减压塔机械抽真空改造后存在问题及解决措施

李 涛 ， 王志刚

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳 471012)



减压塔机械抽真空改造后存在问题及解决措施

李 涛 ， 王志刚

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳 471012)

通过对常减压装置减压塔顶蒸汽抽真空系统与“蒸汽+机械”抽真空系统的对比分析，总结“蒸汽+机械”抽真空系统在节能方面的优势，实现装置的节能降耗。同时对改造过程中出现的问题、原因进行分析，并提出解决方法。

常减压装置 ； 减压塔 ； 机械抽真空

0 前言

中国石化洛阳分公司常减压装置设计原油加工能力为800万t/a，装置采用初馏、常压、减压三级蒸馏技术，装置采用的是三级两组高效喷射式蒸汽抽真空系统，蒸汽抽真空系统自2002年投用以来运行稳定。

蒸汽喷射器因内部没有运动部件，具有结构简单、工作可靠、寿命长，安装维护方便、密封性能好、抽气量大等优点，因此蒸汽喷射器被广泛地应用于大型常减压蒸馏装置[1]。但蒸汽抽真空蒸汽消耗量大，造成装置能耗高，与降耗相悖。同时，抽真空蒸汽凝结后的含硫污水增加了下游污水汽提装置处理负荷和能耗。另外，蒸汽管网压力波动时会极大地冲击蒸汽抽真空系统，严重影响减压塔的正常操作，威胁装置的安全生产。

洛阳分公司利用2015年装置检修机会，对减压塔抽真空系统进行改造，将原有蒸汽抽真空系统改为“蒸汽+机械”组合式抽真空系统。改造完成后，节能效果显著，在降低蒸汽消耗的同时，能够降低含硫污水外排量，降低蒸汽管网系统压力波动对减压塔正常生产的影响。

1 机械抽真空系统改造情况

改造前蒸汽抽真空系统(包括一级增压器)为三级，蒸汽总耗量约为12 t/h，末级抽真空蒸汽消耗量约为4 t/h，本次改造将原蒸汽抽真空系统末级改成机械抽真空，与原蒸汽抽真空系统末级组成并联，互为备用，液环真空泵具体设计参数见表1。

表1 液环真空泵进料油气性质

减顶一级抽真空冷却器出口油气经液环真空泵入口吸入后，经过真空泵作用后排入减顶水封罐。当液环真空泵无法正常运行时，可将原蒸汽抽真空系统末级投用。本次抽真空系统改造流程图见图1。

2 存在问题及解决措施

2.1 存在问题

2015年11月份，装置检修过程中完成机械抽真空系统项目的施工后，在对液环真空泵单体设备试运过程中，发现大量明水进入液环真空泵泵体，当时分析为装置检修管线中有存水进入液环真空泵，导致液环真空泵不能正常试运。在装置完成检修开车运行后，再次将机械抽真空系统并入减压塔顶抽真空系统，仍然存在上述问题。

图1 减压抽真空系统改造流程图(粗实线部分为本次改造部分)

2.2 问题分析

经过故障排查，确认设备不存在问题，排除液环真空泵设备本身的问题。

通过调研其它同类装置机械抽真空系统，重新对减顶抽真空系统进行全面分析，减压抽真空系统液环真空泵运行存在的主要问题为：①真空泵出口压力(160 kPa)高于减顶馏出油罐压力，造成减压抽真空系统压力不平衡，使得冷凝液不能通过大气腿流至减顶油水分离罐，导致冷凝液从侧面气相出口流至液环真空泵入口，造成泵的振动，无法正常运行；②投用时由于液环真空泵出口三相分离罐水相至减顶水泵流程(DN50)未投用，仅通过排凝排放，造成后路不畅，三相分离罐瞬间满罐，超过真空泵液环要求的高度，造成泵腔充满水，无法正常工作。

