《炼油生产节能知识》PPT课件.ppt

1,长岭分公司生产处,节能知识讲座,目 录,一、节能基础知识 二、分公司的能耗现状及节能潜力分析 三、主要生产装置能耗现状与节能潜力分析 四、日常工作中要坚持的几点具体节能措施,一、节能基础知识,1、概 述,能量是物质运动的量度。常见的能量形式有机械能(包括动能和位能)、电能、磁能、热能、光能、化学能、原子能等。处于宏观静止状态并且没有外力场存在的物质，仍具有一定的能量，这种能量称为内能。内能是物质内部一切微观粒子所具有的能量的总和，是物质的一个状态参数。当能量从一种形式转换为另一种形式时，在量和质两方面遵循不同的客观规律，这就是热力学第一和第二两个基本定律。,1、概 述,热力学第一定律的实质就是能量转换与守恒定律，它阐明了能量“量”的属性。但既然能量是守恒的，既不能被创造，也不能被消灭，又从何而来能源问题，又怎样节能呢？这就涉及到能量“质”的属性。 热力学第二定律从能量“质”的属性揭示了：在能量转换中，能的质要贬降。实践告诉我们，要使机械能转变为热能，只要通过摩擦就可以实现；而要使热能转变为机械能，不仅需要复杂的设备，而且提供的热能不能全部转变为机械能，有一部分将仍以热能的形式排给了冷源。能量的这种不等价性标志着能量有“品质”高低之分，在能量的转换过程中，能量的品质会下降。,1、概 述,节能的实质就在于防止和减少能量贬值现象的发生。 能量利用的三个环节：表征了一个体系与外界能量关系的模式。,供入能量,能量利用三环节图,背压气输出能,直接损失,热力学能耗,排出能,有效供能,待回收能,回收循环能,回收输出能,供入能量,2、与能耗相关的几个基本概念,2.1 温度 温度是物体冷热程度的标志，热力学定义为：系统的温度是用以判别它与其它系统是否处于热平衡状态的参数。两个系统只要温度相同，它们之间就处于热平衡，而与其它状态参数如压力、容积等是否相同无关。衡量温度的标尺称为温标。常用的温标有热力学温度T与摄氏温度t，其换算关系为: T（K）=T（）+273.15 2.2 能量 能量有多种形式，如机械能、电能、热能、化学能、核能等等。此外，功和热量也是传递中的能量形式，功量是以作功形式传递的能量，属机械能；热量是以传热方式传递的能量，属热能。,2、与能耗相关的几个基本概念,2.3热力学第一定律（能量转换与守恒） 在封闭体系的任一变化过程中，体系内能的减少等于体系对外作功和放热的总和。热力学第一定律确定各种形式的能量可以相互转换，在转换过程中总量保持不变。 2.4 热力学第二定律（能量的转换） 孤立体系的熵恒大于零。热力学第二定律指出能量的转换过程具有方向性或不可逆性，因此并非任意形式的能量能全部无条件地转换成任意其它形式的能量，也就是说，数量相同而形式不同的能量的转换能力可能是不同的。就热能、机械能、功量和热量而言，功量的转换能力大，热量的转换能力小。从理论和实践可知，机械功不仅能够全部转换为热量，而且能够全部转换为其它任意形式的能量。,2、与能耗相关的几个基本概念,2.5 火用（有效能）和 火无（无效能） 能量的有用与否，完全在于能量形式的可转换性，而能量的转换又不能随意进行，当能量转变到再也不能转换时，它的价值也就丧失了。 根据能量的可利用性，可以把各种形式的能量分为三类： 第一类:具有完全转换能力的能量，如机械能、电能等； 第二类:具有部分转换能力的能量，如热能和物质的内能或焓等； 第三类:完全不具有转换能力的能量，如处于环境温度下的热能等。 因此，我们把在周围环境条件下，任一形式能量理论上能够转换为有用功的那部分能量称为火用或有效能，,2、与能耗相关的几个基本概念,2.5 火用（有效能）和 火无（无效能） 能量中不能够转换为有用功的那部分能量称为该能量的火无或无效能。任何一种形式的能量都可以看成是由火用和火无所组成，并可用如下方程式表示: 能量=火用+火无 上述所分的第一类能量，全部为火用，其火无 为零；第二类能量，火用和火无均不为零；第三类能量，全部为火无，其火用为零 可以用火用来表征能量转换为功的能力和技术上的有用程度，亦即能量的质量或品位。数量相同而形式不同的能量，火用大的能量称其能质高或品位高，火用少的能量称其能质低或品位低。根据热力学第二定律，高品位能总是能够自发地转变为低品位能，而低品位能不能自发地转变为高品位能，能质的降低意味着火用的减少。,3、炼厂主要用能过程与设备的节能分析,3.1 流体流动管线及流体输送机械,3.1.1. 