石化企业热力资源的优化管理

王建军

(中国石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

石化企业热力资源的优化管理

王建军

(中国石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

介绍了某石化企业热力系统供热平衡以及目前蒸汽管网系统现状和潜在的问题，从汽源厂中、低压供汽能力和热用户两方面进行了对比分析提出了优化改造建议，以建立热力系统供求再平衡。

蒸汽 热力资源 优化

某石化企业供热系统始建于20世纪70年代，1975年7月该企业炼化部中压锅炉1#炉建成投运，开始向供热系统(东中I管)供3.5 MPa的中压蒸汽，同年11月，热电一站以1.3 MPa的低压蒸汽开始向热网供汽。根据生产和发展的需要，该公司于2007年3月停运热电一站机炉，2010年5月拆除原炼化部中压炉。企业的汽源主要由热电部提供，烯烃部的2#乙烯装置富裕蒸汽作为补充(期间也曾有化工部AOGI装置作为富裕蒸汽补充，2015年起关停)。主要热用户为各作业部的生产装置、生活用汽和物料伴热用汽。热电部低压供汽能力1 100 t/h,中压供汽能力275 t/h，其中低压热用户的总量约800 t/h，中压总量约280 t/h。管线遍布各个作业部的公共界区、生活区和第二工业区，约10 km2范围内。最大供热管管径为820 mm，最长的单管长度近10 km，先后经历了一期、二期、三期一阶段、煤代油工程、三期完善化、热网扩建工程、四期工程、五期工程等基建、扩建阶段。

该石化企业进行了一系列能源结构调整，相继停役、拆除了热电一站燃油电站和原炼化部燃油中压锅炉房，目前中、低压蒸汽外供以热电部为主，烯烃部1#、2#乙烯装置为辅。16 Mt/a炼油改造工程等项目的展开至今已有好几年，由增量引起的供热主管道瓶颈问题越来越突出，2016年炼油部又增加了一个柴油质量升级项目，对整个石化企业中、低压蒸汽系统的平衡，管线的输送走向、输送能力，蒸汽的温度降、压力降等都将产生影响，本已捉襟见肘的供热系统(尤其是中压系统)在局部中压供汽管线更会产生输送瓶颈。根据16 Mt/a炼油改造工程等老项目和炼油装置的不断升级的用户实际需求和运行要求，现对中压蒸汽系统的总体平衡、管线的输送能力进行分析和核算。

1 热网中压蒸汽系统现状及分析

中压蒸汽系统由1#煤中管、2#煤中管、3#煤中管、电中管、化中管、催中管、渣中管、东中I管、芳烃中压管等管线组成。1#煤中管由热电部至卫六路切换段支接1#和2#延迟焦化、渣中管，并在卫六路处与电中管、化中管环通，向东延伸至大堤路卫四路与芳烃中压管环通。2#煤中管由热电部至卫八路支接1#和2#延迟焦化，并往北延伸至金一路卫六路处与电中管、化中管环通；3#煤中管由热电部至卫六路切换段向北支接一联合中压管，并在卫六路经一路处与电中管、化中管环通；而电中管、化中管由卫六路切换段至金一路卫四路支接涤纶西区、1#乙二醇、2#乙二醇、丙烯腈、炼化部东区；催中管由一联合装置接出与乙中管环通；东中I管由卫四路电中管经金二西路、聚乙烯醇(PVA)金二东路支接至涤纶东区、1#泵乙烯、2#泵乙烯。

1.1中压蒸汽系统负荷核算情况

中压蒸汽汽源厂(装置)供应能力见表1。

热电部机组设计工况为4#机75 t/h，5#机100 t/h，6#机100 t/h；减温减压额定工况为：4#涤纶预取向丝(POY) 100 t/h,14#POY 100 t/h,24#POY 130 t/h。

表1 中压蒸汽汽源厂(装置)供应能力 t/h

16 Mt/a炼油项目建成投产后中压用户用汽量见表2。

表2 16 Mt/a炼油项目建成投产后中压用户用汽量 t/h

注：2#乙二醇装置改用高选择性催化剂后的中压蒸汽数据由化工部提供。

第二联合装置开车中压蒸汽平衡情况见表3。

从表3可以看出：汽源厂中压供汽能力能满足用户需求。

表3 第二联合装置开车中压蒸汽平衡 t/h

续表3

第二联合装置正常运行，第一联合装置开车时的中压蒸汽平衡情况见表4。从表4可以看出：汽源厂中压供汽能力能满足用户需求。

表4 中压蒸汽平衡情况 t/h

1.2中压蒸汽管网存在的主要问题

16 Mt/a炼油项目第二联合装置开车时，需引进中压蒸汽48 t/h。从表3可以看出：中压系统总负荷为443 t/h左右，1#、2#、3#煤中管完全能够承担。但若此时第一联合装置出现故障，则不仅催化外送的50 t/h中压汽将不能提供，并且还要引进100 t/h中压汽以保证装置停车用汽，也就是说，此时的中压汽总负荷至少为543 t/h，超过了3根煤中管设计允许的480 t/h最大通流量，此为问题一；问题二，各装置均正常运行，中压系统总负荷也为443 t/h左右，如此时任何一根中压管道主阀泄漏需要停役检修，则其他两根中压管道均不能承担(如遇雨雪天，中压蒸汽管总量大约将再增加50 t/h左右)，超过了两根煤中管设计允许的320 t/h最大通流量,使得有关装置非正常停车(限汽)；问题三，企业持续发展，装置的更新或改造势在必行，今后管网所承担的中、低压蒸汽量将会越来越大，遇到的不确定因素也会越来越多，未雨绸缪对管网正常运行，尤其是对中压系统的正常运行，为装置保驾护航有百利而无一害。