2.3 解决措施

减压抽真空系统液环真空泵出口压力高于减顶油水分离罐不凝气压力，造成抽真空系统压力不平衡，导致液环真空泵无法正常投用。针对此情况，拟增加油水分离罐不凝气至低压系统流程，将减顶油水分离罐不凝气与液环真空泵出口隔离开，防止系统憋压。利用减顶油水分离罐现有的放空线(DN40)和常顶油气线安全阀后至低压系统管线蒸汽吹扫线(DN50)，增加减顶油水分离罐至低压系统流程，并相应地完善减顶油水分离罐放空线和常顶油气线安全阀后管线的蒸汽吹扫线。具体改造流程图见图2。

图2 机械抽真空系统问题解决流程图(虚线部分为新增加部分)

2.4 效果检验

对减压抽真空系统进一步改造完善后，对机械抽真空系统进行再次投用。在真空泵投用的初期，减顶馏出油罐的水包液位急剧上涨，含硫污水仍然无法及时排出，减压塔顶压力也出现大幅波动，如图3。通过暂时将减顶馏出油罐的含硫污水外排一段时间后，再次投用液环真空泵，机械抽真空系统运行正常，此现象验证之前所出现问题原因分析的正确性。

图3 液环真空泵投用过程中减压塔顶压力变化趋势图

3 蒸汽系统与机械抽真空系统的对比

减压塔机械抽真空系统投用后，机械抽真空系统运行平稳，原减压抽真空末级蒸汽喷射器停用，减压塔顶压力平均为2.42 kPa。根据减压塔顶压力，适当关小一级蒸汽喷射器喷射蒸汽，节能减排效果明显，减少1.0 MPa蒸汽消耗约5 t/h，外排减顶含硫污水量由25.0 t/h降至20.0 t/h。与此同时，可降低下游污水汽提装置1.0 MPa汽提蒸汽约0.6 t/h。减压塔抽真空系统改造前后公用工程消耗数据对比见表2。

表2 减压塔抽真空系统改造前后公用工程消耗数据对比表

注：因含硫污水减排降低污水汽提装置的能耗的量以减少1.0 MPa蒸汽计算。

效益核算如下：每年节省1.0 MPa蒸汽费用约515.4万元；年消耗除盐水费用约15.9万元；年电耗费用约93.2万元；年节能降耗效益约406.3万元；减压塔抽真空系统改造项目累计投资122万元，投资回收期为0.3年。

4 可能存在的问题

再次投用机械抽真空系统初期仍然出现减压塔顶压力大幅波动的问题，经过分析认为液环抽真空系统在投用前仍然存在部分冷凝水，在液环真空泵运行初期大量水进入液环真空泵，导致设备不能正常工作，待管线存水排空后，抽真空系统运行正常，减压塔顶压力也恢复正常。因此在将原蒸汽抽真空系统末级切换为机械抽真空系统时，务必将管线中存水排空，避免引起生产波动。

5 结论

①减压塔抽真空系统改造后，液环真空泵成功地替代了蒸汽抽真空系统的末级，“蒸汽+机械”抽真空系统。每年可节能降耗约505万元，同时可降低下游污水汽提装置的运行负荷，降低装置运行能耗。②在生产实践中，蒸汽质量的好坏以及冷却器循环冷却水的冷却质量，对蒸汽喷射器的抽真空能力和真空稳定性影响很大[2]。机械抽真空系统的投用，可以极大地降低1.0 MPa蒸汽系统压力波动对减压塔顶压力的影响，降低因蒸汽系统波动对减压系统影响。③液环真空泵出口油水分离罐，油侧和水侧后路存在设计缺陷，需在下次大检修时改进。

[1] 陈 建.机械抽真空技术在大型常减压蒸馏装置的应用[J].节能技术，2006,24(1)：76-77,80-83.

[2] 唐孟海,胡兆灵.常减压蒸馏装置技术问答[M].北京：中国石化出版社，2004.

2016-07-29

李 涛(1987-)，男，助理工程师，从事技术改造工作；联系人：王志刚(1986-)，男，工程师，从事重质油的生产技术管理工作，E-mail：wzgdeemail@163.com。

TQ050.7

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1003-3467(2016)11-0035-03