流体流动管线 流体流过管道和设备，由于克服沿程阻力和局部阻力，引起火用损失。炼油化工厂消耗的动力大多直接用于弥补这项损耗，如泵、风机、压缩机等。如果流动过程中温度和密度均无太大的变化，则由于流体流动阻力所引起的火用损失为: El=-vpT0/T 即火用损失与压力降成正比，与流体的绝对温度成反比。 因此，要采取的节能措施有：,3.1 流体流动管线及流体输送机械,(1）尽可能减少流动过程的压力降:流动过程的压力降是由局部阻力损失和沿程阻力损失导致。要减少局部阻力损失，就要求尽可能减少管道上的弯头和缩扩径变化，减少阀门等管件的数量。要减少沿程阻力损失，可以适当加大管径（即减小流速）以减少阻力等。 （2）对于同样的压差，流体温度越低其火用损失越大，在高温输送物料时，要注意保温；在低温输送物料时，尤其更要注意保冷。 （3）近年来，为了减少流体流动过程的不可逆损耗，也开始采用添加减阻剂的方式进行。,3.1 流体流动管线及流体输送机械,3.1.2 流体机械 炼油化工厂中使用着大量的泵、鼓风机、压缩机等流体机械，其电能消耗量中的大部分都是用于驱动这些流体机械。 作为流体机械节能的措施有： 3.1.2.1 提高流体机械本身的性能 选用合适的流体机械，改善流体机械的效率、提高其可靠性和扩大其高效率稳定运转范围等。以离心泵为例，应该在其工作点周围运行，最高效率可以达到92%左右。目前在选用流体机械时，有人不是依据正常流量，而是依据最大流量来选择，同时为了留有余量，再放大一个系数，以至造成“大马拉小车”的局面，使流体机械长期在低效率区运行，浪费了能量。应该避免这种情况。,3.1 流体流动管线及流体输送机械,3.1.2.2流体机械的运行节能，合理选择流量调节方法 目前流体机械制造时按充分满足额定性能进行设计，使用者在选用时考虑管路阻力、流量变化等又留有余地，结果采用了大容量设备，运行中又要用关小调节阀的方式来调节流量，造成了不必要的损失，因此必须合理选择流量调节方式。流量的调节通常可以通过两种途径实现： （1）改变管路特性曲线：一般是通过调节阀门的开度来实现。,3.1 流体流动管线及流体输送机械,3.1.2 流体机械 （2）改变流体机械的特性曲线（以离心泵为例） 改变离心泵特性曲线的主要方法有： 改变转速：一般采用变频器来改变流量、扬程和轴功率。其关系式为： Q1/Q2= n1/n2 H1/H2=（n1/n2）2 N1/N2=（n1/n2）3,改变流体机械的特性曲线（离心泵）,切削叶轮直径，降低流量、扬程和轴功率 Q1/Q2= D1/D2 H1/H2=（D1/D2）2 N1/N2=（D1/D2）3 采用泵的串联或并联。 采用何种流量调节方式，不仅要看调节方式的能量特性，还要看其经济性，因此应根据流量变化的情况来决定流量调节方式。由于变频装置费用较高，因此一定要用于负荷变化频繁、变化幅度大的场合，才能体现出节能效果。对于调节幅度大、时间长的季节性调节，可以在不同的季节采用不同的泵。而对于负荷变化频繁但负荷变化不大的场合，可仍采用阀门调节。,3.2 换热过程,3.2.1. 换热 在炼油化工生产中，换热过程是最重要的单元操作之一，而换热造成的火用 损失占石油化工生产总火用 损失的10%以上。 要减少传热 火用 损失，首先要设法减小传热温差。传热温差是火用 损失的一个重要原因。即使热能在数量上完全回收，但热能品质的降低最终仍导致全厂能耗的增加。高温换热时为减少换热面积，温差可以大一些；而在低温工程中，要采用较小的传热温差，以减少火用损失。深冷工业换热设备的温差有时只有1-2K，就是这个缘故。 减小传热温差，可以通过尽量采用逆流换热、增大传热面积、强化传热以提高传热系数，还要尽量减少冷热流混合(冷激)，减少流体旁路(冷副线)等。,3.2 换热过程,3.2.2 设备和管道的保温 当环境温度低于设备和管道温度，设备和管道将向环境散热，且温差越大，这种散热(冷)所造成的火用 损失越大。据分析，不保温的蒸汽管道的散热损失是保温管道的9倍。因此，设备和管道的保温，也是十分重要的节能措施。 热物体表面的散热损失可用下列公式计算：管道：每米管长的散热损失为： ql=kl(t1-t2) kJ/m.h 式中：t1、t2分别为管道中流动介质和周围空气的温度，；kl为每米管长传热系数，kJ/m.h.， 保温层越厚，保温效果越好，散热损失越小。