炼油厂给水除氧设备的节能降耗工艺设计.pdf

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炼油与化T
REFINING AND CHEMICALINDUSTRY
第24卷
炼油厂给水除氧设备的节能降耗工艺设计
王景灏,李研,缑清鸽
(中国石油工程建设公司华东设计分公司,山东青岛26071)
摘要:为降低炼油厂除氧器的蒸汽消耗量、提高热能利用率,提出了炼油厂给水除氧的新工艺流程
和设计方案。并应用计算机编程降低了该方案的计算难度。应用结果表明,该工艺设计方案和计
算方法显著降低了除氧蒸汽的消耗量,经济效益可观。
关键词:炼油厂;给水除氧;蒸汽消耗量;降耗
中图分类号:TE974.9
文献标识码:B
文章编号:1671-4962(2013)02-0020-02
氧腐蚀易对汽包、蒸汽发生器和换热器等设
25
250?(1.oMPo
备造成严重危害,影响安全生产,因此给水除氧系
除盐水
1.0MP庄蒸汽
统的设计对整个炼油厂的设备防腐蚀具有重要的
12T℃」(0.15MP
意义。GB1576-2001《工业锅炉水质标准》规定
凝结水
连排闪蒸蒸汽
对于蒸汽锅炉,当额定蒸发量大于或等于6h时
104C」(O.02MP
应除氧。在炼油厂中,动力站和设有余热锅炉或
除氧水
产汽量较大的装置(如催化、制氯等)常在装置内
图1常规的给水除氧流程
自设除氧器,将系统管网来的除盐水经除氧后送经除氧后生成的104℃除氧水外供。
至各产汽点使用。
该给水除氧流程常作为炼油厂产汽系统的常
1除氧设备
规设计方案,经实际工程检验,基本满足给水除氧
炼油厂的工艺设计中,产汽一般为中压蒸汽,的要求,流程成熟可靠。但是,随着节能要求的
常采用大气式热力除氧器,它具有3个优点。
提高,加上必须保证给水除氧质量,这种常规设计
(1)不仅能除氧,而且能除去二氧化碳和氮逐渐表现出了一些不足之处。
气;(2)除氧效果稳定可靠,易于控制,管理方便;
(1)自化水站来的除盐水温度一般在25℃左
(3)除氧水中不增加含盐量,也不增加其他气体的右,温度较低,直接作为除氧器补水,必然需要较
溶解量?。
多蒸汽进行加热,这样导致消耗的1.0MPa主蒸汽
但是,这种除氧器也有消耗蒸汽过多的弱的量较多;
点。除氧用的主蒸汽为1.0MPa低压过热蒸汽,由
2)根据炼油工艺的需要,凝结水进入除氧器
于工艺装置的大量需求,在炼油厂公用工程中
之前常与工艺物料进行换热,在某些项目中凝结
直处于供不应求的状态,有些工况甚至不得不用水的温度偏高,这样就可能导致凝结水中含汽,如
高品位的3.5MPa中压蒸汽减温减压来满足要果直接作为除氧器补水,可能会产生自沸腾现象,
求。在国家极度重视降低能耗的大环境下,如何导致除氧效果受到一定的影响。
能够尽量回收利用其他一切可利用的热量,节约
同时,在炼油工艺中,某些工艺物料必须经换
除氧器1.0MPa蒸汽的消耗,成为热工设计的重要热来降温以满足工艺要求,若在除盐水进入除氧
内容。
器之前先与其进行一级换热,这样既能提高除盐
2工艺流程
水进水温度,降低主蒸汽消耗量,又能在后面的
2.1常规流程
级换热中降低凝结水温度,以避免凝结水含汽和
常规的给水除氧流程见图1。
产生除氧器自沸腾现象。
图1中,除盐水自化水站经系统管网来,作为2.2新设计流程
除氧器的补水;同时还有一部分凝结水也作为补
近年来,国内外最新的工程项目表明,通过合
