煉廠瓦斯平衡及優(yōu)化運行方案

煉廠瓦斯平衡及優(yōu)化運行方案

此外，還有液化石油氣、天然氣和氣體等。煉油廠的瓦斯產耗平衡通過瓦斯系統(tǒng)實現(xiàn)。因此,做好瓦斯系統(tǒng)的平衡需要完善的瓦斯優(yōu)化及控制方案,否則調度人員僅憑經(jīng)驗進行操作,無法準確預估瓦斯產耗的變化規(guī)律和趨勢,搞好燃料資源優(yōu)化。煉化生產過程中經(jīng)常出現(xiàn)階段性補充天然氣情況,同時需要生產裝置改變操作工況來穩(wěn)定瓦斯系統(tǒng),這樣就不可避免地造成大量資源浪費和操作成本的增加。為此,制定最優(yōu)的瓦斯平衡控制方案,實施精細化管理,提高瓦斯系統(tǒng)的調度水平,將會為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。1高壓瓦斯系統(tǒng)煉油廠瓦斯系統(tǒng)一般分高壓和低壓兩個等級,高壓瓦斯系統(tǒng)負責給各工藝生產裝置及動力鍋爐提供燃料氣;低壓瓦斯系統(tǒng)與各裝置低壓放空系統(tǒng)相連。瓦斯系統(tǒng)主要由液化氣球罐、氣柜、火炬、高低壓瓦斯管網(wǎng)組成。球罐主要負責接收貯存上游裝置液化氣、丙烯、丙烷等,為下游裝置輸送合格原料;高壓瓦斯系統(tǒng)壓力低時開汽化器或者補燒天然氣;氣柜部分主要負責接收貯存各裝置低壓瓦斯和放空瓦斯,將其壓縮成高壓瓦斯進入高壓管網(wǎng)供各裝置做燃料用,以維持全廠瓦斯系統(tǒng)的平衡?；鹁嬖谘b置出現(xiàn)緊急情況時可以自動點燃緊急泄放的燃料氣保證生產安全。1.1高壓瓦斯系統(tǒng)通常,高壓瓦斯管網(wǎng)壓力控制在0.45~0.50MPa。目前,該廠高壓瓦斯總產能約2.4萬m1.2壓機制各裝置來的低壓瓦斯先進入低壓瓦斯管網(wǎng),經(jīng)過2萬m1.3火炬氣排放源火炬系統(tǒng)包括高壓火炬系統(tǒng)、低壓火炬系統(tǒng)和酸性氣火炬系統(tǒng)。高壓放空氣體主要來自新區(qū)重整、渣油加氫、蠟油加氫和氣分裝置。低壓放空氣體主要來自新建催化、常減壓和老區(qū)所有裝置。酸性氣放空氣體主要來自硫磺、催化和焦化裝置。高壓火炬系統(tǒng)設計排放能力為266t/h,低壓火炬系統(tǒng)為503t/h,酸性氣火炬為4.56t/h。目前,在裝置運行出現(xiàn)異常不能完全回收時,則經(jīng)火炬前脫液罐、突破水封高度后進入火炬排放系統(tǒng)排放。瓦斯系統(tǒng)工藝流程簡圖見圖1。2在網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行中，主要問題2.1發(fā)生突發(fā)事件排放火炬在正常生產過程中通過瓦斯管網(wǎng)的平衡優(yōu)化實現(xiàn)了火炬零排放,但由于裝置的開停工、氣柜檢修、裝置晃電及氣壓機設備故障等突發(fā)性事件導致排放火炬時有發(fā)生。2008—2012年火炬及長明燈燃放時間統(tǒng)計見表1。從表1可以看出,點長明燈及放火炬的時間較長,瓦斯放空損失較大。2.2瓦斯系統(tǒng)控制薄弱燃煤鍋爐主要生產3.5MPa蒸汽,燃料為煤、瓦斯。煤的價格600元/噸,熱值在20.9MJ/kg,天然氣價格3200元/噸,熱值54.34MJ/kg,生產同品質蒸汽使用天然氣成本比煤要高2000元/噸。動力站現(xiàn)有3臺130t/h燃煤鍋爐,在正常生產情況下,當系統(tǒng)瓦斯過剩時才需要動力站鍋爐燒掉;但在實際運行中,經(jīng)常出現(xiàn)煤爐瓦斯伴燒量無嚴格控制,白天瓦斯富裕時煤爐瓦斯用量較大,夜晚瓦斯不足時,就大量補燒天然氣,煤爐瓦斯消耗存在一定的優(yōu)化空間。