,3.3 精馏过程,精馏塔的节能主要是如何回收热量，如何减少向塔内供热。精馏过程是一个不可逆过程，其中的火用 损失是由下列不可逆性引起的： (1) 流体流动阻力造成的压力降； (2) 不同温度物流间的传热，或不同温度物流的混合； (3) 有浓度差的物流间传质，或不同浓度物流的混合。 压差、温差和浓度差均是相应过程的推动力。推动力越大，不可逆性也越大，火用 损失就越大。而减少火用 损失的关键在于减小推动力。但推动力又是实现精馏过程所不可缺少的必备条件。实际过程是复杂的，各种因素会互相影响。因此，必须综合考虑这些因素，寻求切实可行的节能措施。,3.3 精馏过程,精馏塔的主要节能方式有： （1） 利用精馏塔产品热能预热进料，以较低温位的热能代替再沸器所要求的高温位热能，是低温位热能的有效利用方法。 （2）利用塔釜液的余热直接预热进料，或将塔釜液的显热变为潜热来利用。 （3）塔顶蒸气的冷凝热比较大，例如常压塔顶的冷凝热，温度一般为100-110；其次是催化裂化装置精馏塔顶的冷凝热，温度为93-121。塔顶蒸气热的回收利用方法有： 直接热利用：通常产生低压蒸汽，外供其它用户作热源。 余热制冷：采用吸收式制冷装置（例如溴化锂制冷机）产生冷量，通常产生高于0的冷量。 余热发电：用塔顶余热产生低压蒸汽驱动透平发电。,精馏塔的主要节能方式,（4）减小回流比 回流比是一个极其重要的工艺参数，精馏装置所需热能很大程度上取决于回流比，同时，回流比还决定着塔板数的多少。回流比的选择是一个经济问题，回流比增大，则能耗上升，而塔板数减少；反之，回流比减小，能耗下降，但塔板数增多。 通常取设计回流比为最小回流比（1.2-2）倍，但随着能源的短缺和价格的上涨，设计回流比已不断下降。,精馏塔的主要节能方式,（5）增设中间再沸器和中间冷凝器 在简单蒸馏过程中，塔所需的全部再沸热量均从塔底再沸器输入，塔所需移去的所有冷凝热量均从塔顶冷凝器输出。 温度是热能品质的度量，即使热负荷在数量上没有变化，如果温度分布发生了变化，就有可能减少不可逆损失。采用中间再沸器方式把再沸器加热量分配到塔底和塔中间段，采用中间冷凝器把冷凝器热负荷分配到塔顶和塔中间段，就是这样的节能措施。,精馏塔的主要节能方式,（6） 侧线出料 当有多种产品时，可在塔内相应组成的塔板上安装侧线抽出产品，即用一个复杂塔代替多个常规塔连立方式。侧线抽出的产品可视为塔板上的泡点液体或饱和蒸气。这种方式既减少了塔数，也减少了所需热量，是一种节能的方法。 但是侧线出料也存在下述问题： (1) 由于难以设定与原料组成变动等外部因素相对应的最宜侧线出料量，因此一般稳定保持侧线出料量，使精馏塔的分离精确度下降。 (2) 尽管增加了侧线出料功能，但操作变量没有增加，故只能对几个组分中的一个组分进行质量控制。,3.4 反应过程,反应过程是炼油化工生产的核心，其反应路线及反应进行的程度在很大程度上决定着整个过程的能耗水平。在反应过程中，应尽量提高产品产率，可以大大节省后序分离等操作的能耗。 （1）化学反应热的有效利用 化学反应进行时，大多数情况下都伴有热能的吸入或放出。化学反应热是反应系统所固有的，与反应途径和反应条件无关，一旦化学反应的反应物和生成物一定，反应热也就决定了。,3.4 反应过程,对于吸热反应，应合理供热。吸热反应的原料温度应尽可能低，以便回用过程余热，而节省高品质的燃料。 对于放热反应，应合理利用反应热，放热反应的温度应尽可能高，便于能量的合理利用。 不论是吸热反应还是放热反应，均应尽量减少惰性稀释组分。因为对吸热反应，惰性组分要多吸收外部热量；而对放热反应，要多消耗反应热。,3.4 反应过程,（2）反应装置的改进 反应装置是反应过程的核心，绝大多数反应过程都伴随有流体流动、传热和传质等过程，每种过程都有阻力，为了克服阻力推动过程进行，需要消耗能量。因此，应考虑改进反应装置内流体的流道，改善保温，减少阻力，降低能耗。,3.4 反应过程,（3）催化剂的开发 催化剂是化学工艺中的关键物质，现有的炼油化工工艺约有80%是采用催化剂的。新型催化剂的研制应考虑： 缓和反应条件，使反应在较低的温度和压力下进行，节省反应物加热和压缩到反应条件所需的能量。 提高选择性，使副产物减少、目的产物纯度提高，使后序精制过程的能耗减少。 提高活性，降低了反应过程的推动力，减少了反应能耗。