焦化能源管理与节能技术课件.ppt

1、延迟焦化技术培训胡尧良胡尧良2005.112005.11焦化能源管理与节能技术焦化能源管理与节能技术主 要 内 容n前言前言n中国中国 石化石化 焦化炼油能耗焦化炼油能耗n焦化装置如何做好能源管理焦化装置如何做好能源管理n工艺工艺 n设备设备n国外炼油能源管理国外炼油能源管理nKBCKBCnSOLOMONSOLOMON1.“十一五十一五”时期经济社会发展目标时期经济社会发展目标（摘自（摘自 十六届五中全会公报）十六届五中全会公报）n主要目标是：主要目标是：在优化结构，提高效益和降低消在优化结构，提高效益和降低消耗的基础上，实现耗的基础上，实现2010年人均国内生年人均国内生产总值比产总值比20

2、00年翻一番，资源利用效年翻一番，资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源率显著提高，单位国内生产总值能源 消耗比消耗比“十五十五”期末降低期末降低20%左左右右2.“十五”期间我国能源消耗水平2004年2003年8%7.4%原油消耗占全球原油消耗占全球10%13%电力消耗占全球电力消耗占全球31%30%煤炭消耗占全球煤炭消耗占全球4%5%我国我国GDPGDP占全球占全球3.2004年我国原油及主要油品表观消耗量年我国原油及主要油品表观消耗量（万吨，万吨，国家统计局）国家统计局）原油原油汽油汽油煤油煤油柴油柴油润滑油润滑油燃料油燃料油石油石油沥青沥青20182.720182.74709.14

3、709.11061.51061.510373.410373.4590.5590.54956.44956.41122.91122.9石油消耗总量：石油消耗总量：32413.2732413.27万吨万吨;2005 2005年统计年统计:35000.00:35000.00万吨万吨4.1 中国石化炼油能耗(2004年)n2004年原油加工总量年原油加工总量14572.17万吨万吨n炼油能耗炼油能耗73.52千克标油千克标油/吨吨n2004年中石化炼油耗能：年中石化炼油耗能：1071.35万吨标油。万吨标油。n如果能够按要求节约如果能够按要求节约20，则相当于节油，则相当于节油214.27万吨标油，按万

4、吨标油，按2000元元/吨计算，相当吨计算，相当于降低加工费于降低加工费42.85亿元人民币。亿元人民币。4.2 全国炼油能耗(2004年)n2004年全国原油加工量年全国原油加工量2.9亿吨亿吨n按能耗水平与中石化相当按能耗水平与中石化相当73.52千克标油千克标油/吨，吨，耗油耗油2132万吨万吨n节约节约20，节油量，节油量424.6万吨万吨/年，节约加工年，节约加工费近费近100亿元亿元n我国能源结构中，油气约占我国能源结构中，油气约占23，则全国可，则全国可节标油节标油1亿吨亿吨5.1 中国石化炼厂能耗结构(2004年)单因耗能炼油能耗千克标油/吨因数 千克标油/吨集团合计集团合计1

5、4572.1712.3073.52股份合计股份合计13793.8712.2073.68原料油加工量单位名称单位名称燃料油单耗 燃料气单耗催化烧焦蒸汽单耗电耗新鲜水单耗千克/吨千克/吨千克/吨吨/吨千瓦时/吨吨/吨集团合计集团合计3.7421.3523.770.1248.750.44股份合计股份合计3.7821.9423.160.1249.020.445.2 中国石化炼油厂能耗比较(2004年)020406080100120塔里木分公司泰州石化厂扬子石化公司西安分公司上海石化股份公司广州分公司天津分公司镇海炼化股份公司青岛石化厂茂名分公司福建炼化有限公司武汉分公司集团合计股份合计金陵分公司中原石

6、化总厂沧州分公司安庆分公司洛阳分公司九江分公司长岭分公司燕山分公司巴陵石化烯烃厂高桥分公司石家庄炼化股份公司济南分公司扬州石化厂清江石化股份公司齐鲁分公司杭州炼油厂河南精蜡厂胜利石化总厂北海分公司荆门分公司6.1 中国石化焦化装置能耗比较(2004年)051015202530354045镇海上海石化天津济南荆门长岭石家庄广州高桥扬子齐鲁I茂名I金陵I沧州福建武汉安庆茂名II金陵II胜石化塔河杭州齐鲁II平均6.2 中国石化焦化装置能耗(2004年)n2004年，年，平均能耗平均能耗27.78kg标油标油/tn由于各企业焦化装置工艺流程、装置规模以及投用年数等方由于各企业焦化装置工艺流程、装置规

7、模以及投用年数等方面差异较大，故能耗的高低差距也较大面差异较大，故能耗的高低差距也较大。n有吸收稳定的焦化装置最低能耗为有吸收稳定的焦化装置最低能耗为25.64kg/t，最高能耗为最高能耗为38.40kg/tn无吸收稳定的焦化装置最低能耗为无吸收稳定的焦化装置最低能耗为18.35kg/t，最高能耗为最高能耗为37.99kg/t 7.中国石化焦化装置的节能潜力n2004年年23套焦化装置加工总量套焦化装置加工总量1876.76万吨万吨n平均能耗平均能耗27.78kg标油标油/tn相当于耗标油相当于耗标油52.14万吨万吨n降低降低20，则节油，则节油10.42万吨万吨n按照按照2000元元/吨计

