炼厂瓦斯平衡及优化运行方案

炼厂瓦斯平衡及优化运行方案

此外，还有液化石油气、天然气和气体等。炼油厂的瓦斯产耗平衡通过瓦斯系统实现。因此,做好瓦斯系统的平衡需要完善的瓦斯优化及控制方案,否则调度人员仅凭经验进行操作,无法准确预估瓦斯产耗的变化规律和趋势,搞好燃料资源优化。炼化生产过程中经常出现阶段性补充天然气情况,同时需要生产装置改变操作工况来稳定瓦斯系统,这样就不可避免地造成大量资源浪费和操作成本的增加。为此,制定最优的瓦斯平衡控制方案,实施精细化管理,提高瓦斯系统的调度水平,将会为企业带来显著的经济效益。1高压瓦斯系统炼油厂瓦斯系统一般分高压和低压两个等级,高压瓦斯系统负责给各工艺生产装置及动力锅炉提供燃料气;低压瓦斯系统与各装置低压放空系统相连。瓦斯系统主要由液化气球罐、气柜、火炬、高低压瓦斯管网组成。球罐主要负责接收贮存上游装置液化气、丙烯、丙烷等,为下游装置输送合格原料;高压瓦斯系统压力低时开汽化器或者补烧天然气;气柜部分主要负责接收贮存各装置低压瓦斯和放空瓦斯,将其压缩成高压瓦斯进入高压管网供各装置做燃料用,以维持全厂瓦斯系统的平衡。火炬在装置出现紧急情况时可以自动点燃紧急泄放的燃料气保证生产安全。1.1高压瓦斯系统通常,高压瓦斯管网压力控制在0.45~0.50MPa。目前,该厂高压瓦斯总产能约2.4万m1.2压机制各装置来的低压瓦斯先进入低压瓦斯管网,经过2万m1.3火炬气排放源火炬系统包括高压火炬系统、低压火炬系统和酸性气火炬系统。高压放空气体主要来自新区重整、渣油加氢、蜡油加氢和气分装置。低压放空气体主要来自新建催化、常减压和老区所有装置。酸性气放空气体主要来自硫磺、催化和焦化装置。高压火炬系统设计排放能力为266t/h,低压火炬系统为503t/h,酸性气火炬为4.56t/h。目前,在装置运行出现异常不能完全回收时,则经火炬前脱液罐、突破水封高度后进入火炬排放系统排放。瓦斯系统工艺流程简图见图1。2在网络系统的运行中，主要问题2.1发生突发事件排放火炬在正常生产过程中通过瓦斯管网的平衡优化实现了火炬零排放,但由于装置的开停工、气柜检修、装置晃电及气压机设备故障等突发性事件导致排放火炬时有发生。2008—2012年火炬及长明灯燃放时间统计见表1。从表1可以看出,点长明灯及放火炬的时间较长,瓦斯放空损失较大。2.2瓦斯系统控制薄弱燃煤锅炉主要生产3.5MPa蒸汽,燃料为煤、瓦斯。煤的价格600元/吨,热值在20.9MJ/kg,天然气价格3200元/吨,热值54.34MJ/kg,生产同品质蒸汽使用天然气成本比煤要高2000元/吨。动力站现有3台130t/h燃煤锅炉,在正常生产情况下,当系统瓦斯过剩时才需要动力站锅炉烧掉;但在实际运行中,经常出现煤炉瓦斯伴烧量无严格控制,白天瓦斯富裕时煤炉瓦斯用量较大,夜晚瓦斯不足时,就大量补烧天然气,煤炉瓦斯消耗存在一定的优化空间。2010—2012年燃煤锅炉瓦斯消耗量见表2。2.3磷酸和粘土12.4斯的热值1由表3分析可知,1根据表3组成计算各装置瓦斯的热值,结果见表4。由表3,4分析可知,由于1常减压装置减压塔顶的瓦斯直接做为常减压加热炉燃料,由于该瓦斯中的硫化氢含量高达103最佳网络系统维护措施3.1煤炉瓦斯平衡瓦斯平衡与控制方案分为日常运行和开停工两种情况。1瓦斯系统日常运行平衡按照“产耗平衡、综合利用”的原则,结合生产安排、冬夏季气温变化等影响,制定相应的平衡预案,采取一定的措施,在保证煤炉安全运行的前提下,进一步降低产汽煤炉的瓦斯消耗,减少瓦斯放空,减少瓦斯系统天然气补用量,降低燃动成本。2针对装置开停工期间的特殊工况,制定平衡预案,做到不点火炬,最大限度地减少补烧天然气量,实现节能减耗,减污增效。3.1.1系统优化前后瓦斯用量对比通过对各装置瓦斯产耗数据的监控、计算,掌握瓦斯系统运行状况,确保正常生产情况下不放火炬,实现产耗平衡、综合利用。早晚气温变化较大时,白天将气柜高度控制在上限;夜晚气温较低瓦斯不足时,利用气柜存储的瓦斯来弥补缺口,避免经常补入天然气;以安全生产为前提,控制燃煤锅炉伴烧瓦斯量,实现瓦斯系统的优化运行。瓦斯系统优化前后瓦斯用量对比见表5。通过分析表5数据,3台煤炉优化前后瓦斯用量同比减少了1814t,天然气补烧量减少172t。按照煤炉产汽总量不变,减少的瓦斯用量需要增加燃煤消耗,以此合并来测算燃煤锅炉瓦斯用量减少取得的经济效益。天然气补烧量减少主要原因是白天瓦斯富裕,则白天将气柜高度控制在上限,夜晚利用气柜存储的瓦斯来弥补瓦斯缺口。