水进人除氧器。主蒸汽、连排闪蒸蒸汽提供热量,理设计和适当的设备选型,这种除盐水预热的流
2013年第2期
王景灏,等炼油厂给水除氧设备的节能降耗工艺设计
程是可行的。同时,考虑炼油厂低压蒸汽常有富
余的情况,可将除氧器附近其他低品位蒸汽送人
除氧器作为加热蒸汽。新设计方案的流程见图2。
赞
250℃」(1.0MPa)
1.0MP正蒸汽
27℃」(0.15MI
违排闪蒸蒸汽
凝结水
其他低品位蒸汽
「 [0%U 002VFE
除氧水
图2新设计方案给水除氧流程
3计算方法
新设计方案的整体思路比较简明。实际设计
过程中,除盐水换热器的热负荷是由工艺物料的
图3除氧器计算程序主界面
温降要求决定的,这部分由炼油工艺专业负责。焓值以供审核。
受工艺的特殊性和复杂性等影响,工艺物料的最4结東语
佳温降往往需要经过很多次调整,这就导致除盐
在某炼油厂催化裂解装置余热锅炉单元的设
水换热器的热负荷是个变量,除盐水换热器热负计工作中,要求外供83h除氧水,在除盐水进除
荷的变化影响除盐水进水温度,除盐水进水温度氧器前增加了1台热负荷2870kW换热器后,除盐
又会影响主蒸汽流量;因为外供除氧水的量在产水进除氧器温度提高到57℃,此时主蒸汽消耗量
汽量确定后保持不变,若认为闪蒸蒸汽和其它蒸为5.5th。同样条件下,若采用常规设计形式,主
汽的流量不变,主蒸汽流量的变化会带来除盐水蒸汽的消耗量将达到9th。装置年生产时数按8
进水流量的变化,影响除盐水进水温度。涉及到400h计,每a将节省1.0MPa蒸汽29400t
迭代计算过程,设计人员需要进行循环计算
该设计方案可以有效回收工艺物料中的多余
在常规除氧器设计计算中,涉及到全部补水、热量,切实降低了1.0MPa除氧主蒸汽的消耗量
除氧水和所有加热蒸汽的焓值,都需要通过査水具有较好的节能效果,经济效益和社会效益显著。
和水蒸汽图表确定,工作量较大;一旦除盐水换热参考文献
器热负荷变化,除氧器计算就需要重新进行,这样[1]国家标准化管理委员会工业锅炉水质标准CB1576-2005
帯来了很大的计算工作量。
北京:中国标准出版社,2001:3-5.
因此考虑用计算机编写1个计算程序,能够根
2]洪向道.锅炉房实用设计手册[M].北京:机械工业出版社,
据除盐水换热器热负荷,自动计算各焓值,自动完
2001:41-43
3]张林华,崔水章,曲云,等.一种新型锅炉给水除氧器的
成复杂的迭代计算,并具备输出计算结果功能?。
研究[J.热能动力工程,2003(9):493-496.
设计的程序主界面见图3。
4]张泉根.燃油燃气锅炉房设计手册[D.北京:机械工业出版社,
该计算程序,除盐水换热器出水温度与除盐
2013
水流量、主蒸汽流量等严格对应,误差控制在[5]中国电力企业联合会.工业用水软化除盐设计规范
0.001℃,精确度高;另外,焓值的计算基于
CBT50109-2006S.北京:中国计划出版社,2006:13-15
IAPWS-IF97标准,相对于传统的人工查表,使用
[6] James Foxall. Visual Basic2010入门经典[M.北京:人民邮电出
版社,2011:14-16.
程序自动计算保证了数据的准确性。
[]中国机械工业联合会.锅炉房设计规范CB50041-2008S].北京
程序中输入参数一栏是由设计人员输人,之
中国计划出版社,2008:11-12
后按“计算/重新计算”可自动输出如除盐水流量
收稿日期
除