,3.5 蒸汽喷射泵,蒸汽动力压缩方式使用蒸汽喷射泵，喷射泵的工作原理是：高压蒸汽进入喷射泵的喷嘴，加速减压，在吸入口处形成低压，将二次蒸汽或其它油气吸入、混合，一起进入喷射泵的扩压管，减速加压，在所需的压力下出喷射泵。 与机械压缩式相比，蒸汽动力式的能量利用率较低，但因其本身结构简单，费用低廉，消耗蒸汽而不耗电，可以在投资较少的前提下取得较大的节能效果和经济效益，因而很受一些企业的欢迎。 提高喷射泵效率的途径主要为适当提高工作蒸汽压力，可以使能量利用率和经济性都得到提高。但从喷射泵的设计要求上，工作蒸汽压力不能太高，一是造成工作蒸汽流量过小；另外随压力的提高，被引进的二次蒸汽量有增加，但幅度越来越小。故工作蒸汽压力范围一般选为0.8-1.3MPa。,3.6 蒸汽动力系统,蒸汽动力系统是石化企业的重要组成部分，它消耗燃料，为整个生产过程提供蒸汽、电力、冷却水等公用工程。蒸汽动力系统是否合理，直接决定企业的能耗水平。 过程系统中的冷、热流体通过换热回收热量后，仍需蒸汽动力系统提供加热公用工程和冷却公用工程，这些加热公用工程和冷却公用工程往往都是多级的。蒸汽动力系统优化综合可以叙述为：在热机和热泵存在的条件下，将动力的产生、消耗与系统中的热能需求结合起来，使燃料和动力总消耗量最少。,3.6 蒸汽动力系统,3.6.2 冷却公用工程的选择 夹点之下冷却公用工程的选择，分两种情况考虑。 第一种，夹点温度较低。低温段的冷却，要用到低温冷量，为减少操作费用，应尽量选择环境介质的冷却公用工程，以减少低温冷量的用量。 第二种，夹点温度较高。净热源的温位足够高，应考虑用来发生蒸汽，以创造经济效益。,3.6 蒸汽动力系统,3.6.3 蒸汽动力系统可调节性分析 生产过程中因为季节或产量、品种的变化而引起的公用工程量的变化，相应的蒸汽动力系统能否适应这些变化，是否具有可调节性，是节能的一个重要方面。 在我国，大部分石化厂的蒸汽动力系统，采用背压式汽轮机组或抽汽背压式汽轮机组，接机泵或发电机组，产生的背压蒸汽用于工艺或生活热用户。背压机组由于没有凝汽器中的冷端损失，在经济上是优越的，对蒸汽的利用率比较高，但背压机组存在不能同时满足热用户和输出功率需要的缺陷，制约了整个蒸汽动力系统的可调节性。,4 夹点技术在节能设计的应用,什么是夹点技术 夹点技术是以热力学为基础，运用拓扑学的概念和方法，对过程系统作出直观、形象的描述与处理，从客观的角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统用能的“瓶颈” 所在，并给以“解瓶颈”的一种方法。,4 夹点技术在节能设计的应用,4.1 节能工作的发展经历了几个过程： 第一阶段:属于捡浮财的阶段，主要表现在回收余热，但在此阶段所着眼的只是单个的余热流，而不是整个的热回收系统； 第二阶段:考虑单个设备的节能，例如将蒸发设备从双效改为三效，采用热泵装置，减少精馏塔的回流比，强化换热器的传热等等； 第三阶段:考虑过程系统节能，用过程集成的方法设计成能耗最小、费用最小和环境污染最少，达到整体设计最优化。 过程集成方法中目前最实用的是夹点技术。夹点技术已成功地在世界范围内取得了显著的节能效果。采用这种技术对新厂设计而言，比传统方法可节能30-50%，节省投资10%左右；对老厂改造而言，通常可节能20-35%，改造投资的回收年限一般只有0.5-3年。 以换热网络为例,换热过程单一物流的温焓线的特征,冷物流 热物流,物流的复合温焓线,复合温焓线的作法 划分温区 计算各温区内的热量,当有多股热流和多股冷流进行换热时，可将所有的热流合并成一根热复合曲线，所有的冷流合并成一根冷复合曲线，然后将两者一起表示在温-焓图上。,物流的复合温焓线,夹点的形成,在夹点温差为零下操作需要无限大的传热面积，是不现实的。可以通过技术经济评价而确定一个系统最小的传热温差夹点温差。因此，夹点可定义为冷热复合温焓线上传热温差最小的地方。,确定了夹点温差之后的冷热复合曲线图,夹点的特征： 夹点处的传热温差最小 夹点处系统的热通量为零,夹点的意义,夹点的出现将整个换热网络分成了两部分：夹点之上和夹点之下。 夹点之上是热端，只有换热和加热公用工程，没有任何热量流出，可看成是一个净热阱；夹点之下是冷端；只有换热和冷却公用工程；没有任何热量流入；可看成是一个净热源；在夹点处，热流量为零。,换热网络最优夹点温差的确定,根据经验确定： 当换热器材质价格较高而能源价格较低时，可取较高的夹点温差以减少换热面积，例如对钛材或不锈钢换热系统，材质昂贵，可取Tmin=50左右。