8、算，可以降低加工费吨计算，可以降低加工费2.0亿亿元人民币元人民币8.焦化装置如何做好能源管理焦化装置的特点n原料最差：原料最差：渣油渣油 油浆油浆 脱油沥青脱油沥青 污油污油 污泥污泥n产品最全：产品最全：干气干气 液化气液化气 汽油汽油 柴油柴油 蜡油蜡油 甩油甩油 焦碳焦碳 n流程最长：流程最长：加热炉加热炉-焦碳塔焦碳塔-分馏塔分馏塔-压缩机压缩机-吸收稳定吸收稳定产品精制产品精制 I-除焦除焦-出焦出焦-铁铁/公路公路 I-放空放空n炉温最高：炉温最高：490-505 n压力最大：压力最大：高压水高压水 13.015.0MPan设备最多：设备最多：炉炉 塔塔 机机 泵泵 罐罐 高压水

9、泵高压水泵 切焦器切焦器 电梯电梯 抓斗抓斗 行车行车 地衡地衡 汽车汽车 火车火车n工种最多：工种最多：工艺班工艺班 除焦班除焦班 装车班装车班n生产方式：生产方式：连续连续/间隙间隙 8h,12h,16h,24h8.1吃透装置的设计基础和原则吃透装置的设计基础和原则n原料性质原料性质(渣油品种渣油品种:四组分四组分,硫硫,酸值酸值,脱油沥脱油沥青青)n产品结构产品结构(焦蜡产率焦蜡产率)n工艺参数工艺参数(循环比循环比,生焦时间生焦时间)n设备基础设备基础(加热炉加热炉,焦炭塔焦炭塔,分馏塔分馏塔,压缩机压缩机)n能源结构能源结构(汽汽,电电)参考文献18.2 比较装置实际运行的状况n装置

10、标定数据装置标定数据n实际加工量实际加工量n原料性质的变化原料性质的变化n产品结构的变化产品结构的变化n设备运行实际状况设备运行实际状况n工艺参数调整幅度工艺参数调整幅度8.3装置用能分析装置用能分析n1.年度对比分析年度对比分析 查找增减的原因及对策措施查找增减的原因及对策措施n2.能耗结构分析能耗结构分析 计算各种能源计算各种能源(燃料、电力、燃料、电力、蒸汽、水蒸汽、水)的比例的比例 抓重点节能项目及措施抓重点节能项目及措施n3.装置用能分析装置用能分析 三大环节：转换三大环节：转换-利用利用-回收回收 参考文献28.3.1金陵炼油/焦化年度能耗对比分析28.47010203040506

11、0708090200020012002200320042005(1-10)8.3.1焦化能耗占全厂比例年度20012002200320042005（1-10）全厂75.9281.9781.1175.2562.01焦化28.7929.8828.5428.4928.47比例 6.46.576.135.865.624.228.3.2金陵分公司焦化装置能耗结构分析项目2003年度2004年度燃气19.2820.10燃油0.950.22热进料0.961.08热输出-3.15-3.26蒸汽0.130.70电7.667.36循环水0.870.82新鲜水0.190.23除盐水0.080.13总计28.1328

12、.498.3.2 焦化能耗结构分析2004年度燃气65%燃油1%电24%循环水3%热进料4%蒸汽2%新鲜水1%除盐水0%8.3.2 常减压能耗结构分析2004年度燃气32%燃油47%除盐水1%新鲜水0%电12%循环水2%蒸汽0%热进料0%热输出6%8.3.2 催化裂化能耗结构分析2004年度烧焦61%燃油0%除盐水1%新鲜水0%电6%循环水1%蒸汽24%热进料7%输出中压汽折能耗37.55千克标油/吨8.3.3装置用能分析n三大环节三大环节 参考文献2转换环节利用环节冷换设备冷换设备换热网络设计，换热平均温换热网络设计，换热平均温差，换热终温差，换热终温(入炉入炉)，介质，介质入空冷水冷前温度

13、入空冷水冷前温度加热炉，机泵加热炉，机泵能量分析，能量分析，火火用用分析：分析：加热炉效率，机泵效率加热炉效率，机泵效率回收环节焦炭塔，分馏塔焦炭塔，分馏塔反应热反应热(渣油性质渣油性质,循环比循环比)回流取热分布回流取热分布,多取高温位热多取高温位热损失损失损失输入8.4装置节能潜力及制约因素分析1.工艺工艺 2.设备设备提高处理量提高处理量 电机变频电机变频 泵叶轮切削泵叶轮切削原料管理原料管理 压缩机压缩机加热炉管理加热炉管理 换热冷却设备换热冷却设备换热流程优化换热流程优化 管线塔壁热损管线塔壁热损吹汽吹汽 除焦水泵除焦水泵3.延长开工周期延长开工周期 4.降低加工损失降低加工损失8.

