工艺和公用工程设施按照全厂优化方案进行一体化。同时应采用其它节能工艺措施,如催化裂化(FCC)装置能量回收、加氢处理和加氢裂化装置高温分离器、优化急冷、高效塔器内构件、优化回流量、最佳绝缘、冷凝液回收等。
此外,同等重要的还有最佳操作实践。尽管改进原有低效设计成本昂贵,而且通常也不经济,但引入最佳实践经验仅需要很少的投入(如仪表和监测工具)及程序和组织的变化。尽管先进炼油厂的组织结构各有不同,但就能效而言,它们通常具有如下共同点:
1)组织结构与所有权:有一位责任和权力明确的全职能量经理,由他对影响能量成本的问题进行决策。由于运作不良导致的能量性能下降和经济损失应向管理层报告并采取行动加以解决。操作人员了解现场能量目标和改进计划,他们应参与提高效率的工作。定期实施能量培训计划,定期进行能量研究以寻找提高能效的机遇并开发实施计划。
2)蒸汽和电力系统:采用实时蒸汽和电力价格计算来确定维持最佳蒸汽和电力平衡的操作目标,包括发电机/轮机切换、降低负荷和无功功率控制等。由此生成一个包括冷凝液回收在内的炼油厂实时蒸汽平衡,产生一个包含炼油厂输出/输入及消耗/产量细目的炼油厂实时电力平衡。锅炉根据包括排污优化、过剩空气、烟灰吹扫频率、火嘴配置和清洁等在内的程序和目标运转。对大型工艺轮机、交流发电机、燃气轮机和发动机的效率进行实时监测。最佳负荷和清洁频率部分根据该监测活动确定。对于维护,定期对全厂蒸汽泄漏、汽阱性能、冷凝液回收进行检查,制定维修计划并区分维修的先后次序。为维持精确的蒸汽平衡,流量计应置零,应定期检查。
3)燃料系统策略:采用实时边际燃料价格计算结果作为蒸汽和电力价格计算和操作策略的输入值。实时监测包括所有气体和液体燃料在内的燃料平衡(总值应大于97%)。火炬损失作为炼油厂燃料平衡的一部分进行监测,按收入损失上报。蒸汽系统流量计置零,定期检查,定期标定分析仪。
4)明火加热炉:将加热炉出力和过剩空气设定为目标值。定期检查火嘴配置,定期清洁。操作人员能熟练查找空气泄漏处并进行维修。加热炉实时效率计算结果在现场显示,按月上报,偏离目标值按收入损失上报。分析仪定期标定。
5)预热流程:预热流程模型化,并定期监测,同时监测换热器结垢。该模型用于优化清洁周期。在设定最佳回流负荷与流量时应考虑对分馏的影响。
3、炼油厂节能工作的发展动向
为满足预期的产品规格要求,未来的炼厂流程将发生变化,并将导致炼厂的能耗(燃料和动力)明显增加。据估计,目前一座以催化裂化装置为基础的炼厂,其自用能耗约为原油加工量的10%左右。因此,在不远的将来,优化炼厂自用能对于降低炼油成本更加关键。
今后可以改善能量效率的途径包括:
1)改进工艺装置内部单位热能利用
例如,可将渐次蒸馏概念应用于分馏部分;改善烟道气废热回收;利用窄点技术优化换热流程等。
2)工艺装置之间的热联合
避免连续的工艺装置之间工艺物流的冷却和加热,将上游的热产品直接作为进料送入下游装置,改善产生热能装置和消耗热能装置之间的热联合。
3)改进工艺技术节能
改进催化剂,使加氢装置在较低的氢分压下运转;提高循环氢的氢含量。
4)采用先进的工艺设备
选用高效换热器;利用透平回收高压液流的动力。
5)采用热电联产
通过采用热电联产技术,用燃气透平发电,同时用烟道气加热工艺物流,减少CO2排放和燃料消耗。利用现场热电联产装置取代工艺装置中常规的高负荷主加热炉;用一套热电联产装置将整个工艺装置需要的所有热量联系起来。
6)采用联合循环(IGCC、TGCC)
这类技术的能效明显高于多数现有炼厂常规公用工程发生系统(约高80%)。
通过上述六项改进,可使炼厂自用能耗占原油加工量的比例下降2%~3%,为炼厂节省可观的成本。
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