一、概述
中国石油辽河石化公司100×104t/a延迟焦化装置在生产过程中,由于原料种类、性质多变,分馏塔馏分柴油(118℃)、顶循油(100℃)及稳定汽油(113℃)需要经过后路空冷器的冷却才能满足装置工艺指标要求,冷却期间浪费了大量电能。
公司东区采暖用户在冬季采暖期(5个月)通过西区供热系统供给200t/h热媒水,同时补充1.0 MPa蒸汽4t/h才可以满足冬季取暖要求。一个采暖期需消耗蒸汽1.44×104t。
公司原有热水系统在回收蒸馏装置的余热后,补入平均约10t/h(2008年数据)的1.0 MPa蒸汽才能满足气分装置脱乙烷塔、丙烷塔塔底重沸器介质热源要求以及中央空调系统制冷剂蒸发热源要求。2008年全年耗蒸汽65.7×104t。
二、改造方案
1.采暖系统
用除盐水作热媒,功率为45kW采暖循环水泵P-101将50℃、0.8MPa、200t/h采暖水经DN200总管线与焦化低温热换热机组换热后温度为66℃进DN200回水总管线,作为公司东区采暖用户热源,经D-101除污器、KQS-8A换热机组后返至采暖泵入口,0.2MPa采暖水经采暖泵提压后去焦化换热机组循环取热,形成闭路系统。为保证采暖水始终充满管路,设置补水罐G-1,经补水泵P-102自动补入采暖泵入口,补充采暖失水。为保证采暖用户采暖温度要求,设置1.0MPa蒸汽经DN150管线补入KQS-8A换热机组,作为补充热源。
自采暖循环水泵P-101来的50℃采暖水进入焦化换热机组后分成3路。一路经稳定汽油采暖水换热器E-59125与113℃稳定汽油换热,换热后60℃的稳定汽油至稳定汽油空冷器;一路经顶循油采暖水换热器E-59122与100℃顶循油换热,换热后65℃的顶循油至顶循油空冷器;一路经柴油采暖水换热器E-59123与118℃柴油换热,换热后70℃的柴油至柴油空冷器;换热后采暖水并入焦化装置回水总管,66℃总管采暖水经定压阀后进入公司东区采暖用户,出水经除污器、KQS-8A换热机组后返至采暖泵入口,如此形成采暖水闭式循环系统。
2.热水系统
热水回水从东蒸馏、焦化装置低温热换热器取热后经过除污器,与1.0MPa补入蒸汽在汽水换热器内换热,之后压力约0.20MPa、流量为265 t/h、温度约95℃热水进入功率53.3 kW循环热水泵提压至0.8 MPa送入热水管网。管网分两路。其中一路流量为155t/h经西、南蒸馏与渣油换热器换热至110℃去气分装置作为塔底重沸器热源。重沸器热源出水再分两路。一路流量为75t/h与循环热水泵出口的另一路95℃110 t/h热水进入糠白罐区作为伴热热源回水汇合后,进入维持温度80℃润滑油罐区作为伴热热源,出水去东蒸馏常渣换热器换热93℃后返回到循环热水泵入口。自气分装置重沸器分出的另一路流量为80t/h热水入中央空调作为制冷剂蒸发热源后约80℃热水并入去焦化换热机组取热的采暖水系统取热后,94℃回水与93℃东蒸馏常渣换热器换后热水一起并入热水系统除污器,经循环热水泵提压后再循环。损失热水通过55 kW的补水泵加入循环热水泵入口,损失热量通过汽水换热器补入1.0MPa蒸汽满足工艺要求。
三、改造实施的内容
1.新增加设备情况
采暖系统:本次改造新增加焦化装置低温余热采暖水换热器3组(6台),G-1补水罐1台(利旧),循环水泵2台(1开1备),补水泵2台(1开1备),换热机组1套,除污器1台,仪表及相应管线部分。
热水系统:本次改造新增加3条跨线及其相应阀门,均为DN200碳钢管线;1条自中央空调热水出口至采暖系统回水管线,1条自采暖系统除污器D-101入口至采暖循环水泵P-101出口管线,1条自焦化低温余热换热机组取热回水至热水系统回水除污器入口管线。
2.仪表部分
新增加主要仪表有:就地双金属温度计6台,就地指示耐震压力表4台,热电偶2台,FC调节阀1台,压力变送器1台,P-102补水泵变频器2台。
3.电气部分
采暖系统循环水泵2台(1开1备),每台配套电机功率为45kW;补水泵2台(1开1备),每台配套电机功率为3kW。该项目改造后,焦化装置顶循油、稳定汽油、柴油产品分别走原有相应空冷器,相应空冷器共计10台,配套防爆电机10台,每台功率30kW。
4.系统管线、阀门部分
采暖系统新增加主要管线为DN200管线1300m,阀门11个;DN150管线400m,阀门8个;DN80管线30m,阀门1个;DN50管线45m,阀门5个。
热水系统新增DN200管线20m,阀门7个;DN150管线10m,阀门2个。
四、系统投用及运行
该项目采暖系统于2008年10月22日投入运行,热水系统于2009年7月3日投入运行,投用后至今系统运行平稳。该项目在采暖期内(每年运行5个月)投用采暖系统,在非采暖期内(每年可运行7个月)改投用热水系统。在满足冬季采暖用户取热要求的前提下,经测试,结果表明:相比改造前节约补入采暖系统1.0MPa蒸汽4t/h,节约补入热水系统1.0MPa蒸汽3.57t/h ,共节约蒸汽32392.8t/a;焦化装置三组低温余热换热器投用后,停用或部分停用相应10台空冷器,按照运转负荷率50%计算,每年约可节电126万kW·h。
五、结语
通过对采暖系统、热水系统的技术改造,焦化装置能耗值降低了8705.5×104MJ/a,单位能耗约降低2.1kg标油/t,节约1.0 MPa蒸汽32392.8 t/a,节电126×104 kW·h/a,按照现行电价0.65元/(kW·h)、1.0 MPa蒸汽89.5元/t计算,每年可节约成本371.8万元,经济效益显著。