反之，当能源价格较高时，则应取较低的夹点温差，以减少对公用工程的需求，例如对冷冻换热系统，因冷冻公用工程的费用很高，此时取Tmin=5-10。当传热系数较大时，可取较低的Tmin，因为在相同负荷下，换热面积反比于传热系数与传热温差的乘积等。,换热网络最优夹点温差的确定,在不同的夹点温差下，综合出不同的换热网络，然后比较各网络的总费用，选取总费用最低的网络所对应的夹点温差。用这个方法所求得的最优夹点温差是实际的最优夹点温差，但该方法的缺点是工作量太大。 依据冷热复合温焓线，通过数学优化估算最优夹点温差。,换热网络夹点方法的设计原则,夹点之上不应设置任何公用工程冷却器； 夹点之下不应设置任何公用工程加热器； 不应有跨越夹点的传热。 在夹点处，冷、热流体之间的传热温差最小，而且为了达到最大的热回收，必须保证没有热量穿过夹点，这些使夹点成为设计中约束最多的地方。 由于在夹点之上不应有冷却器，这就意味着所有的热流均要靠同冷流换热达到夹点温度，而冷物流可以用公用工程加热到目标温度，因此每股热流均要有冷流匹配，即夹点以上的热流数目NH应小于或等于冷流数目NC： 夹点之上 NHNC；同理，在夹点之下，为保证每股冷流都被匹配，应夹点之下 NHNC,二、长岭分公司的能耗现状及节能潜力分析,石化企业既是能源的生产企业，又是高能耗企业。目前用来评价石化企业的单位能量因数，因统计方法和经济经济环境差异，不能直接用来作企业间的对比。通常采用单位综合能耗（每吨原料油的综合能源消耗量）用于同一个炼油厂不同时期的能耗对比，也可以用于生产流程相近、辅助系统类似的炼油厂进行能耗对比。 本文采用的能耗指标均为炼油综合能耗，单位为kg标油/吨原油，将能量单耗折算成标准能耗指标，一般采用能量折算系数，不同的实物消耗折算成能耗的系数不同,二、分公司的能耗现状及节能潜力分析,2005年中石化股份公司规定的能量折算系数,21 中国石化炼油企业与国外先进企业之间的差距,2004年中国石油化工集团公司炼油能耗为73.52kgEo/t，近六年内降低幅度达到16以上，当年能源消耗总量仍然占总加工成本的44。与国外炼油能耗较先进的61.5kgEo/t相比，差别仍然很大，据数据分析，当炼油企业平均能耗降到先进水平时，潜力为22.7亿元/年，可见节约能源消耗是非常的重要。同国外先进炼油能耗指标相比，中国石化炼油企业能耗高的原因主要有以下几点：,21 中国石化炼油企业与国外先进企业之间的差距,炼油工艺相对复杂，装置规模相对较小。 国内炼油企业的节能水平参差不齐，节能潜力大。 缺乏全局节能优化的概念，装置与装置，及装置与系统间不匹配，有不少“大马拉小车”和“脖子大肚子小”的现象。 催化装置运行能耗较大，烟机与余热锅炉运行效率较低。 燃料消耗占总消耗的33.92，加热炉热效率低。 炼厂气燃气发电机组节能技术及热电联产方面发展不平衡。 蒸汽能耗占总能耗的13.76，是炼油厂节能的重点工作。 落后电机数量较多，变频电机的应用还很不平衡。 装置间热联合程度低，低温热利用潜力较大。 管理上还存在许多薄弱环节。,22长岭分公司与总公司其它企业能耗数据比较 （2006）,23 长岭分公司目前的能耗情况,2.3.1 长岭分公司目前的能耗构成 长岭分公司2007年计划综合能耗完成指标为72.00kgEo/t，到10月份为止目前实际完成指标为71.86kgEo/t，2008年要完成计划指标71.0kgEo/t，在目前的原料性质和工艺现状下有一定难度。长岭分公司能量消耗主要为燃料气、催化烧焦、电和蒸汽，分别占有比例为31.01，30.74，22.0%，15.88%，占到总能耗的95左右，是节能的主要潜力所在，同时不能忽视热联合与循环水对降低能耗的重要作用。,表3 分公司07年7月炼油综合能耗构成,2.3.2 主要生产单位能耗对分公司炼油综合能耗的影响,2.3.2 主要生产单位能耗对分公司炼油综合能耗的影响,2.3.3长岭分公司主要生产装置能耗占分公司炼油综合能耗的比例,24 长岭分公司节能潜力分析,2.4.1降低催化装置能耗 （1）减少催化烧焦:催化烧焦占分公司能耗的30以上，因此要降低催化装置能耗首先应考虑降低催化烧焦。在分公司力求增大催化装置掺渣比的条件下，优化原料结构的余地比较小，但可以从其他方式来降低烧焦的量。如: 采用高效原料喷嘴来改善雾化效果，减少提升管内一次反应生焦； 采用先进的提升管出口快速分离技术，控制反应时间，减少二次裂化引起的烧焦； 采用高效的汽提技术，减少可汽提焦的生成。