14、4.1工艺节能潜力1.提高处理量提高处理量a.降低循环比降低循环比,从从0.4降低到降低到0.25,不增加投资，液收增加，焦碳产率不增加投资，液收增加，焦碳产率减少，汽柴油质量变化不大，处理量可提高减少，汽柴油质量变化不大，处理量可提高1020%,能耗应降低能耗应降低n原料性质制约：沥青质高的油难原料性质制约：沥青质高的油难n蜡油收率增加蜡油收率增加,但质量变差但质量变差,会影响会影响RFCC的掺渣比的掺渣比n炉进料性质变差炉进料性质变差,加热炉结焦加速加热炉结焦加速,缩短运行周期缩短运行周期,燃燃料增加料增加,影响加工量和能耗影响加工量和能耗n分馏塔下层塔盘干板分馏塔下层塔盘干板,结焦结焦,

15、影响分馏效果影响分馏效果 参考文献5,7分馏塔焦炭塔分馏塔焦炭塔新老流程对比8.4.1工艺节能潜力1.提高处理量提高处理量b.缩短生焦周期缩短生焦周期c.从从24小时降低到小时降低到20或或16小时，不增加投资，汽小时，不增加投资，汽柴油质量无影响，处理量提高柴油质量无影响，处理量提高1020%，能耗应降低能耗应降低.d.但必须要在加热炉、分馏塔、辐射进料泵有余量，焦炭但必须要在加热炉、分馏塔、辐射进料泵有余量，焦炭塔高度是瓶颈的情况下塔高度是瓶颈的情况下e.焦碳塔气速增加，必须有中子料位计，且加注消泡剂，准焦碳塔气速增加，必须有中子料位计，且加注消泡剂，准确监测泡沫层高度的基础上确监测泡沫层

16、高度的基础上f.g.除焦班的工作时间调整除焦班的工作时间调整8.4.1工艺节能潜力2.原料管理原料管理n控制好入炉混合油的性质：渣油、循环油、油控制好入炉混合油的性质：渣油、循环油、油浆、脱油沥青、污油浆、脱油沥青、污油n(四组分、粘度、残炭、硫、酸值、催化剂四组分、粘度、残炭、硫、酸值、催化剂)。n要保持加热炉和分馏塔底的长周期运行。要保持加热炉和分馏塔底的长周期运行。n长岭长岭 扬子扬子 金陵金陵 茂名茂名 荆门荆门 沧州沧州 镇海镇海 参考文献 1,9.8.4.1工艺节能潜力n原料管理原料管理n长岭长岭分公司加工分公司加工波纳波纳减压渣油时，焦炭产率达到减压渣油时，焦炭产率达到29.72

17、%29.72%，液体收率仅，液体收率仅61.54%61.54%，比常规的减压渣油液体收率减少，比常规的减压渣油液体收率减少3 3左右，焦炭产率增加左右，焦炭产率增加5 5，除焦时焦碳塔出现振动除焦时焦碳塔出现振动,发现生成大量的弹丸焦。发现生成大量的弹丸焦。n扬子扬子公司公司I I套焦化装置在套焦化装置在19971997年年19991999年掺炼年掺炼阿拉斯加油阿拉斯加油的减压渣油，的减压渣油，焦炭产率高达焦炭产率高达3030，焦高达到，焦高达到2121m m，焦粉携带到分馏系统，导致掺炼一焦粉携带到分馏系统，导致掺炼一星期后分馏塔底和塔盘上结焦严重，蜡油变黑，装置被迫停工。星期后分馏塔底和塔

18、盘上结焦严重，蜡油变黑，装置被迫停工。n金陵金陵分公司于分公司于20042004年年3 3月份月份,开始掺炼沥青质为开始掺炼沥青质为9.5%9.5%，残炭为，残炭为20.83%20.83%的的巴巴士拉士拉减压渣油（掺炼量达到减压渣油（掺炼量达到55%55%以上）时，炉膛温度上升，加热炉辐射以上）时，炉膛温度上升，加热炉辐射炉管的结焦加快，加热炉需经常烧焦，炉管的结焦加快，加热炉需经常烧焦，20042004年年3 3月至月至6 6月，月，套焦化装置套焦化装置的的3 3座加热炉共进行了座加热炉共进行了5 5次烧焦，最短的烧焦周期仅为次烧焦，最短的烧焦周期仅为5252天。天。8.4.1工艺节能潜力n

19、原料管理原料管理n金陵金陵分公司焦化掺炼重油催化分公司焦化掺炼重油催化油浆油浆后，曾出现加热炉辐射进料泵出口压力由后，曾出现加热炉辐射进料泵出口压力由3.23.2MPaMPa逐渐降到逐渐降到2.5 2.5 MPaMPa，致使加热炉辐射流量下降，不能保证正常生产。拆致使加热炉辐射流量下降，不能保证正常生产。拆修发现辐射进料泵叶轮与平衡鼓之间有较多脆而松散的固体杂质，径向间隙被修发现辐射进料泵叶轮与平衡鼓之间有较多脆而松散的固体杂质，径向间隙被堵塞。堵塞。20032003年年2 2月，由于辐射进料量无法保证，装置被迫停工。抢修时发现，月，由于辐射进料量无法保证，装置被迫停工。抢修时发现，分馏塔底结

