13.
опыт
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОКРАЩЕНИЯ ЗАТРАТ НА ОБЕСПЕЧЕНИЕ НПЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ
Л. ЗЛОТНИКОВ, В. ПОТЕМКИН, Международный консорциум «РИФИН»
Нефтеперерабатывающая промышленность является одной из наиболее энергоемких отраслей народного хозяйства. В результате значительного за последние годы роста тарифов на энергоресурсы удельный вес энергозатрат НПЗ на переработку нефти (без учета стоимости сырья) составил в среднем более 50%. Такое положение сложилось в результате опережающего роста тарифов на покупаемые энергоресурсы (тепло, электроэнергия). По этой причине предприятия, имеющие собственное производство энергоресурсов (Куйбышевский НПЗ, Ачинский НПЗ и другие), несут существенно меньшие затраты.
В качестве собственных источников энергоснабжения наиболее эффективными являются теплоэлектростанции на базе газовых турбин и в отдельных случаях — дизельные электростанции. ТЭЦ значительно уступают по многим технико-экономических показателям — удельным объемам капитальных вложений, срокам строительства, мобильности ввода в действие, эффективности использования топлива и др. В результате их создание может быть оправдано на НПЗ, имеющих собственные паро-питательные установки.
Дизельные электростанции имеют несомненные достоинства — высокий электрический КПД (около 45%), возможность использования практически любого газообразного или жидкого топлива, вплоть до мазута.
При этом следует отметить и очевидные недостатки — низкая выработка теплоэнергии (около 0,2 Гкал на 1 МВт) и необходимость сооружения дорогостоящих блоков очистки выхлопных газов от оксидов азота и сернистых соединений.
Как показали технико-экономические исследования и расчеты применительно к реальным проектам (ГТУ-ТЭЦ для Московского НПЗ, ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсин-тез», ООО «КИНЕФ» и другим предприятиям отрасли), при вводе станции в эксплуатацию с учетом всех прогнозируемых экономических факторов затраты предприятий на энергоресурсы снижаются более чем в 2 раза.
Капитальные затраты на строительство ГТУ-ТЭЦ мощностью 40—100 МВт определяются в пределах 600—800 долл. за 1 кВт установленной генерирующей электрической мощности.
Наибольшее распространение в мировой практике получили установки на базе газотурбинных электрогенераторов малой и средней мощности (5—35 МВт) и в отдельных случаях дизельных генераторов единичной мощностью до 15—22 МВт.
Электрический КПД (или доля энергии топлива, превращенная в электрическую энергию) для разных турбин, как правило, колеблется в интервале 28—38% в зависимости от режимных параметров газовой турбины. Остальная энергия топлива (около 60%) аккумулируется в сбросном газе ГТУ.
По этой причине степень утилизации тепла выхлопа турбины обуславливает общий коэффициент использования топлива, который достигает 80—85%, что существенно превышает показатели ТЭЦ, работающих по смешанному (конденсационно-теплофикационному) циклу.
■ Отечественные газотурбинные установки
Технико-экономические характеристики энергетических газотрубинных установок, предлагаемых отечественными предприятиями-изтоговителями, мало отличаются от показателей лучших ГТУ зарубежных фирм.
Отработанной энергетической газотурбинной установкой является ГТУ 55СТ-20, поставляемая АО «Энергоавиа» (Москва). С ее использованием построена установка в ПО «Нафтан» (Белоруссия), состоящая из двух блоков электрической мощностью 20 МВт каждый и характеризующаяся высокими технико-экономическими показателями.
Основные направления сокращения затрат на энергоресурсы в нефтеперерабатывающей промышленности.
Технологические печи
Повышение КПД. Большинство заводских печей в настоящее время работает с КПД 68—75%, что обуславливается высокими температурами уходящих дымовых газов (400—450°С) и высокими коэффициентами избытка воздуха (а = 1,6—1,80). Доведение этих показателей до нормативных (180—200°С и а = 1,05—1,2) позволяет поднять КПД печи до 88—90%.