,2.4.1降低催化装置能耗,（2）开好烟机，应用好烟气余热回收系统：目前两套催化装置烟机做功都不理想，与较先进的催化烟机做功相比，每小时还可以节电2000KW.h以上，对分公司能耗贡献是可以降低1.5kgEo/t以上，效益非常可观。 （3）可采用催化剂磁分离技术：根据催化裂化催化剂因重金属污染程度不同而磁性不同的特点，将平衡催化剂置于磁场中，用磁分离技术回收尚可利用的催化剂，回收后的催化剂可以提高微反活性48个单位，同时减少装置烧焦和减少新鲜剂的用量达30左右。,2.4.2 提高加热炉热效率,在长岭分公司能耗构成中，燃料消耗高达32.4，提高加热炉热效率是分公司又一节能重点。目前，长岭分公司日常统计的加热炉平均热效率为88.5左右，加热炉最高的热效率也只有90左右。但还有部分加热炉没有进行热效率统计，如加氢精制两台加热炉，重整车间部分加热炉等，最低热效率只有70左右，将这些加热炉热效率计算在内，分公司加热炉平均热效率还要降低。而新设计的加热炉热效率一般可以达到9092，可见长岭分公司加热炉节能潜力还有较大空间。,表6 长岭分公司部分加热炉热效率情况,2.4.2 提高加热炉热效率,若以长岭分公司加热炉热效率88.5%为基准值进行计算，2007年7月总燃料消耗为10042吨，其热值全部按瓦斯9000kcal/kg计算，在以88.5%热效率对比的燃料消耗为基准，加热炉每提高1的热效率，可以减少燃料消耗1.0%左右，折算成能耗约为0.3kgoil/t。按此推算，若全厂加热炉平均热效率可以增加1.5%，达到90%以上，全厂综合能耗可以降低0.5 1.0kgoil/t以上。,2.4.2 提高加热炉热效率,目前，工艺上经常采用的提高加热炉热效率的措施有： 降低过剩空气系数，提高燃烧火焰高度和燃烧效率：如在加热炉下游设置空气预热器；充分利用对流室加热介质，并缩小烟气和介质之间的温差；远程调整烟道档板和氧含量等。 强化燃烧技术：采用强制通风，喷嘴进风为多级进风；燃油燃气喷嘴采用多级强化雾化喷嘴；高温烟气以高速度从喉口喷出，在炉膛内起引射流作用，使炉膛烟气流动更加均匀，提高炉管表面热强度等。 采用高效火咀技术：新型号火咀可采用低压蒸汽或空气雾化；雾化质量好，可实现多级雾化；火焰刚性强；调节比宽；不易结焦、积碳与堵塞，适应的燃油粘度范围大，燃烧效率高。,2.4.2 提高加热炉热效率,采用低频超声波吹灰技术：声波除灰改变了蒸汽除灰直接作用在灰垢表面的局限性，其除灰面积和区域大大增强，尤其对死角、偏远的隐蔽空间也有同样效果，提高了吹灰效率，可提高加热炉热效率.以上。 防止热损失：降低排烟温度，减少排烟热损失；采用新型耐火隔热衬里，多使用陶瓷纤维，可以减少散热损失左右，提高热效率以上。 强化余热回收：利用水热煤技术，以除氧水或除盐水作热煤。即中间热载体，建立一个闭式循环系统。热煤在烟气与预热空气之间反复取热与供热，回收烟气中的热量。另外还有无机传热技术，即采用热管，将无机的水或奈等物质注入金属管状作为传热介质。,2.4.3加强装置间的热联合，利用好低温热,装置间互供料热联合能有效利用低温热量，同时降低循环水量。通过计算（装置热进料或热出料热量计算能耗时，只计算高出如下温度的该部分能量：汽油为60，柴油为80，蜡油为90，重油为130），常减压装置一台直径为.米的管壳式蜡油冷却器停用后，可以降低能耗.kgoil/t原料，效益非常明显。 典型的热联合是催化高温油浆与常减压装置热联合，以及装置间热物料互供，减少中间冷却、加热和输转过程中的能量损耗。,2.4.3加强装置间的热联合，利用好低温热,近两年来，分公司在装置间互供料进行热联合做了不少工作，如： 停止常减压装置冷蜡油、冷渣油水冷器，将蜡油、渣油分别以热进料方式全部改进催化和焦化装置； 停用焦化装置柴油冷却器，加氢精制部分实行热进料； 停用常减压装置渣油冷却器，将常减压渣油直接进焦化或催化装置等等。,2.4.3加强装置间的热联合，利用好低温热,分公司目前的热联合还可以从以下几方面去开展： 取消重质油冷却器：在满足热进料的情况下，多余重质油，如蜡油、渣油、重循环油、油浆等采用较高温度进罐区储存，减少重油冷却热损失和重油在罐区储存保温热损失。 120万加氢进料采用热进料方式，对目前的冷料泵进行改造或更换。可以使1#常减压减一线油冷却器、催化柴油冷却器停用。 