忠县天然气净化厂的节能措施介绍

高进 李显良 张伟 余若文

（中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂忠县分厂，重庆 404307）

忠县天然气净化厂的节能措施介绍

高进 李显良 张伟 余若文

（中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂忠县分厂，重庆 404307）

为确保节能考核指标的顺利完成，中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂忠县分厂自建成投产以来，在确保装置平稳运行的基础上，分析用能消耗现状，寻找节能途径并加强节能管理，对其通过优化操作、优化工艺流程、对转动设备增设变频器控制和进行内部结构改造等技术措施积极开展节能工作以及取得的节能效果进行了详细地介绍。

天然气净化厂 节能措施 工艺流程优化 增设变频控制 内部结构改造

0 引言

中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂忠县分厂（以下简称“分厂”）自建成投产以来，在确保装置平稳运行的基础上，加强节能管理，分析用能消耗现状，寻找节能途径，通过优化操作、优化工艺流程、对转动设备增设变频器控制和进行内部结构改造等技术措施积极开展节能工作，以确保分厂节能考核指标的顺利完成。笔者拟就分厂的节能措施作一详细介绍。

1 分厂基本情况

分厂于2005年5月20日建成投产，天然气处理量为2×300×104Nm3/d。其中天然气净化装置及硫磺回收装置各2套，公用工程装置1套，包括过滤分离装置、脱硫脱水装置、硫磺回收成型装置、污水处理装置、火炬及放空系统、新鲜水系统、锅炉及锅炉给水装置、循环冷却水装置、供电系统、通信系统、消防系统。分厂在生产过程中需消耗大量的水、燃料气和电能，表1为分厂近几年的能耗统计表。

2 节能措施

表1 分厂近几年的能耗统计表

分厂作为重庆忠县重点用能大户，自投产以来，在确保装置平稳运行的基础上，按照合理用能的原则，加强节能管理，分析用能消耗现状，寻找节能途径，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从生产的各个环节积极开展节能工作，降低消耗、减少损失和污染物排放，有效、合理地利用能源，保护环境。以下从4个方面详细介绍分厂采取的节能措施，节能效果均系装置

在满负荷生产条件下取得的。

2.1 优化操作

工艺操作是天然气净化厂日常生产管理中的一项重要活动，操作人员应根据生产装置的工艺参数、工况条件、实际运行情况出现的变化及时作出相应的操作调整，优化装置各项运行参数，确保装置始终处于最佳运行状态，从而降低装置的运行能耗。以下是分厂通过优化操作实现节能效果较为明显的事例。

1）优化甲基二乙醇胺（MDEA）溶液循环量。根据原料气的硫化氢含量降低情况，在保证产品气H2S含量合格的情况下，尽量降低MDEA溶液循环量，从而降低溶液循环泵的电耗量。MDEA溶液循环量从设计值55 m3/h降至26 m3/h，MDEA循环泵电流由329A下降至270A，年节约电能30.75×104kW·h。

2）降低MDEA溶液再生塔顶控制温度。在保证装置净化气质量的前提下，逐步降低再生塔顶温度，从设计值107.1℃降至98℃，再生塔重沸器蒸汽用量由6.6 t/h下降至4.5 t/h，按照100 m3燃料气产生1 t蒸汽计算，每年可节约1.66×104m3燃料气。

3）优化脱硫装置循环水量。MDEA循环量和再生塔顶温度降低后，MDEA贫液后冷器冷却水量也相应降低。循环水流量由500 m3/h下降至350 m3/h，循环泵电机电流由150A下降至126A，年节电能12.5×104kW·h。

4）优化火炬长明灯燃料气量。在保证火炬正常燃烧的前提下，优化火炬长明灯燃料气压力，逐渐降低火炬燃料气流量，调整长明灯燃烧器配风等措施，提高了火炬长明灯的稳定性，燃料气的流量由180 m3/h降低至80 m3/h，每年可节约燃料气85.2× 104m3。

5）加强装置操作管理。包括：①加强MDEA溶液过滤操作，防止MDEA贫/富液换热器结垢，高效回收热能；②根据季节特点调整MDEA后冷器和酸气后冷器流量，在酸气空冷出口温度低于40℃时，关闭酸气后冷器冷却水；③加强管理，确保设备完好，杜绝跑、冒、滴、漏现象出现。

2.2 优化工艺流程

工艺流程是实现天然气净化厂生产功能的重要组成部分，其是否合理决定天然气净化厂生产过程是否合理。分厂并行布置有两列天然气净化装置及硫磺回收装置，各类动、静设备种类、数量多，工艺流程复杂，具有很大的优化空间。自建成投产以来，分厂每年都通过装置大修进行了工艺流程的优化改造，既简化了操作，又节约了能耗。

1）主燃烧炉吹扫气由氮气改为空气。2009年7月，对硫磺回收装置主燃烧炉吹扫气进行了整改。正常生产期间，吹扫气为空气，在主燃烧炉联锁停车、熄火及点炉期间，又切换为氮气吹扫。通过改造，减少了氮气用量，不仅使制氮装置长期处于待机状态，从而使空气压缩机待机时间大大延长，同时节约了电能15.5×104kW·h［1］。