20、焦高度达分馏塔底结焦高度达1.61.6米，已达到辐射进料泵侧线抽出口，两台塔底过滤器几米，已达到辐射进料泵侧线抽出口，两台塔底过滤器几乎被焦堵死，辐射进料泵的第一级叶轮入口处有大量焦块。对辐射进料泵体内乎被焦堵死，辐射进料泵的第一级叶轮入口处有大量焦块。对辐射进料泵体内和分馏塔底的粘结物采样分析，诊断为催化剂固体粉末与沥青质，对辐射进料和分馏塔底的粘结物采样分析，诊断为催化剂固体粉末与沥青质，对辐射进料泵体内的粘结物进行灼烧灰份分别高达泵体内的粘结物进行灼烧灰份分别高达54.5%54.5%和和41.3%41.3%。主要是重油催化油浆的。主要是重油催化油浆的催化剂粉末。催化剂粉末。n茂名茂名分公

21、司焦化装置在掺炼催化分公司焦化装置在掺炼催化油浆油浆后，发现在辐射进料泵内有焦粉及催化剂后，发现在辐射进料泵内有焦粉及催化剂粉末沉积。辐射进料调节阀有卡涩现象，曾引起辐射量大幅波动，在掺炼催化粉末沉积。辐射进料调节阀有卡涩现象，曾引起辐射量大幅波动，在掺炼催化油浆后，投用仅半年的两个辐射调节阀因为阀心磨损关不严而被更换。油浆后，投用仅半年的两个辐射调节阀因为阀心磨损关不严而被更换。n荆门荆门分公司掺炼分公司掺炼脱油沥青脱油沥青，焦炭塔焦粉夹带严重，引起焦化加热炉结焦。，焦炭塔焦粉夹带严重，引起焦化加热炉结焦。8.4.1工艺节能潜力n原料管理原料管理n1999年初，年初，镇海镇海焦化加工焦化加工

22、进口含硫原油进口含硫原油的减压渣油，其原料四组成分的减压渣油，其原料四组成分析为饱和烃析为饱和烃28.9%,芳烃芳烃42.3%,胶质胶质18.4%,沥青质沥青质10.4%。按照常规操。按照常规操作条件控制，加工仅作条件控制，加工仅5-7天，两台加热炉炉管表面温度达到天，两台加热炉炉管表面温度达到650 以上，以上，判断为加热炉炉管结焦，随即停工烧焦。重新开工后，由于原料未改善，判断为加热炉炉管结焦，随即停工烧焦。重新开工后，由于原料未改善，加热炉运行不到半月后，又出现结焦。加热炉运行不到半月后，又出现结焦。n2002年，年，沧州沧州焦化加工焦化加工新疆重质常压渣油新疆重质常压渣油，其原料四组成

23、分析为饱和，其原料四组成分析为饱和烃烃31.4%,芳烃芳烃35.7%,胶质胶质21.5%,沥青质沥青质11.4%,采用采用HLCGO工艺工艺,平稳平稳运行运行6个月后个月后,在原料性质不变的情况下在原料性质不变的情况下,该装置将循环比由该装置将循环比由0.7降至降至0.30.4,加热炉出口温度由加热炉出口温度由495 提高至提高至498,即采用常规操作条件。即采用常规操作条件。结果运行结果运行15天后，发现加热炉炉管压力降增加天后，发现加热炉炉管压力降增加0.5MPa,炉管出现弯曲变炉管出现弯曲变形形,结焦。装置被迫停工结焦。装置被迫停工.参考文献 8.8.4.1工艺节能潜力n原料管理原料管理

24、 1.控制劣质原料的掺炼量控制劣质原料的掺炼量 荆门焦化掺炼脱油沥青性质劣化，荆门焦化掺炼脱油沥青性质劣化，20042004年掺炼脱油沥青比例年掺炼脱油沥青比例2020降为降为11.46%11.46%。长岭加工波纳原油。长岭加工波纳原油,掺炼比降到掺炼比降到1/31/3后，操作和焦炭质量才后，操作和焦炭质量才恢复正常。恢复正常。2.2.加大装置循环比加大装置循环比 塔化焦化加工塔化焦化加工新疆稠新疆稠油采用大循环比（油采用大循环比（0.81.00.81.0）操作，自投产以）操作，自投产以来，装置运行正常。来，装置运行正常。3.3.分析焦化原料分析焦化原料 调整操作条件调整操作条件 根据密度、残

25、炭、硫含量及饱和烃、芳烃、胶质、沥青质四组份根据密度、残炭、硫含量及饱和烃、芳烃、胶质、沥青质四组份的分析数据，及时调整炉管注水量、加热炉出口温度、小吹汽量、焦炭的分析数据，及时调整炉管注水量、加热炉出口温度、小吹汽量、焦炭塔顶温度等操作条件。塔顶温度等操作条件。8.4.1工艺节能潜力3.加热炉管理加热炉管理a.单单/双面辐射炉的比较（金山）双面辐射炉的比较（金山）参考文献参考文献1,3,10.b.炉管外壁结垢炉管外壁结垢/结灰：与燃料的清洁度，雾化效结灰：与燃料的清洁度，雾化效果（配风、配汽）有关。果（配风、配汽）有关。炉管内壁结垢炉管内壁结垢/结焦：与原料的性质、流速结焦：与原料的性质、流