2010—2012年燃煤鍋爐瓦斯消耗量見表2。2.3磷酸和粘土12.4斯的熱值1由表3分析可知,1根據(jù)表3組成計算各裝置瓦斯的熱值,結果見表4。由表3,4分析可知,由于1常減壓裝置減壓塔頂?shù)耐咚怪苯幼鰹槌p壓加熱爐燃料,由于該瓦斯中的硫化氫含量高達103最佳網(wǎng)絡系統(tǒng)維護措施3.1煤爐瓦斯平衡瓦斯平衡與控制方案分為日常運行和開停工兩種情況。1瓦斯系統(tǒng)日常運行平衡按照“產耗平衡、綜合利用”的原則,結合生產安排、冬夏季氣溫變化等影響,制定相應的平衡預案,采取一定的措施,在保證煤爐安全運行的前提下,進一步降低產汽煤爐的瓦斯消耗,減少瓦斯放空,減少瓦斯系統(tǒng)天然氣補用量,降低燃動成本。2針對裝置開停工期間的特殊工況,制定平衡預案,做到不點火炬,最大限度地減少補燒天然氣量,實現(xiàn)節(jié)能減耗,減污增效。3.1.1系統(tǒng)優(yōu)化前后瓦斯用量對比通過對各裝置瓦斯產耗數(shù)據(jù)的監(jiān)控、計算,掌握瓦斯系統(tǒng)運行狀況,確保正常生產情況下不放火炬,實現(xiàn)產耗平衡、綜合利用。早晚氣溫變化較大時,白天將氣柜高度控制在上限;夜晚氣溫較低瓦斯不足時,利用氣柜存儲的瓦斯來彌補缺口,避免經(jīng)常補入天然氣;以安全生產為前提,控制燃煤鍋爐伴燒瓦斯量,實現(xiàn)瓦斯系統(tǒng)的優(yōu)化運行。瓦斯系統(tǒng)優(yōu)化前后瓦斯用量對比見表5。通過分析表5數(shù)據(jù),3臺煤爐優(yōu)化前后瓦斯用量同比減少了1814t,天然氣補燒量減少172t。按照煤爐產汽總量不變,減少的瓦斯用量需要增加燃煤消耗,以此合并來測算燃煤鍋爐瓦斯用量減少取得的經(jīng)濟效益。天然氣補燒量減少主要原因是白天瓦斯富裕,則白天將氣柜高度控制在上限,夜晚利用氣柜存儲的瓦斯來彌補瓦斯缺口。若不采取該項措施,則瓦斯富裕時就會進燃煤鍋爐伴燒。所以需測算天然氣補燒量的減少為企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益。按熱值平衡,瓦斯熱值39.7MJ/kg,煤炭熱值20.9MJ/kg,天然氣熱值54.34MJ/kg,減少1814t瓦斯相當于增加3446.7t燃煤,減少172t天然氣相當于增加447.2t煤炭。煤炭價格600元/噸,天然氣價格3100元/噸,瓦斯價格3000元/噸。季度效益=減少的天然氣費用+減少的瓦斯費用-增加的煤炭費用=[(172×3100+1841×3000)-(3446.7+447.2)×600)]/10000=371.99(萬元)3.1.2停工過程瓦斯產耗調整裝置開停工過程中瓦斯系統(tǒng)產耗量變化最大,火炬經(jīng)常是長時間排放。在制定裝置開停工總體方案時,充分考慮瓦斯排放及火炬回收系統(tǒng)的承受能力,通過提前預測開停工過程中的瓦斯產耗變化情況,事先制定對策措施,適當錯開裝置開停工、泄壓時間,避免集中排放,超出回收系統(tǒng)能力。合理制訂設備、管線和容器等的退油、泄壓、密閉吹掃置換方案,裝置在停工前將各塔器液位降至最低,確保最少量退油,并在切斷進料后盡可能地維持氣壓機低轉數(shù)運行。12常減壓、1通過實施上述措施,2013年裝置檢修期間開停工補燒500t天然氣,比2009年節(jié)約310t,天然氣價格按照3100元/噸計算,降低燃料費用96.1萬元。3.2裝置運行實時監(jiān)控2013年全廠建立了瓦斯、天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng),可以實時觀察到裝置的瓦斯產耗及氣柜高度的實時數(shù)據(jù)、氣柜變化速度等,便于調度人員及時掌握瓦斯系統(tǒng)運行情況,采取相應控制措施,下達正確調度指令。