2）浓水回用。2008年5月，将反渗透纯水装置的浓水回用至大循环水系统。反渗透装置浓水含有较高的盐分，但不含Ca2+、Mg2+，用作循环冷却水，可以有效防止换热器结垢，是一种优质的水源。通过改造，每年可以节约2.2×104t水。

3）优化完善中水回用系统。分厂污水处理装置

设计有中水回用系统，但因硬件设施不齐全，中水回用量较少。2007年3月，分厂对中水回用系统管网进行优化和补充完善，在厂区绿化带内安装水管及自动喷水头，将中水回用作为浇花用水，全年可节约用水8 000 t。

2.3 对转动设备增设变频控制

在天然气净化厂中，转动设备是心脏，消耗电能，将电能转化为动能，为装置生产运行提供动力来源，同时也是主要的耗电设备。分厂有各类转动设备102台，而变频器作为转动设备最常用的节能措施，在忠县净化厂的节能改造中发挥了重要作用。

1）锅炉燃烧机增设变频器。分厂设置有2台锅炉，每台锅炉额定的蒸汽负荷为15 t/h。考虑到分厂供电电源质量较差，当雷雨天气时极易出现电网电压波动或瞬间停电，导致锅炉熄火。为保证锅炉平稳运行和停炉后尽快的恢复蒸汽供应，分厂2台锅炉没有采取一用一备方式，而是都处于运行状态。但在正常生产时需要消耗锅炉产生的蒸汽量较小，仅为8 t/h左右，也就是说每套锅炉的蒸汽量仅为4 t/h左右，对于额定蒸汽量为15 t/h的锅炉而言，存在严重的“大马拉小车”现象。同理，锅炉燃烧机也存在严重的“大马拉小车”现象。致使两台锅炉长期处于低负荷运行，而燃烧机风机则全速运行，绝大部分电能被浪费。2007年3月，锅炉燃烧机风机增设变频器。实施变频控制后，风机电流由20A下降到8A。两台风机全年可节电6.35×104kW·h。

2）循环水泵增设变频器。分厂循环水处理装置凉水塔风机设计是一用一备，由于所处的地理环境和季节气候变换，春、秋、冬早晚温差较大，每年冬季，因气温较低，即使启运1台风机，风量也有较大富余，而春秋季节使用一台又不能满足生产的需求，必须使用两台，但使用两台又造成了能源的极大浪费。2008年5月，对循环水凉水塔风机K-3101A、B安装变频器，根据循环水温变化来调节风机启停和转速，达到节能的目的。每年可节省2.64× 104kW·h电能。

2.4 转动设备结构改造

转动设备通过安装变频器控制是常用的节能措施，但在已建成的天然气净化厂中应用常常受到安装条件、使用场地及投资成本等诸多条件的限制。因而分厂对转动设备节能除安装变频器外，还通过改变转动设备结构来实现节能。

1）更换尾气灼烧炉风机皮带传动轮。分厂硫磺回收装置设置有2台皮带传动单级卧式离心鼓风机，为尾气灼烧炉提供燃烧空气。该风机最大流量约为5 200 kg/h，而实际生产过程中，装置空气需求量仅为3 000 kg/h左右，高负荷或特殊情况下也不到3 700 kg/h，多余部分风量只能进行放空处理，浪费大。2009年4月，对尾气灼烧炉风机K-1402A、B皮带传动轮进行了改造，更换了大直径的从动轮，将从动轮外径由132 mm增大为190 mm，使风机转速从5 017 r/min下降至3 668 r/min，电机电流从95A下降至40A，经过实际运行，完全能够满足生产需求。每年可以节电29.1×104kW·h，节能效果非常显著。

2）循环水泵泵壳内部防腐。分厂循环水装置设置有两台单极离心泵作为循环水泵，由于泵壳材质为铸钢，泵壳内壁极易生锈，增加了水与泵壳内壁的摩擦，从而增加了电机的耗电量。2010年8月，对两台循环水泵的泵壳内壁涂保护膜，既减少了水与泵壳内壁的摩擦，又降低了水对泵壳的腐蚀强度。经实际运行，在相同循环量下，改造后循环泵电机电流下降了约2A，全年可节电1.10×104kW·h。

3 结束语

以上4点节能措施仅仅是分厂采取的具有代表性的节能措施，通过这些节能措施，既优化了装置运行效率，降低了生产成本，又取得了显著的环保效益。

［1］高进.锅炉燃料机控制系统的改进［J］.石油化工自动化，2008，45（5）：95-97.

（编辑：蒋龙）

B

2095-1132（2014）06-0044-03

10.3969/j.issn.2095-1132.2014.06.013

修订回稿日期：2014-12-11

高进（1977-），工程师，从事仪表维修和技术管理工作。E-mail：gaojin@petrochina.com.cn。