26、速（注汽（注汽/水）。水）。8.4.1工艺节能潜力n3.加热炉管理加热炉管理n焦化炉设计考虑焦化炉设计考虑n较高的炉管平均热强度较高的炉管平均热强度 单面辐射炉单面辐射炉2831 KW/m2 双面辐双面辐射炉射炉4246.5 KW/m2,(金山金山49),炉管热强度周向不均匀系数炉管热强度周向不均匀系数要小要小n短停留时间短停留时间2m/sn辐射室炉管有良好的热分布辐射室炉管有良好的热分布,分支流量均匀分支流量均匀。n燃烧室热分布能得到良好控制。燃烧室热分布能得到良好控制。n有适当的辐射室炉管入口温度和适宜的炉膛体积热强度。有适当的辐射室炉管入口温度和适宜的炉膛体积热强度。n有稳定的升温梯度。

27、有稳定的升温梯度。n采用多点注汽。采用多点注汽。8.4.1工艺节能潜力3.加热炉管理加热炉管理c.阻焦剂阻焦剂（品牌、用量和注入位置）（品牌、用量和注入位置）辽化焦化辽化焦化 原料原料 大庆大庆/辽河渣油辽河渣油,洛阳洛阳CAF-1阻焦剂阻焦剂 用量用量60ppm,加热炉运行周期延长加热炉运行周期延长50%.使加热炉保持高效率使加热炉保持高效率,并长运行周期并长运行周期,能耗降低能耗降低 参考文献参考文献4.提高收率提高收率?消泡剂（品牌、用量和注入位置）消泡剂（品牌、用量和注入位置）中子料位计中子料位计 塔底过滤器塔底过滤器8.4.1工艺节能潜力3.加热炉管理加热炉管理d.燃烧器：性能，配风

28、，配汽燃烧器：性能，配风，配汽燃烧器性能对比8.4.1工艺节能潜力3.加热炉管理加热炉管理e.空气预热器空气预热器 金陵焦化金陵焦化2台立式加热炉，空气预热器投用后烟气温度降台立式加热炉，空气预热器投用后烟气温度降低低90-100，空气温升不小于，空气温升不小于140，排烟温度降至，排烟温度降至170-180，炉效率提高，炉效率提高5，全年节约燃料，全年节约燃料1000吨，吨，2年可回年可回收投资。收投资。n注意：烟气旁路挡板能否关严至关重要；注意：烟气旁路挡板能否关严至关重要；n 加热炉炉体泄漏对热管影响较大；加热炉炉体泄漏对热管影响较大；n 防止热管受烟气露点腐蚀（防止热管受烟气露点腐蚀（

29、125），），排烟温度不小于排烟温度不小于160，燃料气必须脱硫；，燃料气必须脱硫；n 烟气氧含量分析仪，负压测定器工作正常烟气氧含量分析仪，负压测定器工作正常8.4.1工艺节能潜力3.加热炉管理加热炉管理f.在线清焦：金山在线清焦：金山(2次次)、高桥、高桥(1次次)在线清焦在线清焦 g.h.h.20032003年年7 7月底，高桥在金山专家的指导和帮助下，对加热炉月底，高桥在金山专家的指导和帮助下，对加热炉C C组炉组炉管在线清焦，进行了管在线清焦，进行了4 4次升降温，历时次升降温，历时2828小时。尽管做了很大的努小时。尽管做了很大的努力和尝试，但实际效果不理想，在线清焦技术在高桥焦化

30、加热炉力和尝试，但实际效果不理想，在线清焦技术在高桥焦化加热炉未获成功。分析不成功的原因有以下几个方面：未获成功。分析不成功的原因有以下几个方面：i.i.炉管壁厚不同。高桥炉管壁厚为炉管壁厚不同。高桥炉管壁厚为1212mm,mm,而金山为而金山为8.58.5mmmm。壁厚的壁厚的增加影响加热炉快速升降温时炉管的径向伸缩，因而影响炉管壁增加影响加热炉快速升降温时炉管的径向伸缩，因而影响炉管壁焦炭的脱落。焦炭的脱落。j.j.燃烧器火焰偏高。高桥燃烧火焰比金山的高，金山进口燃烧器燃烧器火焰偏高。高桥燃烧火焰比金山的高，金山进口燃烧器的火焰短、硬、通体透明，没有红光，而且炉体保温性能很好。的火焰短、硬

