Статьи
15 января 2018
Технологические установки нефтепереработки. Правила построения пароконденсатной системы

 

Когда мы говорим о модернизации пароконденсатной системы НПЗ и снижении паропотребления, первые шаги наши заказчики традиционно делают в сторону оптимизации общезаводской системы теплоснабжения. Это логичный шаг — потенциал энергосбережения на таких системах на российских предприятиях существенный, а мероприятия для его реализации простые и проверенные. Но настоящая энергоэффективность возможна только в том случае, если рационально организована не только общезаводская система, но и пароснабжение технологических установок. Куда двигаться и на что обратить внимание тем, кто задумался об сокращении тепловых потерь в технологии, расскажет эта статья.

С каждым годом нефтеперерабатывающие заводы становятся все сложнее, повышается глубина переработки, усложняется и увеличивается ассортимент выпускаемой продукции. Очевидно, что в этих условиях требуется пересматривать устоявшиеся подходы к решению многих инфраструктурных задач, в частности организации энергетической инфраструктуры.

На современном НПЗ доля энергозатрат в структуре себестоимости продукции в среднем составляет 26%. Эта доля снижается при модернизации НПЗ, однако развитие заводов с целью освоения современных видов моторных топлив при одновременном углублении переработки нефти до 75-85% обуславливает многократный рост потребления энергоресурсов.

В основном рост происходит за счет увеличения электропотребления, увеличение паропотребления незначительное. В результате взаимодействия этих двух взаимно направленных процессов, в целом, снижение доли энергозатрат в себестоимости продукции происходит незначительно.

Удельные расходы энергоносителей для переработки 1т нефти

  Завод  Старый  Современный
(глубина переработки 75-85%)
  Водяной пар, Гкал  0,05…0,07  0,2…0,3
  Электроэнергия, кВт*ч  5…7  80…110
  Оборотная вода, м3  2…6  18…22
  Углеводородное топливо, кг  25…35  55…65

Современная технологическая установка коренным образом отличается от своих собратьев 50-60х годов прошлого века, как с точки зрения технологии, так и с точки зрения использования пара.

Попробуем сравнить их наглядно. Основные и безусловные требования к установке (тогда и сейчас) — это мощность, безопасность процесса и эффективность производства продукции. При разработке любой установки или ее модернизации от современных производителей, как и от их предшественников, требуется найти золотую середину, обеспечив наилучшее соотношение данных показателей.

старая установка 3

Однако, значимость каждого из этих показателей за последние годы была значительно пересмотрена. В прошлом веке при строительстве установок главным фактором была повышенная мощность. Безопасности безусловно уделяли внимание, но в той мере, насколько это позволяли существовавшие технологии измерения и контроля параметров. Об энергоэффективности процессов думали в последнюю очередь.

Сегодня энергоэффективность выходит на первое место. И в структуре энергоэффективности технологической установки пароконденсатная система имеет не последнее место.

Итак, перечислим основные принципы построения эффективной ПКС современной установки:

  1. Пар как теплоноситель должен использоваться только в обоснованных случаях. При температурах нагрева продуктов выше 100°С и в случае, если водяной нагрев или огневой нагрев невозможно применить. Паровой нагрев используется для «мягкого» нагрева нефтепродуктов. Он позволяет четко поддерживать температуру нагреваемой среды, не допуская ее перегрева и коксобразования. Использование паровых спутниковых обогревов также должно применяться в исключительных случаях. В первую очередь применяется электрообогрев или водяные спутники.
  2. Для максимального сокращения площади паровых теплообменников должен использоваться сухой насыщенный пар. Для данных целей непосредственно перед теплообменником необходимо устанавливать охлаждающее устройство, позволяющее за счет впрыска воды поддерживать температуру пара на 5-12°С выше температуры насыщения. Это позволяет исключить площадь теплообмена, на которой будет охлаждаться перегретый пар. Данное решение позволит сократить площадь теплообмена на 20-30%.
  3. Современные системы регулирования позволяют четко поддерживать давление пара. Использование нескольких ступеней давления для подачи пара нужных параметров позволяет снизить расход пара высокого давления. При этом становится возможным применение термокомпрессоров.
  4. Утилизация остаточного тепла нефтепродуктов и дымовых газов для генерации пара. Различные источники теплоты можно использовать для работы котла-утилизатора: низкопотенциальные потоки — для подогрева исходной воды, поступающей в деаэратор, потоки со средним потенциалом — для нагрева питательной воды после деаэратора, высокопотенциальные — для испарения воды и получения пара.
  5. Максимальная рекуперация тепла технологических потоков. Проведя «инвентаризацию» тепловых потоков, вы найдете источники дополнительной экономии энергоресурсов: разделив технологические объекты на группы, можно организовать их работу таким образом, что одни будут выступать генераторами тепловой энергии, а другие — ее потребителями.

Данный список — своеобразный чек лист. Проверьте, насколько технологические установки на вашем предприятии соответствуют этим критериям, и вы будете знать, куда двигаться дальше, чтобы снизить энергозатраты.

Дмитрий Балюк
Главный эксперт-аналитик компании «Первый инженер»

Вернуться