重视目前的低温热的利用：分公司目前的低温热水取热发电利用不好，存在较大的热量浪费。 消灭空冷：采用原料与塔顶油气换热，回收塔顶油气低温热。如1#常减压初馏塔、常压塔顶油气空冷；焦化分馏塔顶空冷；加氢精制装置空冷；2#催化装置分馏塔顶空等。,2.4.4 优化换热系统网络,目前，我公司换热网络还不够优化，造成了热量损失，如1#常减压换热网络、焦化装置换热网络，加氢制氢装置换热网络等，有必要按前面讲过的运用窄点技术进行优化设计与改造。,2.4.5 蒸汽动力系统优化和凝结水的回收,炼油厂使用的蒸汽能耗占全厂能耗的15.88%，是炼油节能工作重点之一。从蒸汽节能主要从以下几方面考虑： 提高转换效率，降低供汽能耗； 分级供汽，充分利用蒸汽能级； 改善用汽状况，减少蒸汽消耗； 合理使用伴热蒸汽或热水，加强凝结水回收。 分公司尽量利用余热回收系统产生蒸汽，实施单炉运行减少燃料消耗，并针对各单位对蒸汽系统的使用要求，对3.5MPa和1.0MPa蒸汽分别实行提压和降压运行，减少各气压机的蒸汽用量，提高蒸汽转换效率，,2.4.5 蒸汽动力系统优化和凝结水的回收,在蒸汽节能方面还存在以下不足： 蒸汽管网系统复杂，管线长，或没有保温，使蒸汽压降较大，存在较大的散热损失，降低蒸汽品质； 蒸汽系统存在低压汽放空、高压及中压减温减压使用； 凝结水（包括伴热蒸汽，加热蒸汽）回用率低，一般只有50%左右，先进水平可以达到80%以上。 蒸汽分级使用还不到位，目前只有两个等级的蒸汽，若利用低温热产生低压蒸汽则不能很好的应用。,2.4.6 减少散热损失,长岭分公司有许多高温阀门、塔的人孔盖板没有保温。对1#联合抽查几个部位，就发现有近10个高温（温度在220以上）阀门没有保温；分馏塔人孔盖板大部分没有进行保温；焦化加热炉和重整炉702等外表温度偏高等，散热损失较大，应对这些部位加强保温。,2.4.7 优化原料结构和产品结构，减少产品精制装置的运行能耗,分公司应进一步优化原油品种结构，在大量加工含硫的仪长管输油的情况下，适当采购低硫原油进行掺炼。尽量确保催化汽油不需要进行加氢精制，停开轻重汽油分离和重汽油加氢装置。在加工较低价格的含硫原油或高硫原油时，综合考虑加工费用和产品精制、调和费用，核算一个效益比较好的最佳硫含量点。,三 主要生产装置能耗现状与节能潜力分析,3.1 分公司主要生产装置基准能耗,3. 2 生产装置能量现状与节能潜力分析,3.2.1 1#常减压装置 1#常减压装置设计年加工能力350万吨，装置能耗一般为1011kgoil/t，该单位2007年一季度能耗指标为10.16kgoil/t，同去年相比有一定程度降低，与总公司同类装置比较（见表8），特别是与先进指标8.59 kgoil/t相比，差距还有1.57 kgoil/t，要缩短差距，任务还很重。,2007年1季度常减压蒸馏装置能耗对比,1#常减压装置2006年能耗结构,1#常减压装置主要节能潜力,优化加热炉操作，确保两台常压加热炉热效率稳定控制在88.5%以上，确保减压炉热效率在89%以上，可以降低能耗近0.5kgoil/t。 目前1#常减压装置若没有催化油浆换热，原油换热终温只有280左右，同先进的300相比，差别很大，必须利用窄点技术进行核算，并对该换热网络进行优化改造，可以降低装置能耗1 kgoil/t以上。 将减压塔顶一、二级抽真空蒸汽采用机械式抽真空，可以降低1.0Mpa蒸汽用量，估算可以降低能耗近0.4kgoil/t。,2#常减压装置2006年能耗结构,2#常减压装置主要节能潜力,2#常减压装置能耗指标已经处于领先水平，原油换热终温最高可以达到310，通常在305左右，效果较好。 装置目前的节能潜力主要有： 提高加热炉热效率：因其燃料消耗占总能耗的83.31%，而两台加热炉热效率一般只有87.5%，效率较低。通过操作优化，降低过热空气系数，将热效率提高到88.5%，则还可以降低能耗约0.5kgoil/t。 投用好渣油与焦化装置热联合，停止投用渣油水冷器。,3.2.3、1#催化装置,1#催化裂化装置为国内唯一的一套FDFCC 工艺，其设计年加工能力105万吨，装置能耗2005年为65.44 kgoil/t，2006年为62.37 kgoil/t。采用FDFCC工艺后，与其它催化裂化装置不具有可比性，FDFCC-III工艺引起能耗增加的部位有 （1）因汽油提升管粗汽油回炼主要是利用了再生器烧焦的大量热量，再生器剩余热量减少，使内外取热器少产3.5 MPa蒸汽25 t/h左右，相当于能耗增加14个单位。 （2）因汽油提升管粗汽油回炼大约有2.5%的生焦率，而粗汽油回炼量不计入装置原料处理量，使得装置总生焦率增加0.86个百分点，相当于能耗增加8个单位。,3.2.3、1#催化装置,（3）由于粗汽油回炼，设计处理能力由1200 kt/a降至1050 kt/a，装置实际的处理量能力也下降。 （4）装置改造后分馏稳定系统的物流和热负荷增加较大，又增设了副分馏塔系统，耗电量增加，循环水量也增加。 （5）副分馏塔底油浆取热比例较小，副一中取热较大，装置循环油浆取热量减少，对外输出热量相应也减少，除盐水取热增加，回流热利用率低，因此装置热输出减少。,1#催化2007年能耗结构,目前1#催化节能潜力,（1）确保烟机长周期高效运行，降低电机做功 搞好烟机运行提高烟机做功对降低装置能耗具有重要意义，正常工况下烟机直接输出功率在8000kWh左右，但目前只有6000kWh，效率低。 （2）优化1余热炉操作：余热锅炉是催化装置重要的烟气余热回收系统，对降低催化装置能耗十分关键。高温烟气经过烟机做功后温度还有500 左右，大量的剩余热量需要回收。余热炉改造后运行效果仍然不够理想，热量回收效率不高，自产蒸汽一般为1520t/h，没有达到设计值。,目前1#催化节能潜力,（3）优化操作，降低生焦率 降低催化剂混合温度，提高剂油比：降低催化剂混合温度，油剂瞬间接触温度降低，剂油比提高，能改善重油提升管的催化裂化的反应环境，有利于催化裂化反应，减少热裂化反应；同时剂油比的提高，可以提高单程转化率，减少回炼比，均有利于降低焦炭产率。 降低反应温度：重油提升管控制较低的反应温度，采用急冷油作终止剂，降低提升管出口温度，减少热裂化反应和二次反应，降低焦炭产率。 提高催化剂性能：根据工艺特点，改用DFC-1新催化剂，生焦率更低。 日常生产中要强化对催化剂性能的监控，特别是在催化剂稳定性、活性及选择性方面，使装置平衡剂活性一直很稳定，保持较高的水平，在62%左右。 （4）优化副分馏塔一中取热流程，停开轻重汽油分离装置。,3.2.4、2#催化装置,2#催化装置采用石韦技术，设计年加工能力100万吨，装置能耗2005年为58. 77kgoil/t，2006年为52.32 kgoil/t，2007年10月份累计为52.84 kgoil/t。,表12 2#催化能耗结构,2#催化装置的节能潜力,（1） 烟机作功仍然偏低，装置电耗高 烟机在大检修中进行改造后，烟机振动降低，但做功仍然偏低。目前1主风机功率为2400kW，离先进的指标有较大差巨，需要继续创造条件，优化操作。 （2）二再烟气热量回收小 二再烟气去2余热锅炉产汽，热量回收不彻底，同时因2余热锅炉有时运行不正常，产汽量时常偏小，有时750的高温烟气直接放空，造成能耗损失。今后发展趋势是废除两个再生器工艺，将烟气回收热集中利用烟机做取热。 （3） 低温热利用不够 2#催化装置分馏塔还有空冷系统系统，低温余热利用设计上存在缺陷，不利于提高能量回收利用率，增加了蒸汽消耗,2#催化装置的节能潜力,（4）需要改善原料性质，降低生焦率 混合原料性质对生焦率影响较大，近几年来一直在努力改善原料的性质，但随着原油性质变差，及2#电脱盐装置脱盐、脱钙效果不稳定，使催化装置混合原料的重金属含量较高，造成催化平衡剂中重金属含量高，特别是钙含量高，使生焦产率增加。,两套催化装置2007年一季度能耗比较,3.2.5 焦化装置,焦化装置设计年加工能力为120万吨，装置能耗2005年为23.90kgoil/t，2006年在新增加了富气吸收稳定系统后，能耗为25.92 kgoil/t，至2007年10月份止为24.46 kgoil/t，节能效果比较明显。,焦化装置耗能结构,焦化装置节能潜力分析,（1）进一步提高加热炉热效率，降低烟气中氧含量：F303因受鼓风机入口蝶阀的影响，氧含量降低困难，鼓风机入口蝶阀关得太小，鼓风机振动大，造成烟气中氧含量平均为6.16%， F301烟气中氧含量平均为8.11%。在10月份新上调频电机后，加热炉热效率还有进一步提高的余地。通过操作优化，要确保F303热效率达到90%，F301热效率达到88.5%以上。 （2）换热流程优化： 焦化装置在经历数次改造后，目前的换热流程不够优化，高温位热流利用不合理，使得渣油换后温度偏低。,焦化装置节能潜力分析,（3）