31、、通体透明，没有红光，而且炉体保温性能很好。k.k.炉管支架形式不同。高桥炉管支吊架没有限制，而金山支吊架炉管支架形式不同。高桥炉管支吊架没有限制，而金山支吊架在径向有限制，所以炉管快速升降温时，高桥炉管的径向变形要在径向有限制，所以炉管快速升降温时，高桥炉管的径向变形要比金山的小。比金山的小。l.8.4.1工艺节能潜力n加热炉管理加热炉管理n 高桥高桥C C、D D组炉膛相互影响很大，致使组炉膛相互影响很大，致使C C组不能在短时间内进行快速组不能在短时间内进行快速的升降温操作。的升降温操作。升降温幅度不同。金山升降温幅度为升降温幅度不同。金山升降温幅度为150150，而高桥只有，而高桥只有

32、120120。结焦程度不同。高结焦程度不同。高桥桥C C组炉管有一定程度的结焦，金山加热炉的结焦组炉管有一定程度的结焦，金山加热炉的结焦程度严重。金山在线清焦前的炉管壁温度高达程度严重。金山在线清焦前的炉管壁温度高达640640，而高桥壁温为，而高桥壁温为620620。升降温速度。据国外资料，在线清焦操作时升降温速度很快，除第升降温速度。据国外资料，在线清焦操作时升降温速度很快，除第一次升降温在一次升降温在1.51.5小时外，其余要求在小时外，其余要求在5 5分钟时间内升降温分钟时间内升降温150150。而高桥无法做到。而高桥无法做到。高桥加热炉总体状况与金山加热炉有很大的不同。高桥加热炉总体

33、状况与金山加热炉有很大的不同。8.4.1工艺节能潜力3.加热炉管理加热炉管理g.炉墙衬里与保温炉墙衬里与保温（齐鲁、高桥加热炉、调研资料）n耐高温节能涂料耐高温节能涂料n加热炉或烟道衬里（加热炉或烟道衬里（0.5-10mm），），作用：衬里补强，裂缝密封，提作用：衬里补强，裂缝密封，提高辐射强度，炉效提高高辐射强度，炉效提高3-5，炉外壁温度下降，炉外壁温度下降3-60。（上海硅酸盐研究所）n辐射炉管外表衬里：提高传热系数，减少辐射结垢辐射炉管外表衬里：提高传热系数，减少辐射结垢（黑龙江化工院黑龙江化工院）n衬里结构与施工衬里结构与施工n耐火纤维噴凃复合衬里耐火纤维噴凃复合衬里(南京金炼科技有

34、限公司南京金炼科技有限公司)工艺节能潜力n加热炉管理加热炉管理nh.智能控制技术智能控制技术n现有加热炉的自动控制现有加热炉的自动控制,主要以燃烧控制为主主要以燃烧控制为主,即通过烟道挡板和进风蝶阀进行调即通过烟道挡板和进风蝶阀进行调节节,以满足排烟氧含量和炉膛负压趋进设定值以满足排烟氧含量和炉膛负压趋进设定值,实现最佳燃烧。炉膛压力和温度作实现最佳燃烧。炉膛压力和温度作用为安全指标约束控制，也有燃料量的变化作为前控制。用为安全指标约束控制，也有燃料量的变化作为前控制。n加热炉的智能控制，不以排烟氧含量为控制目标，而是以实现工艺要求加热炉的智能控制，不以排烟氧含量为控制目标，而是以实现工艺要求

35、的前提下燃料消耗最低为控制目标，以相关的压力，流量，温度作为检的前提下燃料消耗最低为控制目标，以相关的压力，流量，温度作为检测和控制的对象，解决仪表检测误差和执行机构不精确带来的不利影响，测和控制的对象，解决仪表检测误差和执行机构不精确带来的不利影响，设定多项而非单一的控制策略，动态的优选，寻找，记忆最佳路线和最设定多项而非单一的控制策略，动态的优选，寻找，记忆最佳路线和最优化参数组合，使加热炉始终处于最佳燃烧状态，实现加热炉节能高效优化参数组合，使加热炉始终处于最佳燃烧状态，实现加热炉节能高效运行。运行。n该技术以改变控制策略去适应加热炉的复杂性和不确定性，具有自学习该技术以改变控制策略去适

36、应加热炉的复杂性和不确定性，具有自学习能力，它不仅是依靠数学模型工作，而是能够根据知识和经验进行在线能力，它不仅是依靠数学模型工作，而是能够根据知识和经验进行在线推理和系统识别，从而在众多的应对措施中优选出一条能够达到最大热推理和系统识别，从而在众多的应对措施中优选出一条能够达到最大热效率，最小能耗的控制策略；效率，最小能耗的控制策略；n该技术在冶金行业加热炉应用可节约燃料该技术在冶金行业加热炉应用可节约燃料5%10%，金陵公司三套常减，金陵公司三套常减压炉上已应用。压炉上已应用。(南京金炼科技有限公司南京金炼科技有限公司)8.4.1工艺节能潜力4.换热流程优化换热流程优化n热进料热进料n提高