見圖2。3.2.2煤爐瓦斯用量改造前每臺煤爐伴燒瓦斯量最低為400m項目投資8萬元,2012年12月31日投用,2013年一季度3臺煤爐瓦斯用量1588t,同比減少2441t,相當于燃煤增加4637.9t,按照煤炭600元/噸,天然氣價格3100元/噸計算,季度效益為(2441×3100-4637.9×600)/10000=478.44(萬元)。3.2.3增加熱爐對流室改造2013年對減頂瓦斯脫硫系統(tǒng)改造,減頂油氣冷卻形成不凝氣,不凝氣升壓后進入減頂油氣脫硫塔,脫去硫化氫的減頂油氣自塔頂經(jīng)過分液罐、聚結器進入減壓爐燃燒;并對加熱爐對流室進行改造,引常渣管線至加熱爐對流室下部,將對流室上排蒸汽爐管下移,初底油爐管上移。2013年5月投用后,減頂瓦斯硫化氫含量由150000mg/m效益測算:由于加熱爐排煙溫度的降低,加熱爐熱效率由89.8%提高到92%,常減壓裝置可節(jié)約瓦斯500t/a,按照3000元/噸測算,減少費用150萬元/年。3.3開采緩沖區(qū)系統(tǒng)的后續(xù)措施3.3.1瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。據(jù)教措施前低壓瓦斯系統(tǒng)檢測手段不夠完善,各裝置低壓瓦斯排放沒有流量監(jiān)測儀表,特別是低壓瓦斯的異常排放沒有監(jiān)控;在主要裝置瓦斯排放總管處增加流量檢測儀表,安裝瓦斯監(jiān)控,對瓦斯排放和消耗情況通過DCS系統(tǒng)和實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行實時監(jiān)控,并結合異常報警、班組考核和氣柜負荷預測等手段,提高整個瓦斯系統(tǒng)的調度和管理水平,達到節(jié)能減排的目的。項目投資預計400萬元,主要包括瓦斯流量檢測儀表、系統(tǒng)軟件及服務費。項目實施后,通過對瓦斯系統(tǒng)跟蹤監(jiān)測及優(yōu)化調度,預計每年可減少瓦斯排放損失100t,降低天然氣補瓦斯量500t,天然氣單價3100元/噸,年效益186萬元。3.3.2psa尾氣及新建常減量輕烴回收裝置干氣中氫氣含量現(xiàn)有100萬t/a汽柴油加氫裝置副產低分酸性氣、新建連續(xù)重整裝置產瓦斯氣、蠟油加氫裝置的PSA尾氣以及新建常減壓輕烴回收裝置干氣中氫氣含量均較高。詳見表6。表6所示這些氣體均進入瓦斯系統(tǒng)管網(wǎng)當做燃料燒掉,其中氫氣不進行回收,造成了巨大的氫氣損失。利用現(xiàn)有一套閑置的處理能力為1.5萬m3.3.3回收瓦爾茨瓦系統(tǒng)的丙烯、丙烷等資源焦化裝置及氣柜瓦斯氣中丙烷、丙烯體積含量達到10%以上,其中氣柜瓦斯流量2.86t/h,C3.3.4降低瓦斯氣中氮氣封量針對裝置大型機組采用氮氣密封,導致瓦斯組成中氮氣含量較高、瓦斯熱值偏低的問題,結合設備運行狀況,制定機組合理的氮封用量,另外采用自立式調節(jié)閥來控制氮封量,或者將大型機組密封改為干氣密封,可減少氮氣進入瓦斯系統(tǒng)。3.3.5新建日瓦爾茨酸消費監(jiān)控表為了更準確地分析瓦斯系統(tǒng)運行情況,統(tǒng)計分析各裝置瓦斯產耗情況,必須建立瓦斯產耗日監(jiān)控表,及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。4經(jīng)濟效益分析通過對煉廠瓦斯系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析,發(fā)現(xiàn)