东方终端脱碳系统节能运行良好实践
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1.2.4 用能优化改进思路

根据过程系统三环节能量流结构模型,从能量演变方面可以将过程系统划分为:能量转化环节、能量利用环节和能量回收环节。图1-6为三环节能量流结构模型和流结构模型。利用三环节方法和能量流结构模型,对装置进行能量利用评估并获取相关优化思路。

图1-6 三环节能量流结构模型和流结构模型

(1)能量转化环节

东方终端能量转化环节主要为燃料气燃烧化学能转化为其他形式能量,诸如电能、机械能及热能等。能量转化过程包括汽轮机发电、压缩机、锅炉产蒸汽、再生气加热炉、热媒炉、泵等。表1-7为燃料气能量转化环节统计表。

表1-7 燃料气能量转化分析  

由表1-7中燃料气消耗情况可知,燃料气化学能第一部分转化为热能(43.60%),用于产蒸汽和加热导热油,对工艺物流进行加热;第二部分转化为机械能(32.81%),用于压缩天然气进行传输,由于大量处理后的天然气需要进行压缩以达到下游用户需求压力,导致压缩机耗能居高不下;第三部分转化为电能(23.59%),电能为终端自用,使用燃料气自备电机进行发电,可解决自身用电需求的64%左右,对工艺的稳定提供了良好基础。

由于受终端处理装置分期建设影响,公用工程也为分批建设,未能进行统筹安排,所使用的蒸汽锅炉、加热炉数目众多,且目前单台设备负荷小,导致普遍能量利用效率较低,可考虑设法提高单台设备负荷以提高效率。

(2)能量利用环节

终端一次能源几乎全部来自燃料气,在能量利用环节所需能量由燃料气转换而来,因此使用燃料气消耗对各工艺进行能量利用分析。由于终端不存在反应,所有能量消耗在分离上,终端各分离过程能源消耗情况见表1-8。分离过程主要包括天然气脱碳、脱水和凝析油稳定,由表1-8可知,脱碳过程消耗占能量利用所有消耗的95.74%,因此该环节应对脱碳过程进行重点分析,通过操作参数优化降低脱碳的能量需求。

表1-8 能量利用环节耗能分析  

(3)能量回收环节

终端装置能量回收主要包括凝析油稳定系统换热,再生气系统换热,脱碳系统换热等,换热网络相对简单。当前脱碳系统贫液的能量经与半贫液换热得到充分回收(换热温差为15℃左右),回收较合理。分子筛再生单元热吹阶段,高温再生气的热量并未回收,该热量可以考虑回收。当前操作工况与设计工况有一定偏差,可以考虑现有回收环节是否仍然充分,比如凝析油稳定单元,由于凝析油间歇操作,导致热量回收不合理。部分设备未考虑余热回收和热电联产,降低了能量使用效率。此外,加热、制冷、压缩等做功没有集中考虑,缺乏系统优化。