37、入炉温度提高入炉温度 可调循环比流程可调循环比流程 参考文献参考文献5,7.n流程优化流程优化 窄点分析窄点分析 参考文献参考文献2.齐鲁齐鲁,1 焦化焦化 设计进料设计进料150。常渣热进料常渣热进料250,冷渣油冷渣油100,混合温度混合温度210,原换热流程未变原换热流程未变,造成分馏塔取热平衡失常，大造成分馏塔取热平衡失常，大量热量上移量热量上移,被冷却水带走被冷却水带走,因而能耗增加因而能耗增加n充分利用高温位热量充分利用高温位热量n低温热利用低温热利用n分馏塔顶循环回流代替冷回流，可提高分馏塔取热温度。某装分馏塔顶循环回流代替冷回流，可提高分馏塔取热温度。某装置使用冷回流置使用冷回

38、流,空冷器排出的热量达到空冷器排出的热量达到10000kW,可回收量达可回收量达8000kW。n除盐水除盐水,取暖取暖水水 8.4.1工艺节能潜力5.吹汽：吹汽：焦炭塔吹汽阶段是消耗蒸汽最大的步骤焦炭塔吹汽阶段是消耗蒸汽最大的步骤 延长小吹汽（延长小吹汽（1=1.5小时），减少大吹汽小时），减少大吹汽（1.5=1.0小时小时），），节约蒸汽节约蒸汽10吨吨/天天金陵8.4.2设备方面n电机变频电机变频n电机电机泵头泵头出口阀出口阀调节阀调节阀n电机选型电机选型泵的配套功率泵的配套功率排量排量+扬程扬程控制阀控制阀工艺流量工艺流量/压力压力n电机转速与机泵流量成正比电机转速与机泵流量成正比n电机

39、的功率和电机的转速立方成正比电机的功率和电机的转速立方成正比8.4.2设备方面n电机变频电机变频n当工艺要求仅是低流量时，或电机当工艺要求仅是低流量时，或电机/机泵过大时，机泵过大时，只能用阀门节流，消耗压力能，带来后果，调节阀只能用阀门节流，消耗压力能，带来后果，调节阀尖叫、振动、泄漏、泵头密封泄漏尖叫、振动、泄漏、泵头密封泄漏n采用变频，降低电机转速，调节转速即可调节流量采用变频，降低电机转速，调节转速即可调节流量（全开控制阀（全开控制阀）功率功率 电流电流 频率频率 转速转速 节电率节电率 KW A H z r/min%投前投前193.83515029882.7125 投后投后67.21

40、27.1 34.2920300.6912565.32 投前投前40.171.45029701.118.9 投后投后2.79.51911350.31993.27 投前投前78.891415029701.455.4 投后投后26.1358.135.420901.155.466.88原料泵原料泵重蜡泵重蜡泵泵型号泵型号是否投用是否投用变频器变频器泵出口泵出口压力压力Mpa泵出泵出口流口流量量t/h柴油泵柴油泵变频器投用节电效果1.节电效果十分明显节电效果十分明显2.改变传统的控制方式，实现了高质量的改变传统的控制方式，实现了高质量的自动控制自动控制3.有利于机泵冷换及控制阀等设备的长周有利于机泵冷换

41、及控制阀等设备的长周期运行和维护保养，大大降低了维修成本期运行和维护保养，大大降低了维修成本4.改善操作环境，减少了漏油，降低了噪改善操作环境，减少了漏油，降低了噪音污染音污染5.装置安全运行可靠性得到提高装置安全运行可靠性得到提高投用变频后的综合效果投用变频后的综合效果8.4.2设备方面n机泵叶轮机泵叶轮抽级抽级/切削切削n高桥焦化加热炉进料泵高桥焦化加热炉进料泵“叶轮抽级叶轮抽级”在满足工艺要求的前提下，分别对两台加热炉进料泵在满足工艺要求的前提下，分别对两台加热炉进料泵进行进行“叶轮抽级叶轮抽级”改造，由原改造，由原4 4级改为级改为3 3级，节电效果明显。级，节电效果明显。电流从原来运

42、行时的电流从原来运行时的5050A A降为降为3232A A，同时辐射调节阀前后压同时辐射调节阀前后压差变小，操作更可靠差变小，操作更可靠n富气压缩机采用电机驱动、变速器调速，负荷变化富气压缩机采用电机驱动、变速器调速，负荷变化通过变频调速，节电效果明显通过变频调速，节电效果明显 ，n总能耗降低总能耗降低2 2kg/tkg/t8.4.2设备方面n压缩机压缩机：n富气入口压力、分馏塔到压缩机入口的压降富气入口压力、分馏塔到压缩机入口的压降n富气出口压力富气出口压力n透平背压透平背压n复水器真空度复水器真空度n换热冷却设备换热冷却设备：n型号型号n冷却水质量（防垢）冷却水质量（防垢）n空冷器翅片及

43、风机空冷器翅片及风机8.4.2设备方面n散热：塔壁热损散热：塔壁热损n焦炭塔保温技术焦炭塔保温技术 背带式保温结构背带式保温结构 参考文献参考文献12.n西北西北X厂厂 2台台5400mm焦碳塔，红外测温焦碳塔，红外测温 镀锌铁皮保护层外表大部分镀锌铁皮保护层外表大部分4260 接缝处接缝处70110，110130，迎风面，迎风面135，背风面，背风面158 室内室内DCS仪表显示：塔底仪表显示：塔底493，中部，中部417，塔顶，塔顶403 n济南炼厂济南炼厂 2台台 6800mm焦碳塔焦碳塔，采用背带式保温，采用背带式保温，外表面外表面3040，最高，最高51 室内室内DCS仪表显示：塔底