1.3中压蒸汽系统改造方案

根据目前中压系统现状，为了满足16 Mt/a炼油项目装置和其他用户用汽需求及在装置或管道故障时解决中压管网存在的瓶颈问题，同时兼顾企业今后的发展，提出以下中压蒸汽系统改造方案。

从热电部热电二站开始新铺设一根直径为426 mm中压蒸汽管道(4#煤中管)，向东延伸与电中管、化中管连通并与2#、3#煤中管环通，管线展开长度约4 500 m。它的设计通流量为120 t/h，最大为160 t/h，压力为3.5～4.2 MPa，温度为350 ℃。平时可以作为备用管道，也可以作为运行管道视实际情况分担各中压管道的压力，一旦有装置或其他中压管道出现故障，就可以从容地分流增加的通流量，保障生产装置不受影响。

2 热网低压蒸汽系统现状及分析

低压蒸汽系统由13#、14#、15#、16#、10#、8#、9#管、第二工业区管线、生活南北管等管线组成。15#、16#管由热电部至卫六路切换段，主要支接1#和2#延迟焦化、海运管线、渣油伴热总管、新乙烯管等用户，并在卫六路切换段处与10#、8#、9#管环通，向东延伸至大堤路卫四路处支接芳烃低压管线、精细化工部。13#、14#管由热电部至卫八路切换段支接2#延迟焦化、往北延伸至金一路卫四路，支接1#和2#乙二醇、化工部本部、化工部PVA、腈纶部。8#、9#管由卫六路切换段至金一路卫四路，支接涤纶西区、1#乙二醇、2#乙二醇、化工部本部、炼化部东区。第二工业区管线由金一路卫六路处与8#、13#、14#管支接。

2.1低压蒸汽系统负荷核算情况

低压蒸汽汽源厂蒸汽的供应能力为1 100 t/h,16 Mt/a炼油装置正常运行时低压蒸汽量930 t/h(最大为1 090 t/h)。可以看出，热网低压系统生产装置正常运行时，汽源厂低压供汽能力能满足用户需求；若在汽源厂停1炉1机工况下低压系统生产装置故障时，热电部通过减温减压补充，也能满足用户需求。

2.2低压蒸汽系统分析

16 Mt/a炼油项目投运后，第一联合装置在正常工况及开车、事故工况时，需引进低压蒸汽59 t/h，装置界区外的金一路、卫六路有总体低压热网的13#、14#管(DN800 mm)由西向东供汽，并且两根管线互相连通，管线上的热负荷能切换运行，13#、14#管带腈纶部150 t/h、1#乙二醇50 t/h、2#乙二醇70 t/h、PVA装置74 t/h、化工部本部20 t/h、塑料一期2 t/h、生活南管8 t/h、生活北管8 t/h、4#南北支管8 t/h、一站站用汽5 t/h,合计454 t/h。13#、14#管(DN800 mm)设计允许的最大通流量500 t/h，还有一定的余量。

第二联合装置区在正常工况及开车、事故工况时，需引进低压蒸汽32 t/h，装置界区外的总体低压蒸汽管有：从金一路9#管接入炼化东区的DN600 mm管线、8#管接入炼化东区的DN500 mm管线及从15#、16#管接入制苯装置的DN500 mm管线。以上3根管线的通流量为360 t/h，而8#、9#、61#管加上制苯装置10 t/h、甲基叔丁基醚(MTBE)装置10 t/h、2#芳烃40 t/h、4#芳烃70 t/h、涤纶西区20 t/h等，合计182 t/h;当第二工业区事故状态下还要增用70 t/h，两者合计252 t/h，还有一定的余量。

低压系统现有的蒸汽管道在16 Mt/a炼油项目建成后，能满足第一和第二联合装置开停车、事故及正常工况下的低压蒸汽用气需求，并且还有一定余量。因此，现有的低压系统蒸汽管道网络结构不需要进行改扩建改造。

3 结语

在充分利用石化企业热网中、低压蒸汽系统原有管道的基础上，根据六期工程热用户实际负荷需求，新建4#煤中管既可以解决中压蒸汽管网由于六期工程项目、柴油质量升级项目及2#乙二醇催化剂改造后由增量引起的供热主管道瓶颈问题，又可以兼顾企业今后的发展，分流由16 Mt/a炼油改造工程投运后送出的中压蒸汽，提高蒸汽品质，完善中压蒸汽系统管网结构。更重要的是，在生产装置或中压管道出现故障时能从容应对，避免在发生突发事件时手忙脚乱、束手无策。低压系统目前的蒸汽管网不需要改扩建，在16 Mt/a炼油项目建成后可以满足第一和第二联合装置以及2#乙二醇催化剂改造后的需求。经过以上的优化，热网中、低压系统能满足企业的生产发展需要，提供了公用工程保障。

OptimizedManagementofThermalResourcesinPetrochemicalEnterprises

Wang Jianjun

(SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

The heating balance of thermal system and the current situation and potential problems of steam pipe network system of Sinopec Shanghai Petrochemical Co.,Ltd.were introduced,the medium and low pressure steam supply capacity and heat user in steam source plant were compared and analyzed,and proposals for optimization transformation were put forward to establish a balance of supply and demand of the thermal system.

steam,thermal resource,optimization

1674-1099 (2017)05-0015-04

TE965

A

2017-05-02。

王建军，男，1968年出生，华中科技大学(网络教育)行政管理毕业，本科，工程师，现从事公用工程管网设备管理。