若不采取该项措施,则瓦斯富裕时就会进燃煤锅炉伴烧。所以需测算天然气补烧量的减少为企业带来的经济效益。按热值平衡,瓦斯热值39.7MJ/kg,煤炭热值20.9MJ/kg,天然气热值54.34MJ/kg,减少1814t瓦斯相当于增加3446.7t燃煤,减少172t天然气相当于增加447.2t煤炭。煤炭价格600元/吨,天然气价格3100元/吨,瓦斯价格3000元/吨。季度效益=减少的天然气费用+减少的瓦斯费用-增加的煤炭费用=[(172×3100+1841×3000)-(3446.7+447.2)×600)]/10000=371.99(万元)3.1.2停工过程瓦斯产耗调整装置开停工过程中瓦斯系统产耗量变化最大,火炬经常是长时间排放。在制定装置开停工总体方案时,充分考虑瓦斯排放及火炬回收系统的承受能力,通过提前预测开停工过程中的瓦斯产耗变化情况,事先制定对策措施,适当错开装置开停工、泄压时间,避免集中排放,超出回收系统能力。合理制订设备、管线和容器等的退油、泄压、密闭吹扫置换方案,装置在停工前将各塔器液位降至最低,确保最少量退油,并在切断进料后尽可能地维持气压机低转数运行。12常减压、1通过实施上述措施,2013年装置检修期间开停工补烧500t天然气,比2009年节约310t,天然气价格按照3100元/吨计算,降低燃料费用96.1万元。3.2装置运行实时监控2013年全厂建立了瓦斯、天然气实时监控系统,可以实时观察到装置的瓦斯产耗及气柜高度的实时数据、气柜变化速度等,便于调度人员及时掌握瓦斯系统运行情况,采取相应控制措施,下达正确调度指令。见图2。3.2.2煤炉瓦斯用量改造前每台煤炉伴烧瓦斯量最低为400m项目投资8万元,2012年12月31日投用,2013年一季度3台煤炉瓦斯用量1588t,同比减少2441t,相当于燃煤增加4637.9t,按照煤炭600元/吨,天然气价格3100元/吨计算,季度效益为(2441×3100-4637.9×600)/10000=478.44(万元)。3.2.3增加热炉对流室改造2013年对减顶瓦斯脱硫系统改造,减顶油气冷却形成不凝气,不凝气升压后进入减顶油气脱硫塔,脱去硫化氢的减顶油气自塔顶经过分液罐、聚结器进入减压炉燃烧;并对加热炉对流室进行改造,引常渣管线至加热炉对流室下部,将对流室上排蒸汽炉管下移,初底油炉管上移。2013年5月投用后,减顶瓦斯硫化氢含量由150000mg/m效益测算:由于加热炉排烟温度的降低,加热炉热效率由89.8%提高到92%,常减压装置可节约瓦斯500t/a,按照3000元/吨测算,减少费用150万元/年。3.3开采缓冲区系统的后续措施3.3.1瓦斯监控系统。据教措施前低压瓦斯系统检测手段不够完善,各装置低压瓦斯排放没有流量监测仪表,特别是低压瓦斯的异常排放没有监控;在主要装置瓦斯排放总管处增加流量检测仪表,安装瓦斯监控,对瓦斯排放和消耗情况通过DCS系统和实时数据库系统进行实时监控,并结合异常报警、班组考核和气柜负荷预测等手段,提高整个瓦斯系统的调度和管理水平,达到节能减排的目的。项目投资预计400万元,主要包括瓦斯流量检测仪表、系统软件及服务费。项目实施后,通过对瓦斯系统跟踪监测及优化调度,预计每年可减少瓦斯排放损失100t,降低天然气补瓦斯量500t,天然气单价3100元/吨,年效益186万元。3.3.2psa尾气及新建常减量轻烃回收装置干气中氢气含量现有100万t/a汽柴油加氢装置副产低分酸性气、新建连续重整装置产瓦斯气、蜡油加氢装置的PSA尾气以及新建常减压轻烃回收装置干气中氢气含量均较高。详见表6。表6所示这些气体均进入瓦斯系统管网当做燃料烧掉,其中氢气不进行回收,造成了巨大的氢气损失。利用现有一套闲置的处理能力为1.5万m3.3.3回收瓦尔茨瓦系统的丙烯、丙烷等资源焦化装置及气柜瓦斯气中丙烷、丙烯体积含量达到10%以上,其中气柜瓦斯流量2.86t/h,C3.3.4降低瓦斯气中氮气封量针对装置大型机组采用氮气密封,导致瓦斯组成中氮气含量较高、瓦斯热值偏低的问题,结合设备运行状况,制定机组合理的氮封用量,另外采用自立式调节阀来控制氮封量,或者将大型机组密封改为干气密封,可减少氮气进入瓦斯系统。3.3.5新建日瓦尔茨酸消费监控表为了更准确地分析瓦斯系统运行情况,统计分析各装置瓦斯产耗情况,必须建立瓦斯产耗日监控表,及时发现问题、解决问题。4经济效益分析通过对炼厂瓦斯系统现状的分析,发现