44、仪表显示：塔底495，中部，中部453，塔顶，塔顶440 n锦西石化锦西石化 4台台6000mm焦碳塔焦碳塔,采用旧式保温采用旧式保温,预热时间预热时间4小时小时 2台台6800mm焦碳塔焦碳塔，采用背带式保温，预热时间采用背带式保温，预热时间2小时小时n塔内介质每降低塔内介质每降低5.6,液体收率下降液体收率下降1.1%8.4.2设备方面n散热：管线热损散热：管线热损n大庆催化（大庆催化（140万吨万吨/年）管线总散热损失总能耗为年）管线总散热损失总能耗为31.14-37.5MJ/t，0.74-0.89万大卡万大卡/t）参考文献参考文献6.n镇海、茂名镇海、茂名 在下大雨前后的供汽量相差在下

45、大雨前后的供汽量相差100t/hn石家庄石家庄 在下大雨前后的供汽量相差在下大雨前后的供汽量相差 60t/hn保温材料及管理保温材料及管理n除焦水泵除焦水泵:节电节电8.5延长开工周期n金山：不烧焦连续运行金山：不烧焦连续运行27个月；个月；n金陵：通过小修消缺，金陵：通过小修消缺，1#焦化装置自焦化装置自2002年年1月月11日开工至日开工至2005年年8月停工，生产周期月停工，生产周期达到达到3年年8个月个月。8.6 降低加工损失国外炼油国外炼油能源管理nKBC 最佳技术标准最佳技术标准 BT100 BEST TECHNOLOGY METHODOLOGYnSOLOMON 能源密度指数能源密

46、度指数 EII Energy Intensity Index炼厂和工艺装置要具备如下特点：炼厂和工艺装置要具备如下特点：工艺装置的结构配置是优化的工艺装置的结构配置是优化的 全部燃料的燃烧状况是高效且经济的全部燃料的燃烧状况是高效且经济的,加热炉效率加热炉效率92%所有工艺热联合是基于经济目标所有工艺热联合是基于经济目标(窄点法窄点法)的分析的分析,换热温差换热温差20C 所有机械的轴功效率，无论是电机、蒸汽透平、或是气体透平驱动，所有机械的轴功效率，无论是电机、蒸汽透平、或是气体透平驱动，都达到可实现的经济的循环效率都达到可实现的经济的循环效率 蒸汽锅炉都产高压蒸汽蒸汽锅炉都产高压蒸汽,工艺

47、装置所用的中低压蒸汽均由蒸汽透平工艺装置所用的中低压蒸汽均由蒸汽透平的背压排汽供给的背压排汽供给 蒸汽透平的等熵效率相当于电机或机械轴功效率的蒸汽透平的等熵效率相当于电机或机械轴功效率的75%(净值净值)KBC设定的最佳技术标准设定的最佳技术标准 BT100KBC设定的最佳技术标准设定的最佳技术标准 BT100n新建新建炼厂炼厂 BT120BT120n对于现有的厂，即使经过技术改造，一般也对于现有的厂，即使经过技术改造，一般也难以达到难以达到BT值值100%的能源效率，但大幅度的能源效率，但大幅度地接此目标的实例不在少数地接此目标的实例不在少数 KBC Client Refinery Ener

48、gy Performance RankingKBC设定的最佳技术标准设定的最佳技术标准 BT100KBC最佳技术方法最佳技术方法n炼厂整体能源优化炼厂整体能源优化n每个工艺装置优化每个工艺装置优化n工艺装置之间能源一体化工艺装置之间能源一体化 上下游装置上下游装置n工艺与设备之间工艺与设备之间n设备选择耗能核算设备选择耗能核算n工艺装置与公用工程之间工艺装置与公用工程之间n公用工程系统公用工程系统 (南京南京 Solomon 17.7%)Solomon 17.7%)n燃料、电力、燃料、电力、蒸汽、水蒸汽、水n能源价格经济能源价格经济n应用技术应用技术:软件软件Petro-Sim,TotalSi

49、te,ProsteamThe Figure below shows how the BT methodology was developed and how it is applied when benchmarking refinery energy performance.KBC Best Technology AnalysisKBC BEST TECHNOLOGY METHODOLOGYKBC BEST TECHNOLOGY METHODOLOGYKBC Gap Analysis-DescriptionGap Analysis and Energy Performance Improve

50、ment RoadMap for a Leading Asian Refinery Client(Singapore Refinery)503 503 503 503 BT allowance,Gcal/h 612(2)697(1)842 886 Total Energy,Gcal/h 0 0 47.5 47.5 Imported Power,MW 0.92 0.92 0.92 0.866 Furnace efficiency n/a n/a 27.8 27.8 PEE 695 738.6 Total Fuel,Gcal/h 122 139 168 176 Refinery BT Index