Повышению КПД печей способствует также внедрение систем автоматического регулирования процесса горения, в частности, оптимизации разряжения в топке.
Утилизация тепла дымовых газов. Использование котлов-утилизаторов не сокращает расход топлива, но дает возможность вырабатывать пар технологических параметров с минимальными затратами.
Применение воздухоподогревателей позволяет напрямую повысить КПД печи.
Ректификационные колонны
Ликвидация запаса по четкости ректификации, достигаемой оптимизацией рефлюксных чисел, приводящей одновременно к снижению количества потребляемого тепла, подводимого вниз колонны. Применение высокоэффективных контактных устройств, позволяющих сокращать рефлюксные числа. Оптимизация температуры и расходов циркуляционных орошений.
опыт
Теплообменники
Широкое применение аппаратов типа Расктох. Компьютеризированный выбор типо-размеров аппаратов, позволяющий оптимизировать соотношение скорость — сопротивление, выбрать теплообменник, обеспечивающий высокие скорости потока, т. е. высокий коэффициент теплопередачи без излишнего повышения сопротивления.
Насосы
Устранение запасов по производительности и по напору (оптимизация размеров рабочих колес).
Регулирование расхода изменением числа оборотов привода путем использования преобразователей частоты тока. Возможное снижение затрат электроэнергии на перекачку до 30%.
Низкопотенциальное тепло
Выработка теплофикационной воды. Производство искусственного холода на бромисто-литиевых или водно-аммиачных машинах. Данное мероприятие целесообразно при использовании холодной воды (8—12°С).
Технологические установки
АТ, АВТ. Оптимизация схем теплообмена, режимов ректификации. Повышение КПД печей. Реконструкция ваку-умсоздающей системы, замена пароэжекторной системы гидравлической, дорогостоящего пара электроэнергией.
ГФУ. Тепловые насосы, т. е. компримирование паров с верхней части колонны и использование их в качестве теплоносителя в рибойлере той же колонны. Таким образом, достигается сокращение расхода воды на конденсатор и пара в рибойлер.
Оптимизация последовательности разделения многокомпонентных систем в многоколонных схемах.
Использование горячих паров одной пароводной колонны в качестве теплоносителя в рибойлере другой.
Каталитический крекинг. Детандер на газах регенератора, используемый в случае работы последнего при давлении, выше 1,5 атм. и позволяющий рекуперировать порядка 6 МВт электроэнергии на установке мощностью 1 млн т/г.
Каталитический риформинг. Снижение давления процесса. Использование теплообменников типа Packinox.
Гидроочистка. Горячая сепарация реакционной смеси. Использование теплообменников типа Packinox.
Производство масел. Деасфальтизация в закритичес-ких условиях по процессу ROSE, дающая возможность выделять основную массу растворителя (пропана и пр.) при его регенерации в жидком виде без затрат энергии на испарение и последующую конденсацию. Замена фенола или фурфурола N-метилпирролидоном, приводящая к значительному сокращению кратности обработки сырья и, как следствие, сокращению затрат на регенерацию.
Комбинирование процессов. Прямые связи между установками без промежуточного охлаждения—нагрева.
Блуждающий теплоноситель для подогрева продуктов.
озх
Факельное хозяйство. Организация сбора, сеперации газов нефтепереработки, компримирования и возврата в топливную сеть завода.
Кроме того, на многих НПЗ может быть достигнуто значительное увеличение выработки пара в котлах-утилизаторах, снижение потребления электроэнергии на блоках оборотного водоснабжения.
Таким образом, по данным обследования ряда предприятий нефтеперерабатывающей промышленности и анализу энергоиспользования, потребление топливноэнергети-ческих ресурсов на НПЗ страны можно снизить в нефтяном эквиваленте на 1—2% от перерабатываемой нефти.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.